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. Нейробиология — Узнайте тайны человеческого мозга и науки нейробиологии в нашем разделе "Нейробиология". Участники конференции «Редкий мозг» – нейробиологи, неврологи, клинические психологи, психиатры, реабилитологи – расскажут о достижениях нейронаук и о том, как сделать их доступными для семей, где есть люди с нейроотличиями. В последние годы изучение мозга человека идет очень активно. Тем не менее в СМИ достаточно часто встречается информация, что он исследован только на 10 %. 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.
Мозг и когнитивные способности
По данным исследователей из Университета Соганг, их новаторское открытие на апрель 2024 г. Синапсы Человеческая нервная система содержит около 100 млрд нейронов, которые соединены разветвленными отростками - аксонами и дендритами. Электрический сигнал входит в нейрон по дендритам, а по аксонам передается следующим нейронам. Мостик для передачи нейронного импульса между аксоном одного нейрона и дендритом другого называют синапсом. Он важная составляющая нервной системы , которая отвечает за обучение. PNAS В последнее время предпринимались различные попытки реализовать синаптические характеристики с помощью сегнетоэлектрического полевого транзистора, но о глубоком физическом анализе до сих пор не сообщалось. Ученые на 2024 г. Будущее этой области может принести электронные устройства, которые помогут людям предотвратить атрофию, потерю чувствительности и повреждения нервной ткани. Как учатся нейроны Бигибридный искусственный синапс состоит из двух мягких полимерных электродов, разделенных желобом, заполненным раствором электролита, который играет роль синаптической щели, разделяющей сообщающиеся нейроны в мозге. Когда живые клетки помещаются на один электрод , нейротрансмиттеры, которые выделяют эти клетки, могут реагировать с этим электродом, производя ионы. Эти ионы перемещаются через траншею ко второму электроду и модулируют проводящее состояние этого электрода.
Так и есть. Точнее, так и было до настоящего времени, пока группа исследователей из Ноттингемского университета Великобритания , Университетского колледжа Лондона и компании QuSpin не представила первый в мире портативный сканер МЭГ.
Делается это с помощью обычного электроэнцефалографа ЭЭГ , замеряющего частоту колебаний нейронов. В скором будущем можно ожидать появления гаджета, который позволит переводить наш мозг в новый регистр работы, более продуктивный для тех или иных целей. Как управлять мозгом? Исследователи из Университета штата Нью-Йорк в Баффало научились управлять живыми существами. В прямом смысле. Совсем недавно они продемонстрировали, как заставляли мышей бежать, крутиться на месте, повергали их в ступор, так что ни одна лапка не могла пошевелиться. Но в этом опыте обычные животные не участвовали, так как пока для такого рода управления сознанием подходят лишь генетически модифицированные особи. Сначала подопытным грызунам встроили ген белка, который реагирует на температуру, из-за чего нейроны начинают действовать так или иначе под воздействием тепла.
Затем в определенную часть мозга этих мышей ввели магнитные наночастицы из феррита кобальта и феррита марганца, которые работают как «нагреватель» и меняют температуру нейронов. Далее дело за малым — поместить мышей в пространство с переменным магнитным полем. Это поле, направленное извне, повышает или понижает активность разных участков мозга, и сознание становится управляемым. Кстати, магнитно-температурная стимуляция с целью воздействия на мозг применяется давно. В этом году даже был проведен первый опыт над людьми: сознанием, конечно, не управляли, но смогли улучшить память подопытным.
