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
«Акустический» микроскоп
Инженеры компании FEMTO усовершенствовали лазерный микроскоп, который теперь позволяет проводить 3D сканирование коры мозга мыши in vivo. В микроскоп встроены акустические дефлекторы через которые подаются звуковые волны. Изменение частоты волн изменяет направление фокусировки лазера, позволяя направлять его в нужный участок коры мозга. Исследователи из Института нейробиологии в Марселе, благодаря микроскопу смогли визуализировать активность синаптических кальциевых каналов от более чем тысячи нейронов в реальном времени.
https://www.nature.com/articles/d42473-019-00185-6
Расшифровка паттерна активности нейронов
Ученые из Университета Колумбии в серии экспериментов представили очередной аргумент в поддержку гипотезы «функциональных систем» суть которой в том, что управляющие поведением системы «закодированы» в синхронных паттернах активности нейронов коры головного мозга. Ученые, используя метод оптогенетики на мышах, смогли произвольно запускать стимул, активируя всего два нейрона в группе. Таким образом, исследователи «подменили» мыши сенсорный стимул, которому она предварительно обучалась.
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(19)30616-6
«Маркировка» эмоциональной составляющей изображения частично происходит в зрительной коре
К такому мнению пришли ученые из Университета Колорадо. Они разрабатывали систему EmoNet для распознавания эмоционального отклика на изображение. Сеть (EmoNet — это нейронная сеть) научилась распознавать 11 видов эмоций с градацией по интенсивности. Далее исследователи использовали данные МРТ участников, на ответах которых обучалась сеть. «Само изображение мозга также дало нам удивительные результаты. Даже базовый образ, объект или лицо, может вызвать паттерн предшествующий эмоциональной реакции в зрительной коре головного мозга» — сказал профессор Тор Вейджер, ведущий автор исследования.
Также ученые сравнили паттерны активности сети и участников, и в результате выявили корреляции. «Мы нашли соответствие между моделями мозговой активности в затылочной доле и тем, как EmoNet кодирует определенные эмоции. Это означает, что EmoNet научился представлять эмоции так, чтобы это было биологически правдоподобно, хотя мы явно не обучали его этому», — сказал соавтор исследования.
https://www.colorado.edu/today/2019/07/25/computer-system-knows-how-you-feel
Протез нижней конечности руки нового поколения
Компания DETOP анонсировала продолжение исследований трансрадиального протеза нового поколения, который по словам автора пресс-релиза «является первым, полностью управляемым мыслью человека протезом без дополнительный имплантов в мозге». Трансрадиальные протезы — это устройства, используемые пациентами с культей ниже локтя. Протез оснащен системой обратной связи, которая обеспечивает естественный контроль устройства. «Например, пациент должен думать о перемещении указательного пальца, и указательный палец должен двигаться по этой команде. Мы получаем эти данные от контроллера, и можем протестировать результаты даже в виртуальной среде» — говорит Кристиан Чиприани, ведущий автор исследования. Первая имплантация прошла в начале 2019 года, сейчас проходит тестирование и доработка технологии. Релиз устройства запланирован на 2020 год.
https://cordis.europa.eu/news/rcn/131506/en
Клеточная модель коры головного мозга
Ученые из Японии сообщили о том, что смогли получить органоид, состоящий из культуры клеток коры головного мозга человека в лабораторных условиях. Клетки сформировали активные сети нейронов, которые способны распространять электрический сигнал внутри «мини-мозга». Исследование механизмов этой активности является целью дальнейших исследований.
https://www.cell.com/stem-cell-reports/fulltext/S2213-6711(19)30197-3
Механизм и локализация альтруизма в мозге
Исследователи из бостонского колледжа используя данные МРТ показали, что активность в областях мозга ответственных за воображение предшествует желанию помочь. Более того, чем детализированней сцену представлял себе испытуемый, тем с большей вероятность он был готов помочь. Также ученые предположили, что область правого височно-теменного соединения связана с принятием решения о помощи.
https://neurosciencenews.com/altruism-imagination-14470/
Музыкальный интерфейс «мозг — компьютер»
Участники проекта BCMI-MIdAS разработали интерфейс, который считывает ЭЭГ пациента и в ответ проигрывает музыку. Ответ происходит в тех случаях, когда ЭЭГ свидетельствует о психическом расстройстве и признаках депрессии. В режиме реального времени, программный модуль устройства генерирует музыку, цель которой «поднять настроение» пациента. В разработке модуля использовались данные ЭЭГ, фМРТ и физиологические показатели. Авторы предполагают, что это первый в мире музыкальный интерфейс «мозг-компьютер». Устройство было протестировано на здоровых участниках, и участнике с болезнью Гентингтона.
Автор обзора Екатерина Шахбазян
Перепечатка разрешается при сохранении ссылок на источник публикации
