Новое исследование ученых из Центра языка и мозга НИУ ВШЭ и Института лингвистики РАН меняет представление о развитии речи у детей — границы между нормой и нарушениями. О том, что это открытие значит для изучения мозга и будущего человечества, поговорим в программе. Ученые открыли новый тип клеток головного мозга, и это открытие обещает произвести революцию в нейробиологии, сообщает Newsweek. Согласно исследованиям, физические упражнения улучшают пластичность мозга и могут предотвратить или отсрочить появление болезни Альцгеймера.
Исследователи обнаружили уникальное происхождение нейронов в человеческом мозге
| Человеческий мозг: пять последних открытий ученых | | По словам руководителя исследований Ури Мончи, мозг человека в возрасте 55-75 лет работает так, чтобы сохранить как можно больше своей энергии и направить ее точно на решение появившихся проблем. |
| Nature: найден способ проводить стимуляцию мозга без МРТ | Последние новости. |
| Ученые впервые в истории создали гибридный мозг | Исследование: психологические травмы навсегда меняют наш мозг. |
| Нейронаука. Современная нейропсихология | Картинка из исследования поэзии: ученые изучали зоны мозга, связанные с сочинением и оценкой поэзии. |
«Мозг мы используем на 100%»: российский нейробиолог — о работе памяти и воспитании гениев
Уникальное свойство головного мозга восстанавливаться даже после тяжелых повреждений медики называют нейропластичностью. После занятий на тренажере формируются новые устойчивые нейронные связи. В подобном восстановлении нуждаются сотни пациентов — и не только после инсульта. Ему пришлось учиться двигаться заново. Реабилитацию проводят с помощью сразу нескольких устройств. К примеру, программно-аппаратный комплекс с обратной связью позволяет вернуть больному двигательную активность. Незатейливая, на первый взгляд, компьютерная игра в теннис — на самом деле сложная система, основанная на бесконтактном сенсоре движения.
Оценивает количество и качество выполняемых упражнений. Вообще не вставал. Сейчас я могу ходить с помощью ходунков, могу передвигать ногами потихонечку.
Электрическая стимуляция блуждающего нерва — это простой и комфортный способ для самостоятельного улучшения психоэмоционального состояния борьба с бессонницей, тревогой и стрессом.
Нарушения сна могут привести к накоплению этих веществ в мозгу, что связано с болезнью Альцгеймера, характеризующейся накоплением бета-амилоида. Учёные провели исследование, в ходе которого они использовали метод фотобиомодуляции, который заключался в воздействии на мозг мышей с помощью специального лазера с длиной волны 635 нанометров. Это воздействие помогло улучшить процесс выведения бета-амилоида через лимфатические сосуды из мозговой ткани мышей с болезнью Альцгеймера, особенно когда оно применялось во время сна.
Поэтому ученые предположили, что, возможно, эти электрические скачки и объясняют тот самый «потусторонний» опыт, о котором сообщают люди, которые были на грани смерти: ощущение выхода из тела и наблюдения за ним; видения с тоннелем и белым светом; или повторное переживание важных воспоминаний. Однако, поскольку все пациенты в новом исследовании, в конечном итоге, умерли, невозможно узнать, был ли у них такой опыт. В рамках нового исследования ученые использовали ЭЭГ, чтобы зафиксировать, как выглядит мозг во время смерти. Всего в исследовании биологи наблюдали за четырьмя пациентами, все находились в коматозном состоянии после остановки сердца. В течение от 30 секунд до двух минут после того, как пациентов сняли с системы жизнеообеспечения отключили вентиляторы ИВЛ , в мозге двух из четырех пациентов наблюдались всплески гамма-волн.