Самая большая проблема по-прежнему состоит в интерпретации сигналов мозга, поэтому трудно сказать, когда технология сможет делать больше, чем просто перемещать компьютерный курсор или активировать простые движения протезов конечностей. Сейчас стартапы, работающие над интерфейсами для мозга и компьютера, объединились с целью разработать импланты для пациентов с наиболее тяжёлыми формами паралича. Пока это очень далеко от технологии, улучшающей разум, о которой мечтает Маск. По мнению Рапопорта, это дело далёкого будущего, хотя он «не думает, что это невообразимо». До этого сообщалось , что в общей сложности в текущем году такие операции будут проведены на 11 пациентах из числа добровольцев. Источник изображения: Neuralink Идти на такой риск в большинстве случаев людей толкают тяжёлые нарушения моторных функций, которые не позволяют им двигать конечностями самостоятельно. Neuralink рассчитывает настроить интерфейс между человеческим мозгом и компьютером таким образом, чтобы пациенты смогли эффективно управлять бионическими протезами или экзоскелетами, а в идеале начали бы двигать собственными конечностями. Вчера Илон Маск на страницах принадлежащей ему социальной сети X признался , что первый человек получил имплант Neuralink и теперь идёт на поправку после операции. Напомним, что небольшой имплант цилиндрической формы устанавливается в отверстие в черепной коробке человека, а с головным мозгом он соединяется тончайшими электродами. По замыслу компании, проводить подобные операции должны специализированные роботы. Илон Маск добавил, что первые результаты обнадёживают, поскольку импланту уже удаётся регистрировать активность нейронов пациента. Компания уже придумала название для своего импланта, который планирует выпускать серийно в случае успеха клинических испытаний. Обозначаемый как Telepathy, он должен позволять человеку управлять смартфоном или компьютером, а также любым другим устройством, «буквально силой мысли». Целью стартапа, по словам Маска, является помощь людям с тяжёлыми нарушениями во взаимодействии мозга с нервной системой. Напомним, что на предыдущих этапах испытаний решение Neuralink использовалось подопытными обезьянами для контроля предметов в компьютерных играх при помощи сигналов головного мозга. Макака с вживлённым чипом, например, играла в пинг-понг на дисплее компьютера. Первично компания хотела перейти к испытаниям импланта на людях к концу 2019 года, но разрешение удалось получить только в прошлом. Электроды, которые проникают в кору головного мозга пациента, углубляются в неё менее чем на 2 миллиметра, но это больше основной части конкурирующих решений. Обычно для тестирования имплантов на первой группе из пяти или десяти пациентов требуется около шести месяцев. Если на этом этапе всё проходит удачно, компания сможет расширить свои испытания. По мнению научных консультантов Neuralink, прежде чем мозговые импланты компании будут одобрены к массовому применению, пройдут годы. Зонд используется в новой науке оптогенетике. С помощью крошечных светодиодов на конце зонда можно управлять активностью нейронов, затормаживая или возбуждая сигналы в нервных тканях мозга. Этот инструмент позволяет точно привязать реакцию к тому или иному участку мозга и, тем самым, внести больше ясности в его работу. Источник изображения: University of Massachusetts Оптогенетике чуть меньше 20 лет. Она строится на том, что гены нейронов изменяются таким образом, что у них появляется новый канал для возбуждения и торможения. Это оптический канал. С помощью света нужной длины волны активность нейрона может тормозиться, а с помощью света с другой длины волны — возбуждаться. Помимо этого остаётся работать обычный канал передачи активности мозга — синаптический. Мозг работает, как обычно, но в нейронной сети как бы появляются светофоры, которые по команде оператора регулируют распространение сигналов и, следовательно, нервные реакции мозга и организма в целом. Большинство современных зондов в оптогенетике работают на одной волне, иначе говоря — светятся одним цветом. Каждый из них либо тормозит активность нейронов, либо возбуждает. Заслугой коллектива Массачусетского университета в Амхерсте стала разработка предельно малого двухцветного зонда шириной 0,2 мм и толщиной 0,05 мм. На этом конце поместился один красный MicroLED и один синий. Один тормозит нейрон в зоне своего воздействия, а другой возбуждает. Это позволяет учёным быстрее определять, за что отвечает зондируемая группа нейронов. В современной медицине торможение нейронов часто используется для подавления приступов эпилепсии. Изучая эти механизмы на мозге мышей, для