Нейробиология

Наркоз действует не только на людей и животных, но и растения

Наркоз, если говорить научным языком это искусственно вызванное состояние торможения ЦНС, в результате которого пациент засыпает, теряет сознание, происходит расслабление его мышц, а также снижение или отключение некоторых рефлексов. Вместе с тем теряется болевая чувствительность. Наркоз, как известно, используют для людей и животных. Но, как выяснили ученые, он также действует на растения. Казалось бы, они и так не двигаются и не имеют нервных окончаний, как в таком случае может проявляться действия наркоза? Напомню, что существуют растения, способные двигаться. К таким относится мухоловка, кизил канадский, мимоза стыдливая и некоторые другие. На таких видах ученым и удалось обнаружить действия наркоза. Надо сказать, что впервые влияние анестетиков было обнаружено еще в XIX веке. Тогда для эксперимента ученые использовали диэтиловый эфир (обеспечивает местное обезболивание) на мимозе стыдливой. Это растение опускает листья в результате прикосновений, но диэтиловый эфир обездвижил растение. Теперь же ученым удалось выяснить как именно влияет наркоз на растения.

Эфир способен обездвиживать растения

Одно из самых известных растений, которые совершают движения это хищник, именуемый венериной мухоловкой. Он обладает ловушкой из листьев, которая содержит чувствительные волоски и захлопывается со скоростью 100 миллисекунд. Когда на них садится насекомое, листья захлопываются, после чего растение начинает его переваривать при помощи пищеварительных ферментах. Причем от движения насекомого зависит интенсивность выделения ферментов. Когда добыча пытается выбраться, ферменты выделяются сильнее.

Ученые Вюрцбургского университета недавно описали процесс, который происходит с венериной мухоловкой, когда на нее действует наркоз. Об этом они сообщили в статье, опубликованной в Scientific Reports. Как утверждают исследователи, венерина мухоловка после обработки эфиром, не может закрываться после стимуляции волосков.

Мимоза стыдливая одно из растений, которое реагирует на прикосновение

Отметим, что эфирные анестетики ранее использовались чтобы снять боль у пациентов во время операций, родов и пр. Однако механизм их действия не был выявлен. Более того, даже при использовании современных анестетиков, не всегда до конца понятно, как они воздействуют на организм.

Венерина мухоловка обладает системой передачи сигналов

Ученые из Университета Юлиуса-Максимилиана (JMU) занимаются изучением венериной мухоловки более десяти лет. Дело в том, что она является самым чувствительным растением к прикосновению. Как утверждают исследователи, она очень быстро передает электрические импульсы, что позволяет ловить насекомых, которые сами обладают высокой скоростью реакции.

Электрические импульсы мухоловки сравнимы с импульсами нашей нервной системы. Конечно, растения не имеют отчетливой нервной системы, как животные, но они передают электрическую информацию в своей проводящей ткани, к примеру, чтобы молниеносно закрыть ловушку.

Венерина мухоловка в ответ на прикосновения передают электрические импульсы по проводящим тканям, подобно человеку

Как показало исследование, анестезированные ловушки растения могут воспринимать прикосновение локально, но не способны передавать сигнал. В момент прикосновения к сенсорным волоскам, происходит выброс сигнальной молекулы кальция. Под воздействием анестетика, сигнальная молекула продолжает вырабатываться, но теряет способность выходить за пределы сенсорного датчика. То есть эфир прерывает передачу раздражителей. Эта же молекула играет ключевую роль в передаче сигналов у человека.

Что общего у человека и мухоловки

Ученые обнаружили интересную особенность только в зрелых ловушках возникает быстрый кальциевый сигнал после прикосновения к чувствительным волосинкам. Но чем отличаются зрелые ловушки от незрелых? В результате исследования удалось обнаружить, что у зрелого растения в волосинках есть ген, который отсутствует у молодых мухоловок. Он кодирует глутаматный рецептор, который, по-видимому, отвечает за быструю передачу сигналов.

На нашем Яндекс.Дзен-канале вас ждет еще больше увлекательных материалов, которые небыли опубликованы на сайте.

По этой причине кальцевый сигнал отсутствует в анестезированных и незрелых ловушках. Отсюда можно сделать вывод, что рецептор глутамата является мишенью при эфирной анестезии. Когда этот рецептор блокируется, передача импульса также прекращается. Следует отметить, что этот рецептор есть не только у мухоловки, но и у человека. Он участвует в передаче импульсов в синапсах.

Таким образом, венерина мухоловка может служить объектом изучения с медицинской точки зрения. С ее помощью можно было бы изучать механизм действия лекарств без проведения экспериментов на животных. Напоследок напомню, что растения не только восприимчивы к наркозу, но и реагируют на изменение погоды подобно человеку, о чем мы рассказывали ранее.

Neuralink Илона Маска готовится к тестированию мозгового имплантата Link на людях в 2023 году

Пока все наблюдают за Илоном Маском в Твиттере, команда Neuralink (также детище миллиардера) продолжает работу над усовершенствованием мозговых имплантатов. Ранее Илон Маск сообщил об успешном вживлении чипа в мозг обезьяны, благодаря чему последняя играла на компьютере и даже включала телевизор силой мысли. Напомним, что компания разрабатывает интерфейсы для мозговых чипов, которые, по ее словам, призваны помочь пациентам с ограниченными возможностями снова двигаться и общаться. Осуществить задуманное компании помогают животные, особенно обезьяны на недавно опубликованных видео подопытная мысленно управляет курсором на мониторе, нажимая на кнопки виртуальной клавиатуры. До сих пор Neuralink тестировала устройство на овцах, свиньях и приматах но, по словам главы компании, через полгода готова приступить к испытаниям на людях. Новейшая разработка позволит печатать на компьютере и телефоне силой мысли, без использования рук.

