В ежемесячном обзоре экспертной группы проекта Технологии Долголетия мы постарались собрать наиболее значимые открытия в области исследований мозга и личности и перспектив эмуляции сознания. В обзор регулярно включаются работы по нейропротезированию и нейрореабилитации, новые методики картирования мозга, работы, посвященные машинному обучению в нейронауке, успехам в применении и разработке нейроимплантов и зондов, выращивании органоидов мозга.
С большим вниманием мы следим за международными проектами по картированию и исследованиям мозга, запущенным в США, Европе, Японии и Китае
Семинар Carboncopies
В марте прошел очередной воркшоп, организованный Carboncopies foundation на тему «Эмуляция мозга и риски ИИ». Вместе с членами фонда выступили приглашенные спикеры Яан Таллин, Андерс Сандберг и Бен Герцель. Видео доступно на youtube
«Окно» в мозг
Группа ученых и инженеров разработала прозрачный, полимерный имплант в череп мыши. Этот метод позволяет облегчить/удешевить процедуру и улучшить качество основных методов исследования: двухфотонная микроскопия (45мм2/600мкм), кальциевый имаджинг, введение зондов.
Имплант биосовместим (протестировано >300 дней), может быть напечатан на 3D-принтере и обойдется лаборатории в цену не выше 20$.
В разделе обсуждение авторы статьи говорят о потенциале применения их See-Shells (c) для «визуализации» других органов тела, например, легкого.
Сама идея не нова, например, в 2014 году была проведена имплантация прозрачного протеза большей части черепа человека.
Автоматизированный маппинг клеток коры головного мозга
Регулярно в наших обзорах появляется информация об автоматизации процесса распознавания различных нейронных популяций головного мозга животных и насекомых. Например, в январе и феврале. В этот раз Blue Brain Project анонсировали протокол процедуры классификации пирамидальных клеток, которые составляют в среднем 80% от всех клеток коры головного мозга крысы. Это клетки со сложной топологией дендритной сети. Ученые отмечают, что в результате исhttps://medicalxpress.com/news/2019-03-blue-brain-century-old-neuroscience-problem.html?fbclid=IwAR0OFSE8hZqIxOmiqwwfaKbi5PR35nbUdilQL4yvVCGWth5VyI8-BOcqsc4следования соматосенсорной коры по этому протоколу было классифицировано 17 морфологических типов клетки. Классификация на входе не требует экспертной оценки и, по словам авторов, процедура может быть полностью автоматизированной.
МРТ мозга по данным активности нейронов
Группа исследователей из MIT разработала новый неинвазивный метод визуализации активности нейронов на основе МРТ. Традиционное фМРТ определяет активность в мозге на основе данных об усилении кровотока. Новая технология работает точнее, т.к. отслеживает наличие кальция, который концентрируется в клетке при активации нейрона. Для этого кальций был маркирован веществом, содержащим марганец. Работу маркированного кальция проверили введя его в клетки стриатума, области расположенной глубоко в мозге крысы.
Попытки маркировать кальций предпринимались и ранее, однако это делали с помощью флуоресцентных молекул, которые обеспечивают разрешение не более нескольких миллиметров от поверхности коры мозга крысы.
Будни моделлеров
Институт Аллена публикует развернутую статью о работе его сотрудников, специализирующихся на компьютерном моделировании Исследователи отслеживают работу клеток мозга, работающих в режиме реального времени, в то время как мыши рассматривают изображения и видео. На основе этих данных создаются симуляции зрительной коры.
Визуализация экспрессии генов в клетке на основе ультразвука
Исследования с помощью ультразвука позволяют получать изображения глубоких тканей с высоким пространственным и временным разрешением(~100мкм/мс). Однако до сих пор не было подходящих агентов (сенсоров) которые могли бы связать ультразвуковой сигнал с экспрессией генов в клетках млекопитающих.
Ученые из лаборатории Колд Спринг Харбор нашли такой агент у бактерий. Методом трансфекции они ввели в клетки мыши кластер из 11 репортерных генов, который производит белковые структуры, наполненные газом (gas vesicles). Именно их и смог «услышать» ультразвук.
По словам исследователей, этот метод обеспечивает невозможные ранее способы мониторинга клеток млекопитающих in vivo.
В статье приведены снимки опухолей в теле мыши, однако в описании говорится о том, что технология может быть применима для исследований мозга.
Тонкая грань между восприятием и воображением
Исследователи из университета Неймегена установили, что процессы воображения и восприятия активируют похожие участки в визуальной, теменной и лобной областях мозга человека. Метод исследования: сравнение паттернов активности на основе фМРТ (multivariate pattern analysis). Далее ученые делают предположение о том, что если похожи пути активности, то и сами типы активности (восприятие и воображение) похожи.
В рамках нашей темы из этой новости можно сделать ряд оптимистичных предположений:
- Предложен факт, который говорит об очередном снижении уровня сложности системы мозг-личность.
- Существует концепция «ползучей» выгрузки через AR/VR. Ее суть в том, что пациенту подменяют физическую реальность цифровой и производят трекинг поведения, активности мозга, других показателей тела. Исследование голландских ученых, во-первых, указывает на цели такого трекинга в мозге, а во-вторых, может указывать на то, что человеку гораздо проще подменить реальностью, чем исследователи обычно об этом думают.
Автор обзора Екатерина Шахбазян
Перепечатка разрешается при сохранении ссылок на источник публикации