которых эти зонды созданы, можно помочь в лечении этой болезни и других расстройств. Наконец, более точный зонд с расширенной функциональностью углубит наши знания о строении мозга и о работе его отделов, где пресловутых белых пятен осталось больше, чем неизведанных мест на нашей планете. Однако хотелось бы научиться распознавать мысленную речь без хирургического вмешательства. Это было бы проще и безопаснее. Шаг в этом направлении сделали учёные из Австралии, показав возможность довольно точного распознавания мыслей пациентов без установки датчиков внутрь головного мозга. Источник изображения: UTS Для считывания активности мозга была использована простая шапочка с электродами. Она снимала электроэнцефалограмму ЭЭГ — это рутинная, в общем-то, процедура для установки множества диагнозов, связанных с работой мозга. Эта процедура разрешена даже для детей и не несёт никакой опасности для пациента. Читать с её помощью мысли, конечно же, нельзя. Поэтому на следующем этапе учёные добавили к ЭЭГ большую языковую модель LLM и открытый набор данных ZuCo, что сразу перевело разработку в разряд перспективных. Пакет ZuCo содержит данные о траектории движения глаз пациента в процессе чтения в сочетании с показаниями ЭЭГ. Как долго взгляд задерживается на слове, куда и в каком темпе перепрыгивает и другое. В сочетании с ИИ с большой языковой моделью и данными с ЭЭГ возникают сопоставления, которые транслируются в текст. Довольно неплохо для неинвазивной технологии чтения мыслей. При этом система часто использовала синонимы вместо реально произнесённых пациентом слов и лучше понимала глаголы, что можно объяснить ограниченным набором данных. Впрочем, простор для улучшения методики есть, и опыт это хорошо показал. В любом случае, это лучше, чем ничего, а для страдающих проблемами речи людей это возможность вернуться к живому общению. Источник изображения: westernsydney. Но ему требуются колоссальные вычислительные мощности, и при сохранении нынешней тенденции, когда NVIDIA является единственным поставщиком ИИ-ускорителей, отрасль рискует выйти на энергопотребление, сравнимое с нуждами небольших стран. При этом человеческий мозг так и остаётся самым совершенным компьютером, потребляющим всего 20 Вт энергии. Это побудило учёных из Университета Западного Сиднея Австралия запустить проект по созданию нейроморфного суперкомпьютера DeepSouth — первой в мире машины, моделирующей импульсные нейронные сети в масштабах человеческого мозга. Смоделированные импульсные нейросети на стандартных компьютерах с использованием графических GPU и многоядерных центральных процессоров CPU слишком медленны и энергоёмки. Наша система это изменит. Как ожидается, DeepSouth будет запущен в апреле 2024 года. Он сможет обрабатывать большие объёмы данных с высокой скоростью, оставаясь меньше других суперкомпьютеров и потребляя гораздо меньше энергии благодаря архитектуре импульсной нейронной сети, говорят учёные. Система является модульной и масштабируемой — она содержит доступное на рынке оборудование, а значит, в будущем её можно будет расширять или, напротив, сокращать для решения конкретных задач.
Nature: найден способ проводить стимуляцию мозга без МРТ
Исследование сотрудников Университета Лозанны и Женевского университета выявило взаимосвязь между скоростью старения головного мозга и уровнем дохода людей. мозг: Развитие мозга. Профессионализм и решение задач, Сергей Савельев | Умственный Рост: Эффективные Стратегии для Повышения Интеллекта, Радикально меняем представление о братьях меньших и об их мозгах?, Развитие мышления: разные способы. В новом исследовании исследователи зафиксировали активность мозга пациентов в коматозном состоянии, когда они умирали. Открываем новые горизонты вместе со звездными психологами России.
Последние новости
- Сознательные личности
- Как питание влияет на здоровье мозга
- Новости ИМЧ РАН
- Как питание влияет на здоровье мозга
Александр Каплан: раскрывая тайны мозга
Это может помочь в понимании механизма болезни и ее лечении. Роль глиальных клеток В мозге есть не только нейроны и синапсы. Основная часть клеток этого органа — глиальные клетки. Их название происходит от греческого «глиа», что означает клей. Со времен их открытия в 19-м веке считалось, что они не несут никакой другой функции, кроме заполнения пространства между нейронами. Основная причина пренебрежительного отношения к глиальным клеткам — они не участвуют в передаче электрических сигналов в мозге. Тем не менее последние исследования показали, что эти клетки могут участвовать в работе мозга по-другому. Их делят на три вида: астроциты, олигодендроциты и клетки микроглии.