На презентации Neuralink в 2021 году обезьяна по имени Пейджер силой мысли играла в видеоигру Pong, став настоящей сенсацией. Презентация 2022 года закрепила прошлогодний успех, показав как чипированная обезьянка напечатала на экране вопрос Можно мне, пожалуйста, вкусняшек?, контролируя курсор с помощью мозга

Что разрабатывает Neuralink

Глава Twitter, Tesla, SpaceX, The Boring Company и Neuralink Илон Маск славится далеко идущими планами. Помимо отправки человека на Марс (что не очень реалистично) предприниматель намерен вывести на рынок мозговые имплантаты уже в 2023 году. Напомним, что Neuralink основана в 2016 году, а ее главной целью является создание безопасной имплантируемой системы и симбиоза человека с искусственным интеллектом (ИИ).

Но не стоит полагать, что над разработкой подобных технологий трудится всего одна компания. Ранее исследователи из Калифорнии успешно вживили в мозг парализованного после инсульта мужчины матрицу для считывания активности речевого центра, вернув ему способность общаться с людьми. Удивительно, но подобные технологии уже позволили людям с ограниченными возможностями «силой мысли» управлять курсором и печатать на виртуальной клавиатуре.

После успешных испытаний на животных, нейротехнологическая компания Маска планирует через полгода вживить чип первому человеку.

В 2004 году ученые провели испытания на людях с помощью крошечного устройства, оснащенного шипами и хирургическим путем помещенного в мозг. Эта система нейронного интерфейса получила название BrainGate, подробнее о котором можно прочитать здесь.

Более того, с Neuralink конкурирует несколько компаний, включая Synchron ее Маск рассматривает для возможных инвестиций. В 2021 году Synchron получила разрешение проводить испытания на людях, внедрив тонкий датчик через артерию на шее пациента, тем самым показав, что установить чип можно не вскрывая черепную коробку (такой вариант предлагает компания Маска). Предприниматель и новый владелец Twitter намерен использовать готовый продукт Neuralink не только для медицинских целей (хотя его заявления о слиянии человеческого разума с ИИ звучат как минимум преждевременно).

Вмешательство в мозг

Итак, Neuralink занимается разработкой электронных устройств для имплантации в мозг, чтобы помочь людям с ограниченными возможностями восстановить утраченные навыки (в том числе зрение), а также победить ряд нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера. Во время последней презентации глава компании также подчеркнул скорость, с которой сотрудники Neuralink разрабатывают свое беспроводное устройство.

Но несмотря на то, что Neuralink отстает от графика, предприниматель заявил о грядущих испытаниях на людях в 2023 году. Эксперты, однако, настроены не столь оптимистично: по словам нейрохирурга Пенсильванского университета Дэниела Йошора (который работал над созданием подобных электронных устройств), последняя презентация Маска не предложила ничего существенно нового по сравнению с предыдущими демонстрациями устройства.

У пациента должен быть удален кусок черепа, а в ткань мозга имплантированы провода.

Это постепенный прогресс. Техническое обеспечение впечатляет, хотя значительного прогресса в восстановлении или усилении функций мозга не наблюдается, отмечает Йошор.

Опрошенные Bloomberg исследователи указывают, что предложенный компанией Маска тип операции на головном мозге, требует большего вмешательства, чем у большинства конкурентов операция, предложенная Neuralink, включает в себя вскрытие черепа и интеграции в ткани мозга мини-электродов. Миллиардер, однако, утверждает, что имплантат будет работать и за пределами лабораторий: «Мы хотим быть предельно осторожными и уверенными в безопасности устройства, прежде чем приступить к его внедрению человеческий мозг», сказал Маск во время презентации.

Больше по теме: Чип в мозге помог парализованному мужчине снова начать говорить

Телепатическая связь by Илон Маск

Видео, на котором обезьяна управляет курсором на мониторе и нажимает на кнопки виртуальной клавиатуры мгновенно разлетелось по Интернету. Подобная «телепатическая» связь возможна благодаря преобразованию нейронных импульсов в данные, которые может интерпретировать компьютер. И так как обезьяна не умеет писать, она отслеживает подсвеченные желтым клавиши на экране, набирая текст на виртуальный клавиатуре.

Вживленный в мозг животного чип N1 регистрирует мозговую активность чтобы контролировать перемещение курсора по экрану. Этот результат едва ли сравним с прошлогодней игрой в Понг, однако система по-прежнему считывает нейронную активность, хоть и призвана не только считывать импульсы, но и отправлять полученные сигналы в мозг.

Не пропустите: Илон Маск представил робота Optimus: он похож на человека и стоит дешевле автомобиля

По мнению главы Space X, разработанная технология со временем станет мейнстримом и позволит людям обмениваться информацией с компьютерами. При этом амбиции Маска разделяют не все. Некоторые лидеры в данной области технологий внимательно следят за работой Neuralink и не в восторге от полученных результатов. Но так как Маск фигура публичная и неоднозначная, практически все его действия рассматриваются под микроскопом.

Илон Маск хочет изменить мир и у него получается

Учитывая специфику разрабатываемого продукта, компания Neuralink проводит испытания на животных (что, напомним, делают и ее конкуренты). И прежде чем приступать к испытаниям на людях, необходимо добиться одобрения Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA), с чем, ожидаемо, появились проблемы.

Вам будет интересно: Илон Маск придумал, как спасти людей от жары и аллергии

Neuralink обвиняют в жестоком обращении с животными

Пока Neuralink добивается одобрения правительства США на проведение испытаний на людях, компанию обвиняют в жестоком обращении с животными, причем во второй раз. Как сообщают СМИ, расследование началось из-за жалоб сотрудников на давление со стороны Маска и его требованиям ускорить разработку, что привело к череде неудачных экспериментов.

В распоряжении Reuters оказались документы Neuralink и интервью с нынешними и бывшими сотрудниками. Начиная с 2018 года на счету компании находилось не менее 1500 животных, включая овец, свиней и обезьян. Источники агентства называют цифру приблизительной, поскольку компания не ведет записи о количестве протестированных и погибших животных.