Результаты
- Еженедельная рассылка Купрума: только важное, одним письмом
- Курсы валюты:
- Как питание влияет на здоровье мозга
- Поддержите нас в деле просвещения
- В мозге нашли метаботропные рецепторы к глицину
Новости ИМЧ РАН
| Нейробиология: последние новости, исследования, открытия, мнения ученых | Вокруг Света | Собственно, последняя новость как раз о том, что Neuralink получила разрешение от FDA на проведение клинических исследований импланта, который считывает активность коры головного мозга. |
| Нейробиология | Новое исследование показывает, как мозг меняется при лечении депрессии. |
| 23 удивительных факта о мозге по результатам последних научных исследований | Тем не менее последние исследования показали, что эти клетки могут участвовать в работе мозга по-другому. |
Новости про мозг
Neuralink способен передавать информацию через беспроводной интерфейс. Заряда хватает на несколько часов. Подзарядка устройства — беспроводная. В планах Маска достичь 499 операций в год к 2027 году, а с 2030 года выполнять 22 204 операции ежегодно. Что касается качества компонентов, компания очень щепетильно относится к этому вопросу, так как речь идет не о какой-то бездушной робототехнике, а взаимодействии с телом человека и пожалуй самой важной и чувствительной его частью — мозгом.
Человек может свободно двигать головой Магнитоэнцефалография МЭГ — технология, позволяющая измерять и визуализировать магнитные поля, возникающие вследствие электрической активности мозга. Использование сверхпроводников само по себе предполагает, что установки МЭГ должны быть громоздкими и дорогими. Так и есть.
На все этапы операции должно уходить около двух с половиной часов, хотя Илон Маск в идеале хотел бы сократить это время до 15 минут. В отличие от изделий большинства конкурентов, имплант Neuralink способен передавать информацию по беспроводному интерфейсу, а ёмкости его аккумулятора хватает на несколько часов работы, после чего его можно подзарядить беспроводным способом, надев на пациента специальную кепку на пару часов. В следующих версиях имплант должен получить до 128 тончайших шлейфов, вживляемых в кору головного мозга, а время работы от аккумулятора будет увеличено до 11 часов. В идеале, как заявляют представители Neuralink, пациент должен иметь возможность заряжать имплант во сне через устройство, встроенное в подушку.
В 2025 году компания рассчитывает вживить людям 27 имплантов, в 2026 году провести операции ещё на 79 пациентах, в 2027 году выйти на 499 операций, а к 2030 году освоить 22 204 операций ежегодно. Помимо робота собственной разработки, Neuralink самостоятельно разрабатывает и изготавливает полупроводниковые компоненты. Имплант не должен нагреваться во время работы или каким-то иным образом беспокоить пациента, поэтому многие компоненты на данном этапе компания разрабатывает и выпускает собственными силами. В 2021 году около 12 хирургических роботов имплантировали чипы 155 животным, в прошлом году количество операций возросло до 294 штук. В идеале Neuralink рассчитывает разработать и отдельный имплант для спинного мозга, который позволит вернуть подвижность паралитикам. Имплант для головного мозга будет использоваться для восстановления возможности общаться с внешним миром хотя бы через компьютер , а также управлять бионическими протезами. Имплант для спинного мозга позволит вернуть подвижность собственным конечностям пациента.
Проживающие в лабораториях обезьяны, которым Neuralink на протяжении трёх последних лет устанавливает мозговые импланты, уже научились управлять компьютерным курсором в играх. Помимо пресловутой игры в пинг-понг , они освоили передвижение курсора силой мысли по матрице из 35 квадратных ячеек, которые подсвечиваются в произвольном порядке. По мере тренировки конкретного подопытного животного возрастает и скорость управления курсором. В долгосрочной перспективе, как отмечает один из основателей Neuralink Ди-Джей Сео DJ Seo , целью компании является предоставление возможности миллиардам людей раскрыть их потенциал и превзойти наши биологические способности. Устройство призвано помочь людям, страдающим речевыми расстройствами или неспособными на вербальное общение по тем или иным причинам. Первые опыты показали хорошие перспективы разработки. Это как слушать аудиокнигу на вдвое меньшей скорости, заявляют авторы исследования.
Обычно человек проговаривает до 160 слов в минуту, что делает общение живым и естественным. Чтобы люди с поражением речевого аппарата также могли участвовать в таком общении, им нужны более точные датчики мозговой активности. Группа учёных из Университета Дьюка совместно с лабораторией биомедицинской инженерии университета создали датчик активности мозга с 256 сенсорами на кусочке пластика размером с почтовую марку. Новый датчик способен улавливать сигналы от одиночных нейронов, что позволяет с высокой точностью определять их активность. Учёные не собирались читать мысли напрямую. Но по комплексу сигналов для мышц речевого аппарата — языка, гортани и лицевых — они рассчитывали с высокой точностью определять невысказанные вслух мысли пациентов речью управляют до 100 мышц, за сигналами к которым необходимо следить. Таким образом, мысленно произнесённая фраза должна была транслироваться в сигналы мышцам, и по этим прямо считанным с мозга данным нужно было воспроизвести всё, что пациент собирался сказать.