Астроциты на сегодня изучены лучше всего, и ученые обнаружили множество функций этих клеток. Так, хотя электрические сигналы их не касаются, они участвуют в химической передаче информации через синапсы, обеспечивают ионный и водный гомеостаз. Ученые активно изучают связь между астроцитами и течением неврологических заболеваний. Недавнее исследование в Nature Neuroscience показало, что именно астроциты производят протеины, которые не дают нормально развиваться нейронам при синдромах Ретта и Дауна. Авторы исследования предполагают, что глиальные клетки могут быть мишенью при создании лекарств от этих болезней. Новые нейроны В отличие от глиальных клеток, нейроны всегда были в центре внимания нейронаук. Однако и их изучение далеко не завершено.
В 2018 году ученые обнаружили новый вид нейронов, которые назвали нейронами шиповника, потому что по форме они напоминают куст этого растения. Особый интерес эти нейроны представляют по двум причинам. Во-первых, аналогичные клетки раньше не находили у мышей, мозг которых подробно изучен, поэтому предполагается, что они могут быть специфичными для приматов.
Создание искусственного синапса Физикам -теоретикам Утрехтского университета вместе с физиками-экспериментаторами Университета Соганг в Южной Корее удалось построить искусственный синапс. Этот синапс является первым доказательством того, что система, использующая ту же среду, что и наш мозг, может обрабатывать сложную информацию. По данным PNAS, в новой работе команда создала аналог нейрона размером 150 на 200 мкм, который передавал информацию с помощью ионов в водном растворе. Ученые из PNAS назвали новое устройство - ионным мемристором, представляет собой микроканал конической формы, заполненный раствором воды и соли. При получении электрических импульсов ионы внутри жидкости мигрируют через канал, что приводит к изменению концентрации ионов. Проводимость канала может регулироваться в зависимости от интенсивности или длительности импульса, отражая усиление или ослабление связей между нейронами. Unsplash - Moritz Kindler Ученые впервые создали искусственный синапс с помощью воды и соли Дополнительный вывод заключается в том, что длина канала влияет на продолжительность, необходимую для исчезновения изменений концентрации. Это предполагает возможность адаптации каналов для сохранения и обработки информации в течение разной продолжительности, что опять же похоже на синаптические механизмы, наблюдаемые в нашем мозге, сообщается в материале PNAS. Главный автор исследования Тим Камсма Tim Kamsma из Утрехтского университета , подчеркивает важность этого открытия, поскольку использование воды и соли для создания искусственных синапсов, способных обрабатывать сложные данные, расширяет возможности в области моделирования мозговой деятельности и предлагает новые перспективы для исследований в этой области. По данным исследователей из Университета Соганг, их новаторское открытие на апрель 2024 г. Синапсы Человеческая нервная система содержит около 100 млрд нейронов, которые соединены разветвленными отростками - аксонами и дендритами.
Нейрохирург-консультант из Оксфордского университета Алекс Грин назвал опыт Михаила Радуги "крайне опасным" и предостерег экспериментатора и его возможных последователей от "всевозможных осложнений" и высокого риска инфицирования. Он также отметил, что пациенту грозили инсульт и даже смерть, а теперь из-за потенциального возникновения рубцов в коре головного мозга у энтузиаста может развиться эпилепсия. Г-н Радуга является основателем Исследовательского центра Phase, который утверждает, что дает советы новичкам о том, как испытать сонный паралич, внетелесные переживания и «астральную проекцию». В Великобритании и большинстве стран, если он сделает это с кем-то еще, его могут признать виновным в нанесении тяжких телесных повреждений, непредумышленном убийстве — любой, кто допустит это, будет очень глуп». В Великобритании незаконно имплантировать в мозг медицинское устройство, которое не одобрено Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов или не имеет маркировки CE, если только оно не имеет специального разрешения. Перевод с английского.