С помощью чипа можно успешно пользоваться компьютером, как это делают обезьяны второй год подряд

Neuralink также проводила исследования с использованием крыс и мышей и по словам нынешних и бывших сотрудников, Маск приложил все усилия, чтобы ускорить процесс разработки Neuralink, который в значительной степени зависит от тестирования на животных, сообщает новостное агентство.

Количество погибших животных, однако, не обязательно указывает на то, что Neuralink нарушает стандартную исследовательскую практику или законодательство США. Многие компании регулярно проводят опыты на животных, сталкиваясь в том числе с финансовым давлением рынка (и не только). Убийство животных в исследовательских целях и вовсе можно назвать обыденной практикой для проведения посмертных исследований.

Еще больше интересных статей о том, как Илон Маск меняет мир (и не только) читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен там постоянно выходят статьи, которых нет на сайте!

Наука, к нашему великому сожалению, требует жертв

Отметим, что внимание властей США и общественности к компаниям Маска во многом обусловлено его медийностью. Многие бывшие и нынешние сотрудники компаний, возглавляемых миллиардером, утверждают что работать с ним нелегко. В чем мало кто сомневается вряд ли многие решатся уволить 7000 сотрудников одним кликом, попутно обвалив акции других компаний (речь о недавно приобретенной Маском социальной сети Twitter). К тому же Маск впервую очередь бизнесмен, а это многое объясняет.

Ученые разработали систему на основе искусственного интеллекта, которая читает мысли людей

Чтение мыслей человека уже не кажется чем-то совсем фантастическим, как это было еще 10-20 лет назад. К примеру, уже давно существуют бионические протезы, которые управляются силой мысли, и даже интерфейсы мозг-компьютер. На их основе несколько лет назад были созданы мозговые импланты-декодеры, которые позволяют парализованным людям мысленно составлять слова или даже целые предложения. Однако эти устройства имеют ряд недостатков, поэтому не получили широкого распространения. Теперь же американские ученые предложили другой способ сканирования мозга, который не требует вживления в мозг имплантата. Вместо этого искусственный интеллект распознает мысли по активности мозга.

Почему интерфейсы мозг-компьютер несовершенны

Год назад голландские ученые разработали интерфейс мозг-компьютер (BCI), который способен переводить мозговую деятельность пациента в слова. Подробно о нем исследователи рассказали в журнале Nature Communications. Еще ранее подобный интерфейс мозг-компьютер создали китайский разработчики.

Эти приборы эффективно распознают слова, однако работают на основе электродов, которые имплантируются в мозг человека. Кроме того, интерфейсы сосредоточены на той части мозга, которая отвечает за движения ртом, совершаемые человеком, чтобы произнести то или иное слово. То есть, чтобы устройство распознало мысль, человеку необходимо пытаться ртом произнести ее.

Интерфейс мозг-компьютер, предназначенный для озвучивания мыслей, имеет ряд недостатков, что усложняет его использование

Другие же способы считывания мыслей, к примеру, на основе электроэнцефалограммы (измерение активности мозга при помощью электродов, зафиксированных на голове), оказались менее эффективными. Они позволяли только расшифровать отдельные слова, но не способны построить связный текст.

Как работает устройство для чтения мыслей

Сотрудники Техасского университета в Остине разработали интерфейс на основе функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ). Она позволяет следить за активностью определенных областей головного мозга во время его функционирования, причем обладает высоким разрешением. Иногда данную технологию применяют для отслеживания кровотока в мозге. Ранее мы рассказывали, что при помощи фМРТ, в ходе одного из исследования ученые отслеживали уровень стресса у людей.

В данном же случае фМРТ следит за той частью мозга, которая отвечает за воображаемую речь человека. На каждое слово мозг человека реагирует особым образом. Поэтому задача ученых состояла в том, чтобы связать каждое слово с определенным паттерном мозговой активности. Для этого команда сканировала мозг трех людей в течение 16 часов, пока они слушали подкасты.

Искусственный интеллект распознает слова и фразы по активности мозга

Таким образом команда смогла создать определенный набор карт активностей мозга, вызванных разными словами, фразами или значениями фраз. Затем авторы обучили искусственный интеллект определять о чем думает человек на основе данных фМРТ. В отличие от разработок, которые существовали ранее, данная технология не распознает отдельные слова, а определяет общее значение каждой фразы или предложения.

Для построения текста на основе данных, полученных фМРТ и обработанных ИИ, исследователи подключили языковую модель нейронной сети GPT-1, которая была предшественницей ChatGPT. Постепенно им удалось обучить ИИ распознавать слова, фразы и предложения. Как сообщают авторы работы в журнале Nature Neuroscience, даже если разработанный ими ИИ ошибается в отдельных словах, он хорошо передает суть той речи, которую человек слышит или сам мысленно произносит.

Кроме того, система даже научилась озвучивать то, что человек видит перед собой. К примеру, в одном из экспериментов участники смотрели видео без звука, в котором дракон сбивает человека с ног. При этом система на основе активности мозга озвучила эту сцену как: Он сбивает меня с ног. Однако участников не просили мысленно озвучивать увиденное. В коротком ролике ниже показано насколько точно система распознает мысли.

Зачем читать мысли людей

По мнению исследователей, система когда-нибудь поможет общаться людям, которые утратили способность разговаривать и набирать текст, но при этом находятся в сознании. Такое иногда происходит после инсульта, черепно-мозговых травм или болезни вроде БАС, от которой страдал Стивен Хокинг. Однако, прежде чем это произойдет, ученым необходимо усовершенствовать технологию, а самое главное, сделать ее менее громоздкой и доступной.

Переходите по ссылке на наш ЯНДЕКС.ДЗЕН КАНАЛ. Мы подготовили для вас множество интересных, захватывающих материалов посвященных науке.

Дело в том, что аппарат фМРТ может позволить себе далеко не каждый. Сам аппарат имеет очень большие габариты. Поэтому ученые работают над тем, чтобы научить систему работать с более портативными методами визуализации, такими как электроэнцефалограмма.