В случае пациента с поражением речевого аппарата мысли так бы и остались в коре головного мозга и дальше сигналы бы не прошли, но считанные датчиком они получили возможность быть воспроизведёнными компьютером. Алгоритм распознавания обучался в режиме «слушай и повторяй». Пациент произносил бессмысленные короткие сочетания букв, на которых алгоритм учился распознавать мозговую активность для того или иного сочетания звуков. Слева старый менее чувствительный датчик, справа — новый, с которым проводили эксперимент Несмотря на относительно низкий процент распознавания звуков, команда учёных говорит об успехе. Дело в том, что алгоритм обучался всего 90 секунд в ходе 15-минутного тестирования. Ровно столько времени было у экспериментаторов с каждым пациентом. Это происходило в ходе плановых операций на мозге пациентов.
Когда нейрохирурги заканчивали операцию, они давали учёным 15 минут поработать с пациентами над их программой. Без доступа к открытому мозгу, на определённый участок коры которого напрямую устанавливался датчик, работа не могла быть проделана. На следующем этапе учёные собираются создать беспроводные датчики, чтобы работать с пациентами в обычных условиях, а не в операционной. Когда-нибудь это приведёт к появлению удобных мозговых имплантатов для трансляции мыслей в речь или цифровые сообщения. Своевременно обнаружить нарушения в работе мозга, например, инсульт, означает спасти человеку здоровье и жизнь. В качестве бонуса технология Niura обещает создать рекомендательный сервис по предложению музыки на основе слежения за настроением пользователя, тем самым оберегая уже душевное здоровье человека. Источник изображений: Niura Стартап вырос из личных переживаний его организаторов, ближайшие родственники которых пострадали от поражений головного мозга.
Ключевым элементом устройства являются сухие силиконовые датчики-контакты, которые размещены по периметру наушников. Они обеспечивают достаточно хороший контакт с кожей и, по словам компании, не снижают чувствительность при обильном потоотделении. Решение Niura простое в использовании и может использоваться постоянно в отличие от обычных датчиков для снятия электроэнцефалограммы ЭЭГ. Это особенно важно, например, в ходе проведения операций на головном мозге. В обычных условиях ЭЭГ снимается до и после проведения операции, а с помощью наушников Niura это можно делать непосредственно в процессе проведения операции. Близость внутриушного электрода наушников Niura к слуховой коре головного мозга, которая отвечает за обработку музыки и аудио, обещает раскрыть ещё один потенциал устройства. Наушники смогут различать настроение пользователей, и с помощью рекомендательного ИИ-сервиса будут воспроизводить музыку, соответствующую душевному состоянию.
Данные с наушников передаются в смартфон, где происходит их обработка. На всех этапах происходит шифрование трафика и данных в соответствии с требованиями американских регуляторов. Компания получила ряд предварительных патентов на ключевые технологии и ведёт переговоры с ведущими мировыми брендами о выпуске коммерческой продукции на основе платформы Niura. Самостоятельно этим она заниматься не будет. Будет только предоставлять лицензии. Пациенты прослушивали трек «Another Brick in the Wall Part 1 » группы Pink Floyd, а имплантированные в мозг датчики снимали показания. Различение ритма и мелодии в сигналах мозга поможет разработать имплантаты для людей, страдающих нарушениями в области восприятия речи и эмоций и не только.
Источник изображения: Pixabay Для поиска зон мозга, ответственных за восприятие музыки в широком смысле этого слова, в мозг 29 пациентов были имплантированы по 2268 электродов. Всем им ставили композицию Pink Floyd «Ещё один кирпич в стене», ставшую классикой рока. Параллельно прослушиванию с датчиков снимались показания мозговой активности, которые затем расшифровывали с помощью линейного и нелинейного ИИ-алгоритма. Что в итоге получилось, можно прослушать в ролике ниже. Ценители Pink Floyd могут прийти в ужас от услышанного. С другой стороны, мозг может служить своеобразным фильтром, придающим композиции новизну и определённую оригинальность. Нельзя исключать, что это, в том числе, приведёт к появлению новых музыкальных находок и даже направлений.