У тех, чей рацион более однообразен, эти показатели ниже. Исследователи отмечают, что организм сам начинает тяготеть к здоровой пище, если сократить потребление сахара и жиров. Ведущий автор исследования профессор Цзяньфэн Фэн из Уорикского университета подчеркнул, что формировать предпочтения к здоровой пище нужно начинать с раннего возраста. Здоровое и сбалансированное питание напрямую влияет на рост и развитие ребенка.
Химический дисбаланс в переднем мозге обнаружен у людей с обсессивно-компульсивным расстройством
Журнал нейрокампуса. Рассказываем о мозге и нейронауках. О нас. Исследования. Нейробиология 14 марта 2024 г. Исследование на приматах Показывает, как мозг Кодирует сложные социальные взаимодействия. Время, проведённое детьми перед экранами гаджетов, влияет на префронтальную кору головного мозга, уменьшение объёма серого вещества в мозге. Последние исследования показали, что диета может влиять на сложные механизмы старения и когнитивное здоровье. Новое исследование российских ученых показало, что такие благоприятные условия заметно меняют поведение и состояние мозга крыс, причем эффект сильно зависит от их пола.
«Мозг мы используем на 100%»: российский нейробиолог — о работе памяти и воспитании гениев
Клинические исследования показали, что леканемаб способствует удалению амилоидных бляшек из мозга. 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. Данное исследование вносит вклад в понимание того, как специфика организации белого вещества головного мозга связана с ядерными и сопутствующими симптомами РАС. Нейробиология 14 марта 2024 г. Исследование на приматах Показывает, как мозг Кодирует сложные социальные взаимодействия. Ученые представили новый метод лечения глиобластомы – опухоли головного мозга, которая в большинстве случаев приводит к летальному исходу в течение нескольких месяцев после постановки диагноза. 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.
Нейроинтерфейс по-русски
- Исследование вопроса, вызвавшего удивительные разногласия
- «Мозг мы используем на 100%»: российский нейробиолог — о работе памяти и воспитании гениев
- Последние новости
- Мозг не тот, кем кажется: пять важных открытий последних лет
- Мозг человека оказался способен защищать себя от старения: открытие ученых из США
- Искусственный интеллект модифицировал медицину
Новости ИМЧ РАН
Картинка из исследования поэзии: ученые изучали зоны мозга, связанные с сочинением и оценкой поэзии. Российский экпериментатор, просверлил дрелью череп, вживил себе в мозг чип,чтобы контролировать свои сны. События и новости 24 часа в сутки по тегу: МОЗГ. Как раз сегодня отмечается Всемирный день мозга. Одна из целей — привлечь внимание к тому, как работает наша нервная система и ее главный орган — головной мозг. О том, что это открытие значит для изучения мозга и будущего человечества, поговорим в программе.
Институт исследований мозга выявил, как у людей появляются ближайшие планы
Данные о структуре мозолистого тела были получены с помощью МРТ. Помимо этого у участников исследования был измерен невербальный интеллект, речевые навыки и выраженность различных аутистических черт. Результаты исследования показали, что индексы осевой диффузионности AD и фракционной анизотропии FA в различных частях мозолистого тела у детей с РАС понижены по сравнению с контрольной группой. Это указывает на то, что у детей с РАС имеются нарушения белого вещества мозолистого тела. При изучении того, как снижение этих индексов связано с поведением и развитием детей с РАС было обнаружено, что низкий индекс осевой диффузионности AD в части мозолистого тела, ведущей к дополнительной моторной области коры SMA , связан с более низкими речевыми навыками и такой аутистической чертой как внимание к деталям. Значимых связей между индексом фракционной анизотропии FA и показателями развития и аутистических проявлений не было выявлено, несмотря на то, что этот индекс также снижен у детей с РАС. Необходимы дополнительные исследования для прояснения того, как фракционная анизотропия влияет на трудности, возникающие при аутизме.