Работа мозга величайшая загадка науки

Мозг продолжает удивлять нас своей великолепной сложностью. Новаторские исследования, сочетающие нейробиологию с математикой, свидетельствуют о том, что когда мозг обрабатывает информацию, он создает нейронные структуры до 11 измерений. Под «измерениями» ученые подразумевают абстрактные математические пространства, а не другие физические области. Тем не менее, исследователи «нашли мир, который мы себе не представляли», сказал Big Think Генри Маркрам, директор проекта Blue Brain, автор нового открытия.

Мозг строит песчаные замки

Цель проекта Blue Brain, который базируется в Швейцарии, заключается в цифровом создании биологически детализированной симуляции человеческого мозга. Создавая цифровой мозг с «беспрецедентным» уровнем биологической информации, ученые стремятся продвинуть наше понимание невероятно сложного устройства человеческого мозга, в котором насчитывается порядка 86 миллиардов нейронов.

Чтобы получить более ясное представление о том, как работает такая огромная сеть для формирования наших мыслей и действий, ученые использовали суперкомпьютеры и особую отрасль математики. Команда основывала свои текущие исследования на цифровой модели неокортекса, которую закончила в 2015 году. Исследователи хотели выяснить, как реагирует этот цифровой неокортекс, используя математическую систему алгебраической топологии. Это позволило им определить, что наш мозг постоянно создает очень сложные многомерные геометрические фигуры и пространства, которые выглядят как «песчаные замки».

Неокортекс или новая кора это самый новый внешний отдел головного мозга или рациональный мозг. Отвечает за высшие когнитивные функции (речь, письмо, решение задач), а также управляет аналитическим и математическим мышлением.

Без использования алгебраической топологии раздела математики, описывающего системы с любым числом измерений, визуализация многомерной сети была бы невозможна. С помощью нового математического подхода исследователи смогли увидеть высокую степень организации в том, что раньше казалось «хаотическими» паттернами нейронов.

Алгебраическая топология подобна телескопу и микроскопу одновременно: она может увеличить масштаб сети, чтобы найти скрытые структуры деревья в лесу и увидеть пустые пространства поляны все в одно и то же время.

Автор исследования Кэтрин Хесс.

В ходе исследования ученые сначала провели тесты на созданной ими виртуальной мозговой ткани, а затем подтвердили результаты, проведя те же эксперименты на реальной мозговой ткани лабораторных крыс. При стимуляции каждый виртуальный нейрон соединяется с другим таким образом, что образуется определенный геометрический объект клика. Большое количество нейронов добавляло больше измерений, количество которых в некоторых случаях доходили до 11. Эти структуры должны были образоваться вокруг высокоразмерной дыры, которую исследователи назвали «полостью». После того, как мозг обработал информацию, клика и полость исчезли.

Слева: цифровая копия части неокортекса, наиболее развитой части мозга. Справа: фигуры различных размеров и геометрий, представляющие собой структуры в диапазоне от 1 измерения до 7 измерений и более. «Черная дыра» в середине символизирует комплекс многомерных пространств полости.

Чтобы всегда быть в курсе последних научных открытий в области биологии, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram!

Появление высокоразмерных полостей, когда мозг обрабатывает информацию, означает, что нейроны в сети реагируют на стимулы чрезвычайно организованным образом. Это похоже на то, как если бы мозг реагировал на стимул, строя а затем разрушая башню из многомерных блоков, начиная со стержней (1D), затем досок (2D), затем кубов (3D), а затем более сложных геометрий с 4D, 5D и т. д. Прогрессирующая активность мозга напоминает многомерный замок из песка, который материализуется из песка и затем распадается.

Это открытие позволяет ученым глубже понять «одну из фундаментальных тайн нейробиологии — связь между структурой мозга и тем, как он обрабатывает информацию», — уточнила Кэтрин Хесс в интервью журналу Newsweek.

Вам будет интересно: Тайны мозга: действительно ли перед смертью нас ждет эйфория?

Исследователи надеются использовать алгебраическую топографию для изучения роли «нейропластичности», которая представляет собой процесс укрепления и ослабления нейронных связей при стимуляции — ключевой компонент процесса обучения мозга. Они видят дальнейшее применение своих открытий в изучении человеческого интеллекта и формировании памяти. Работа опубликована в журнале Frontiers in Computational Neuroscience.

В мозге обнаружены гены, активность которых повышается после смерти.

Всем нам кажется, что мы осознаем собственную смертность. Но это очередная иллюзия, искусно созданная мозгом. Еще в 2019 году израильские ученые выяснили, что на самом деле мы не верим в то, что умрем. Наш мозг воспринимает уход из жизни как нечто, что происходит только с другими, стремясь защититься от мыслей о неизбежности кончины. И все же на Земле существуют люди, которые ежедневно сталкиваются со смертью и изучают ее. О последних предлагаю поговорить подробнее, ибо повод уж очень подходящий. Как показали результаты исследования американских ученых, по меньшей мере через сутки после смерти в коре человеческого мозга наблюдается экспрессия генов процесс преобразования наследственной информации от гена в белок или РНК (функциональный продукт). По сути, часть генов в мозге становится активнее, усиливая рост клеток. О том, что представляют собой «зомби-гены» и почему их необходимо учитывать в посмертных исследованиях тканей мозга, а также при изучении неврологических и психических заболеваний, рассказываем в этой статье.

Изучая мозг

Мозг наименее изученный орган человеческого тела, хотя сапиенсы веками пытались забраться внутрь черепной коробки чтобы понять как там все устроено. Путь к современным знаниям о мозге во многом был проложен французским хирургом Полем Брока. В 19 веке он был одним из первых, кто начал подозревать, что разные отделы головного мозга отвечают за разные функции. К такому заключению Брока пришел изучая нарушения речи у некоторых своих пациентов; он связал их с нарушением работы определенных участков мозга.

Сегодня наука продвинулась далеко вперед. Совсем недавно, например, ученые наконец поняли, почему мозг человека больше чем мозг других млекопитающих и приматов в частности. Оказалось, всему виной экспрессия гена под названием ZEB2, который контролирует рост мозга. Это, по видимому, позволяет нейронам в мозге человека делиться активнее до наступления зрелого возраста. Подробнее о том, зачем ученые вырастили в лаборатории мозговые органоиды гориллы и человека, можно прочитать здесь.