При поиске ориентированных на музыку областей в головном мозге учёные решали другую задачу. Есть большой класс пациентов, страдающих от нарушений в восприятии и воспроизведении речи. В общем случае это называется просодией.
Neuralink способен передавать информацию через беспроводной интерфейс. Заряда хватает на несколько часов. Подзарядка устройства — беспроводная. В планах Маска достичь 499 операций в год к 2027 году, а с 2030 года выполнять 22 204 операции ежегодно.
Что касается качества компонентов, компания очень щепетильно относится к этому вопросу, так как речь идет не о какой-то бездушной робототехнике, а взаимодействии с телом человека и пожалуй самой важной и чувствительной его частью — мозгом.
В мозге нашли метаботропные рецепторы к глицину
Клетки тканей головного мозга слева и справа изолированы друг от друга, но за несколько дней сами по себе соединяются и образуют единую нейросеть. Подборка новостей 15 июля: как в мозге хранится память и как он управляет тревогой и страхом. Помимо спектакля, посетители смогут увидеть выставку, посвященную современным исследованиям возможностей мозга и достижениям нейронауки. Последние разработки ученых и новые методики активно используют для восстановления пациентов с поражением головного мозга. Но кроме микроконнектомики есть региональная коннектомика — исследование связей между разными структурами мозга, которые определяют их взаимоотношения, интеграцию, в конечном счете работу. Они обнаружили, что воздействие на некоторые зоны мозга, связанные в других экспериментах с депрессией, также повлияло на частоту сердечных сокращений.
Все материалы
- Создание искусственного синапса
- 23 удивительных факта о мозге по результатам последних научных исследований
- Журнал нейрокампуса
- 1. Человеческий мозг со временем уменьшился
Новости ИМЧ РАН
Тим Камсма, ведущий автор исследования, выделяет значимость данного открытия, отмечая, что использование воды и соли для создания искусственных синапсов, способных обрабатывать сложную информацию, открывает новые перспективы в области моделирования работы мозга. Последние исследования подтвердили, что лимфатическая система мозга активизируется во время сна, что способствует выведению вредных веществ из мозговой ткани. Он распространен по всему мозгу и регулирует фундаментальные нейрональные процессы за счет связывания со специфическими ионотропными рецепторами GlyR.
Нейронаука. Современная нейропсихология
| Нейробиология | Исследование мозга продолжает быстро развиваться, обещая еще более революционные открытия в будущем. |
| Ученые исследовали умирающий мозг и рассказали, что обнаружили | Ученые представили новый метод лечения глиобластомы – опухоли головного мозга, которая в большинстве случаев приводит к летальному исходу в течение нескольких месяцев после постановки диагноза. |
| Искусственный интеллект модифицировал медицину | ComNews | Журнал нейрокампуса. Рассказываем о мозге и нейронауках. О нас. Исследования. |
| Онлайн-конференция «Редкий мозг» | Эти клетки сосредоточены в определенных областях мозга и играют ключевую роль в некоторых его функциях. |
Исследователи обнаружили уникальное происхождение нейронов в человеческом мозге
Международная группа нейробиологов из Швейцарии и Великобритании заявила о прорыве в методах глубокой неинвазивной (не требующей проникновения в орган) стимуляции мозга, которая позволяет влиять на его активность. Исследование опубликовано в научном журнале. Помимо спектакля, посетители смогут увидеть выставку, посвященную современным исследованиям возможностей мозга и достижениям нейронауки. Ученые представили новый метод лечения глиобластомы – опухоли головного мозга, которая в большинстве случаев приводит к летальному исходу в течение нескольких месяцев после постановки диагноза.
Настройки отображения
- Еженедельная рассылка Купрума: только важное, одним письмом
- Выборка исследования
- Что еще почитать
- Использование гаджетов привело к изменениям в мозге детей
- Исследование вопроса, вызвавшего удивительные разногласия