Какие продукты больше всего любит мозг, рассказывает Tengri 19 февраля 2024 Японские ученые назвали неожиданный способ улучшить работу мозга Нейробиологи из Университета Цукубы в Японии рассказали о необычном способе, который позволит быстро улучшить работу мозга, передает Tengri 17 февраля 2024 Живую и функциональную ткань мозга впервые напечатали на 3D-принтере Ученые впервые напечатали на 3D-принтере ткань человеческого мозга, которая может расти и работать как настоящая, рассказывает Tengri Life со 03 февраля 2024 Чем отличается память мужчин и женщин, объяснил психолог Зависит ли способность к запоминанию от пола человека? Какой тип памяти лучше развит у мужчин, а какой — у женщин? На вопросы ответил кандидат 22 января 2024 Ботокс мешает понимать окружающих, выяснили ученые Инъекции ботокса в лоб влияют на то, насколько точно мозг распознает эмоции окружающих, рассказывает Tengri Life со ссылкой на iflscience.
Целью настоящего исследования было, во-первых, изучение различий в структуре мозолистого тела между детьми с РАС и их типично развивающимися сверстниками. Во-вторых, исследователи хотели выявить возможные взаимосвязи между характеристиками мозолистого тела у детей с РАС и различными показателями развития и поведения речевыми навыками, невербальным интеллектом, тяжестью аутистических проявлений. В исследовании приняли участие 38 детей младшего школьного возраста 19 детей с РАС и 19 детей типичного развития. Данные о структуре мозолистого тела были получены с помощью МРТ. Помимо этого у участников исследования был измерен невербальный интеллект, речевые навыки и выраженность различных аутистических черт. Результаты исследования показали, что индексы осевой диффузионности AD и фракционной анизотропии FA в различных частях мозолистого тела у детей с РАС понижены по сравнению с контрольной группой. Это указывает на то, что у детей с РАС имеются нарушения белого вещества мозолистого тела.
Пресинаптический рецептор - это часть нервной клетки, которая контролирует высвобождение химических веществ-нейромедиаторов. Тяжелое ОКР - это психическое расстройство, которое причиняет невыразимые страдания некоторым людям. Оно может привести к потере работы и отношений, а также к социальной изоляции. В крайних случаях отсутствие контроля и чувство безнадежности, вызванные ОКР, могут привести к мыслям о самоубийстве. Современные методы лечения ОКР ограничены. Если людям с более легкими симптомами могут помочь некоторые антидепрессанты, то для людей с тяжелыми симптомами существует немного вариантов - зачастую экстремальных - таких как глубокая стимуляция мозга и даже нейрохирургическая операция по полному удалению передней поясной коры. Центр визуализации мозга Wolfson в Кембридже располагает одним из семи сверхмощных 7-тесла магнитно-резонансных спектроскопов МРС в Великобритании. Для последнего исследования ученые просканировали 31 человека с клиническим диагнозом ОКР и 30 здоровых добровольцев в качестве контрольной группы.
Мозг не тот, кем кажется: пять важных открытий последних лет
Но кроме микроконнектомики есть региональная коннектомика — исследование связей между разными структурами мозга, которые определяют их взаимоотношения, интеграцию, в конечном счете работу. Журнал нейрокампуса. Рассказываем о мозге и нейронауках. О нас. Исследования. Последние открытия из области нейробиологии, новый нейробиологические исследования, научные новости. Проверьте последние новости Neuralink, в том числе твиты, видео. новости NEURALINK со всего мира в одном месте. Последние разработки ученых и новые методики активно используют для восстановления пациентов с поражением головного мозга. Новое исследование раскрывает последствия инсульта для мозга.
Российский нейробиолог — о работе памяти и воспитании гениев
- Институт исследований мозга выявил, как у людей появляются ближайшие планы
- Какие вызовы нейробиологи считают самыми серьёзными
- Подписка на дайджест
- 6 самых важных открытий в области мозга за последний год
- Это прорыв: ученые впервые создали «искусственный мозг» - Hi-Tech