Изучение работы мозга не только при жизни но и после смерти имеет огромное значение в человеческом самопознании.

Важно отметить, что изучение мозга людей и изучение мозга животных не одно и то же, так как результаты экспериментов на животных плохо переносятся на людей. Интересно и то, что большинство исследований человеческого мозга проводится спустя более чем 12 часов после смерти. Между тем, лучшее понимание того, какие процессы происходят с мозгом когда сердце больше не бьется, может пролить свет на природу целого ряда неврологических заболеваний.

Чтобы всегда быть в курсе последних новостей из мира популярной науки и высоких технологий, подписывайтесь на наш канал в Google News!

Что происходит с мозгом после смерти?

Начнем с того, что далеко не все зомби жаждут мозгов, некоторые вообще-то внутри них живут, если, конечно, так можно выразиться. Дело в том, что после смерти у немертвых клеток «вырастают руки» и может показаться, будто они живые (ну или живее других). Такие клетки ученые называют глиальными.

Результаты нового исследования, опубликованного в журнале Scientific Reports показали, что глиальные клетки экспрессируют гены спустя длительное время после того, как другие типы клеток мозга перестали функционировать. Это явление опровергает представление о том, что все процессы в организме прекращаются после остановки сердца.

Поскольку нормальная функция глиальных клеток это защита жизни, они предпринимают последние попытки, чтобы восстановить привычный ход вещей, так что они экспрессируют посмертно. Как отметил один из авторов исследования Фабьен Даше изданию SYFY WIRE, те же самые гены активируются после травмы мозга или инсульта и участвуют в нейровоспалении.

Вам будет интересно: Тайны мозга: действительно ли перед смертью нас ждет эйфория?

Исследование обнаружило удивительное количество активности в генах, уникальных для глиальных клеток после имитации смерти человеческой ткани.

Интересно, что эти «зомби-гены» наблюдаются впервые, так как большинство исследований (предположительно) мертвой ткани мозга человека проводились через 12 или более часов после смерти. Предыдущие исследования пренебрегали изучением мозговой ткани, только что отделенной от насыщенного кислородом кровоснабжения. Как оказалось, именно в это время глиальные клетки отращивают те жуткие придатки, которые видят ученые. Ткань исследовали в разных лабораториях на протяжении 24 часов. 80 процентов генов в мозге пережили весь период.

Примечательно, что первыми погибают нейрональные гены, которые отвечают за мышление и память в нейронах. Именно этот факт, как по мнению авторов нового исследования, действительно важен при изучении функций мозга и его заболеваний.

Это интересно: Что происходит с мозгом при смерти близкого человека?

В отличие от не нейрональных глиальных клеток, нейроны умирают без кислорода. Человеческому мозгу требуется в десять раз больше энергии, чем любому другому органу тела. Вы можете потерять сознание в считанные секунды, если кровь внезапно перестанет поступать в ваш мозг. Когда кислород или энергия резко падают, это может привести к необратимому повреждению и даже гибели клеток в мозге человека, перенесшего инсульт или травму.

Когда нейроны (синие) умирают, глиальные клетки (красные) превращаются в зомби.

Нейрональные гены зависят от активности, что означает, что они могут претерпевать радикальные изменения из-за активности мозга, такие как эпилептические припадки. По мере деградации нейрональных генов активность зомбированных генов одновременно возрастала в течение 12 часов.

Глиальные клетки становятся зомби из-за своих защитных функций, которые активируются, если одна часть мозга теряет кислород, а другой его едва хватает. В изученном сегменте мертвой мозговой ткани глиальный ответ, который продуцирует гены, был обнаружен повсюду. В будущем полученные результаты могут изменить понимание и лечение многих неврологических расстройств.

Мозг играет с нами, причем таким образом, что мы сами этого не замечаем.

Как-то раз, выйдя из дома в красной куртке, я попала под дождь. Так произошло и в следующий раз, стоило мне одеться так же и выйти на улицу. Выходит, каждый раз, когда на мне красная куртка, идет дождь? Разумеется, нет. Но наше мышление устроено таким образом, что может сыграть с нами злую шутку теперь каждый раз, когда я надеваю красную куртку, я беру с собой зонт. В этом нет совершенно никакого смысла, так почему же я продолжаю ассоциировать верхнюю одежду определенного цвета с дождем? Ответ на этот вопрос, как ни странно, берет начало в 1975 году, когда исследователи из Стэндфордского университета провели ряд увлекательных экспериментов, пытаясь понять, как формируются наши убеждения. Пригласив группу студентов, ученые вручили им пары предсмертных записок, одна из которых была написана случайным человеком, другая человеком, который впоследствии покончил с собой, а затем попросили отличить подлинные записки от поддельных. Результаты научной работы оказались удивительны и впоследствии были подтверждены множеством других исследований.

Как формируются убеждения?

Как пишет The New York Times со ссылкой на исследование, некоторые студенты во время изучения предсмертных записок обнаружили, что у них прямо-таки талант определять кто действительно покончил с собой. Из двадцати пяти пар записок эта группа студентов двадцать четыре раза правильно идентифицировали настоящую. Другие же поняли, что безнадежны они идентифицировали настоящую записку только в десяти случаях.

Как это часто бывает с психологическими исследованиями, вся постановка была притворной. Хотя половина записей действительно были подлинными они были получены из офиса коронера округа ЛосАнджелес оценки были вымышленными. Студенты, которым говорили, что они почти всегда правы, в среднем были не более проницательны, чем те, кому говорили, что они в основном ошибаются.

На втором этапе исследования обман был раскрыт. Студентам сказали, что настоящая цель эксперимента состояла в том, чтобы оценить их реакцию на то, что они думают, что они правы или неправы. (Это, как оказалось, тоже был обман.) Наконец, студентов попросили оценить, сколько предсмертных записок они на самом деле классифицировали правильно, и сколько, по их мнению, определил средний студент.

В стенах Стэндфордского университета чего только не происходит.

В этот момент произошло нечто любопытное: студенты в группе с высокими баллами сказали, что, по их мнению, они на самом деле справились довольно хорошо значительно лучше, чем средний студент хотя, как им только что сказали, у них не было никаких оснований так думать. И наоборот те, студенты в группе с низкими баллами, сообщили, что они, по их собственному мнению, справились значительно хуже, чем средний студент вывод, который был столь же необоснованным. Так в чем же дело?

«Однажды сформированныеубеждения удивительно настойчивы,» сухо замечают исследователи.

Несколько лет спустя для аналогичного исследования был набран новый набор студентов Стэнфорда. На этот раз им вручили пакеты с информацией о паре пожарных Фрэнке К. и Джордже Х. У Фрэнка была маленькая дочь и он любил нырять с аквалангом. У Джорджа был маленький сын, и он играл в гольф. Пакеты также включали ответы мужчин на то, что исследователи назвали «тестом рискованно-консервативного выбора». В одном из пакетов с информацией Фрэнк был успешным пожарным, который почти всегда выбирал самый безопасный вариант. В другой версии Фрэнк также выбирал самый безопасный вариант, но был паршивым пожарным, который получил несколько предупреждений от начальства.

Хотите всегда быть в курсе последних новостей из мира популярной науки и высоких технологий? Подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram, чтобы не пропустить ничего интересного!

В середине исследования студентам сообщили, что их намеренно ввели в заблуждение, и что информация, которую они получили, была полностью вымышленной. После чего их попросили описать свои собственные убеждения: как, по их мнению, должен относиться к риску пожарный? Студенты, получившие первый пакет, думали, что пожарный постарается избежать риска, а студенты во второй группе полагали, что пожарный пойдет на риск.

Борьба с огнем очень рискованная и опасная работа.

Выходит, даже после того, как «доказательства их убеждений были полностью опровергнуты, люди не в состоянии внести соответствующие изменения в эти убеждения», пишут исследователи. В этом случае неудача была «особенно впечатляющей», поскольку двух точек данных никогда не было бы достаточно для обобщения информации.

В конечном итоге Стэнфордские исследования стали знаменитыми. Высказанное группой ученых в семидесятых годах прошлого века утверждение о том, что люди не могут мыслить здраво, прозвучало шокирующе. Сегодня это не так тысячи последующих экспериментов подтвердили открытие американских ученых. Сегодня любой аспирант с планшетом может продемонстрировать, что разумные на вид люди часто совершенно иррациональны. Редко когда это понимание казалось более актуальным, чем сегодня, не так ли?

Читайте также: Мозг копирует мышление окружающих с помощью наблюдений

Предвзятость подтверждения и другие ошибки мышления

Все мы, как известно, склонны принимать ту информацию, которая соответствует нашим убеждениям и не принимать ту, что не соответствует. Среди огромного множества форм ошибочного мышления так называемая «предвзятость подтверждения» является одним из лучших примеров когнитивных искажений. Интересно, что впервые об этой ошибке мышления тоже узнали в Стэнфорде: для эксперимента исследователи собрали группу студентов, у которых были противоположные мнения о смертной казни. Половина студентов была за и считала, что смертная казнь помогает сдерживать преступность; другая половина была против и считала, что смертная казнь никак не влияет на преступность.

Затем студентам предложили оценить на два исследования: в одном были представлены данные в поддержку смертной казни, а в другом данные, которые ставили ее эффективность под сомнение. Оба исследования как вы уже догадались были составлены и были разработаны заранее, чтобы представить то, что, объективно говоря, было одинаково убедительной статистикой.

Мы склонны доверять той информации, которая нам нравится и не доверять той, что противоречит нашим убеждениям.

В результате студенты, которые первоначально поддерживали смертную казнь, расценили данные в поддержку как достоверные, а данные против неубедительными; студенты, которые первоначально выступали против смертной казни, сделали обратное. В конце эксперимента студентов еще раз спросили об их взглядах. Те, кто вначале выступал за смертную казнь, теперь еще больше выступали за нее; а те, кто выступал против, стали еще более враждебно настроены. Любопытные результаты не так ли?

Вам будет интересно: Наука, скрывающаяся за сюрреалистическими картинами Сальвадора Дали

По мнению исследователей, подобный тип мышления отражает задачу, для выполнения которой разум эволюционировал, а именно не дать нам быть обманутыми другими членами нашей группы. «Живя небольшими группами охотников-собирателей, наши предки в первую очередь заботились о своем социальном положении и о том, чтобы не рисковать своей жизнью на охоте, в то время как другие бездельничали в пещере. Иными словами, в ясном суждении было мало преимуществ, в то время как многое можно было получить от выигрышных аргументов», пишут авторы исследования.

Среди множества проблем, о которых наши предки не беспокоились, были сдерживающие эффекты смертной казни и размышления о качествах идеального пожарного. Им также не приходилось бороться с сфабрикованными исследованиями и фейк-ньюс. Так что стоит ли удивляться, что разум частенько нас подводит?

Новый взгляд на человеческий мозг показывает его клеточных обитателей во всей их дикой и странной красе. Карта, составленная из крошечного кусочка мозга женщины, показывает различные формы 50 000 клеток и 130 миллионов связей между ними.

В прошлом году специалисты из Google и Гарвардского университета создали первую 3D-карту мозга плодовой мушки. На ней можно увидеть 20 миллионов синапсов, которые связывают между собой 25 миллионов нейронов. Четверть мозга плодовой мушки, нанесенные на карту, стали важной работой в области нейронаук коннектомики, которая изучает структурные связи мозга. Теперь же ученым удалось визуализировать (пусть и крохотный) участок человеческого мозга. Это стало возможным благодаря изъятию мозговой ткани в ходе операции на мозге 45-летней женщины, страдавшей от эпилепсии. Причиной операции стала неэффективность лекарственных препаратов, поэтому хирургам пришлось также удалить здоровые сегменты мозга. Нередко пациенты решают пожертвовать извлеченный материал в исследовательских целях, что и произошло в ходе нового исследования. И все же, самое потрясающее в этой новости заключается в том, что один кубический миллиметр ткани, или один пиксель на МРТ, можно рассмотреть в максимальной детализации онлайн.

Как составить 3D-карту мозга?

Нейробиология, пожалуй, является одной из наиболее сложных наук. Причина заключается в том, что полностью изучить мозг и его работу на сегодняшний день не предоставляется возможным. Как отмечает в своей книге «Кто мы такие? Гены, наше тело, общество» нейрофизиолог, профессор Стэндфордского университета Роберт Сапольски, собираясь на конференциях, ведущие нейробиологи признаются, что понятия не имеют как работает мозг. Настолько все сложно.

И все же, будучи самым непознанным органом человеческого тела, мозг позволил нам совершить несколько знаменательных революций, включая научно-технологическую. Сегодня то, о чем мечтали научные фантасты (и то, о чем не могли подумать) является нашей повседневной жизнью.

Так выглядит участок мозга 45-летней женщины, страдающей от эпилепсии.

Новое открытие можно назвать одним из наиболее знаменательных в своей области: вычислительные программы сшивали полученные изображения вместе, а программы искусственного интеллекта помогали ученым анализировать их. Краткое описание полученного представления было опубликовано в качестве препринта 30 мая на сервере bioRxiv.org. Полный набор данных находится в свободном доступе в Интернете.

Еще больше интересных статей о том, какие тайны мозга удалось узнать ученым за последние несколько лет, читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте.

Что именно можно увидеть на карте?

Извлеченный в ходе операции кусочек мозговой ткани составлял, как пишет Science News, примерно миллионную часть объема всего мозга. Он был изъят из коры головного мозга внешнего слоя мозга, ответственного за формирование сложных мыслей.

После удаления образец был быстро сохранен и окрашен тяжелыми металлами, которые выявили клеточные структуры. Затем мозговую ткань разрезали на более чем 5000 тонких кусочков и сфотографировали с помощью мощных электронных микроскопов. Затем с помощью вычислительных программ и программ искусственного интеллекта вся обработанная информация была объединена и проанализирована.

Необходимо отметить, что на данный момент исследователи только начинают понимать, что вообще находится в отсканированном участке. «Мы только что с головой окунулись в этот набор данных», сказал соавтор исследования Джефф Лихтман, нейробиолог из Гарвардского университета. Лихтман сравнивает карту мозга с Google Earth:

«Там есть драгоценные камни, которые можно найти, но никто не может сказать, что они все их и правда видели».

Но кое-какие «фантастически интересные» достопримечательности все же появились. Все потому, что наличие большого набора данных позволяет заметить все странное и выделяющееся. Большие объемы данных, помимо прочего, дают представление о том, насколько распространены те или иные типы связей в мозге.

Читайте также: Ученые создали подробную 3D карту мозга плодовой мушки

Молекулярный нейробиолог Сет Грант из Эдинбургского университета отмечает, что, хотя новая карта является ценным инструментом, она показывает только анатомию мозга. Другие исследования помогут прояснить функцию и состав молекул, которые управляют поведением мозга. На данный момент карта является «в значительной степени исследовательским инструментом», говорит он.

Что дальше?

Одним из любопытных моментов для дальнейшего изучения является наблюдение команды за двумя нервными клетками, или нейронами, которые, казалось, были вплетены в симметричный танец. На снимках также были видны аксоны нейронов, посылающие сообщения, образующие сложные спирали, необычные и таинственные завитки, похожие на свернувшихся змей. «Мы никогда не видели ничего подобного», пишут исследователи.

Мозг невероятно сложный компьютер, в механизмах работы которого нам только предстоит разобраться.

Это интересно: Как клетки мозга составляют карту воспоминаний?

Эти чрезвычайно подробные карты мозга являются кульминацией многолетних исследований. Это действительно волшебное время в истории, когда ученым доступны разнообразные инструменты для создания подобных карт. И все же, что в конечном итоге покажут эти карты, остается неизвестным авторы исследования очень осторожно относятся к тому, приведут ли они к глубокому пониманию мозга. Но в будущем нас однозначно ждет много удивительных открытий.

Мини-мозг, который удалось вырастить немецким ученым

Выращивание органов это перспективная технология, которая позволяет людям не ждать донорских частей тела для пересадки в случае серьезных болезней. Благодаря ей, медики могут вырастить искусственный мочевой пузырь или другой несложный орган, пересадить его в организм человека и спасти ему жизнь. Выращенные искусственным образом органы принято называть органоидами. Помимо получения донорских органов, ученые используют эту технологию для изучения разных болезней человека и изобретения методов их лечения. Наука постоянно развивается и недавно немецким ученым в очередной раз удалось пробиться вперед и вырастить в лаборатории небольшой головной мозг. Результат оказался настолько хорошим, что впоследствии на сложном органе начали развиваться настоящие глаза. Звучит как что-то сложное и это действительно так. Однако, весь процесс выращивания головного мозга можно объяснить простыми словами.

Важно! Не надо путать органоиды с органеллами. Органоиды это искусственно выращенные органы, а органеллы разного рода вещества, которые содержатся внутри клеток живых организмов.

Как выращивают искусственные органы?

Если говорить очень кратко и без сложных терминов, основой всех органоидов являются стволовые клетки. Они обладают удивительным свойством превращаться в клетки тканей самых разных органов главное, чтобы они были помещены в соответствующую среду. Например, в случае с головным мозгом, ученым было необходимо взять несколько стволовых клеток у добровольцев и поместить их в условия, в которых обычно развивается человеческий мозг. Речь идет об окружении, богатой определенными питательными веществами и комфортных для размножения клеток температуры, влажности и других свойств.

Само собой разумеется, выращивание органов происходит в стерильных помещениях

Мозг выращенный в лаборатории

О том, как немецкие ученые вырастили небольшой мозг с глазами, было рассказано в научном журнале Cell Stem Cell. На первой стадии научной работы группа ученых взяла образцы клеток кожи доноров и при помощи генной инженерии превратила их в стволовые клетки. В данном случае добровольцами выступили четыре человека, из клеток которых в конечном итоге выросли 314 ограноидов головного мозга.

Разные стадии развития органоида

Ученые поместили их в благоприятную для развития среду и наблюдали за тем, как в 72% мини-мозгов начали развиваться зрительные пузырьки. Так называются мешочки на поверхности эмбрионов, из которых впоследствии вырастают полноценные глаза. Ученые заметили образование структур на 30 день жизни органоида и продолжили наблдение вплоть до 60 дня. Было отмечено, что глаза развивались одновременно, как на самом настоящем эмбрионе. Зрительные пузырьки имели при себе разные типы клеток сетчатки, которые могли улавливать свет и посылать сигналы в мозг. Можно сказать, что пузырьки имели все свойства настоящих глаз.

Эмбрион человека

Читайте также: Создан искусственный глаз, который видит в темноте

Этические вопросы медицины

По словам одного из авторов научной работы Джея Гопалакришнана (Jay Gopalakrishnan), созданный органоид мозга с глазами может помочь изучить нарушения зрения, которые возникают у детей в утробе матери. После изучения можно будет разработать новые методы лечения проблем со зрением и испытать их на органеллах, а не на живых людях. Только вот есть одна этическая проблема возможно, выращенный в лаборатории мозг уже обладает сознанием. Если это действительно так, то ученые могут сами того не подозревая быть причиной страдания живого создания. Выращенный немецкими учеными мозг очень примитивен и вероятность наличия у него сознания очень мала. Но если в будущем они создадут что-то более сложное по своей структуре, могут возникнуть большие сложности.

Ссылки на интересные статьи, смешные мемы и много другой интересной информации можно найти на нашем телеграм-канале. Подпишитесь!

Напоследок стоит отметить, что сегодня ученые умеют создавать даже искусственные сердца. Только вот они изготавливаются не из стволовых клеток, а по своей сути являются электронными устройствами. Недавно одно из самых навороченных искусственных сердец было разработано французской компанией Carmat. Новинка оснащена биологическими клапанами, благодаря чему организм любого человека воспримет новый орган как что-то родное. Устройство способно обеспечивать человеку жизнь на протяжении 180 дней, чего иногда вполне хватает для того, чтобы дождаться настоящего донорского органа. Главным минусом искусственного сердца Carmat является то, что человеку нужно всегда носить с собой 4-килограммовый ящик. Подробнее обо всем этом я рассказывал тут.

Илон Маск и робот-хирург для чипирования людей

Основатель компаний Tesla и SpaceX Илон Маск (Elon Musk) занимается не только разработками в сфере электрических автомобилей и аэрокосмической техники. В 2016 году он открыл компанию Neuralink, главная цель которой создание полноценного нейроинтерфейса, связывающего человеческий мозг с компьютером. Вот уже два года подряд он проводит презентации, в рамках которых рассказывает, каких успехов успели достичь специалисты компании. С момента проведения мероприятия в 2019 году, исследователи уменьшили размеры чипа и количество электродов, которые присоединяются к мозгу. А это значит, что устройство стало менее заметным и более безопасным для установки. Чтобы показать, как оно выглядит, насколько хорошо работает и в каких целях может использоваться, представители Neuralink подключили устройство к мозгу свиньи. Выбор пал именно на это животное, потому что оно очень похоже на человека и тоже любит поесть.

Нейроинтерфейс это технология, которая позволяет связать человеческий мозг и компьютер. При помощи мысленных команд, в будущем человек сможет управлять электронными устройствами, даже не касаясь их. К тому же, нейроинтерфейсы должны решить некоторые медицинские проблемы.

Устройство для чтения мыслей

Прямая трансляция с мероприятия велась на YouTube-канале Neuralink и до сих пор доступна для просмотра всем желающим. Впервые нейроинтерфейс Neuralink был продемонстрирован в 2019 году до того момента все работы были засекречены. На прошлогоднем мероприятии публике было показано устройство, состоящее из крепящегося к голове чипа и идущих от него в мозг 3072 микроэлектродов. Тогда и сейчас для установки нейроинтерфейса необходимо хирургическое вмешательство, но в идеале компания хочет внедрять технологию при помощи лазера. Уже сейчас подключением мозга к компьютеру занимается специальный робот-хирург, который был показан во время презентации.

В отличие от прошлогодней версии, обновленный Neuralink стал меньше. Размеры чипа составляют всего лишь 2,30,8 миллиметра. Отныне он не виден, потому что спрятан под кожу. От устройства к мозгу идут 1024 электрода, тогда как в прошлой версии их было 3072 штуки. Нити толщиной от 4 до 6 микрометров тоньше человеческих волос и необходимы для слежения за активностью различных отделов головного мозга. Считываемая ими информация идет к подкожному чипу, который управляется по беспроводной связи посредством BLE версии Bluetooth, которая потребляет минимум энергии. Радиус передачи данных достигает 10 метров. Для управления нейроинтерфейсом Neuralink компания хочет разработать мобильное приложение все-таки, смартфоны сейчас используются чаще компьютеров.

Нейроинтерфейс Neuralink. Большая часть устройства все-таки будет видна, а не спрятана под кожей

Как и вся другая электроника, устройство Neuralink требуется в зарядке. Для восполнения уровня заряда, к нему присоединяется магнитный кабель. Одного заряда хватает примерно на день работы, а восполнение происходит за ночь. К сожалению, компания не уточнила, сколько часов она подразумевает за ночью. А количество потребляемой энергии со временем может возрасти, ведь на данный момент устройство обладает минимумом возможностей. В дальнейшем набор поддерживаемых ею функций может заметно увеличиться и они будут требовать довольно много энергии.

Зарядка Neuralink

Зачем нужен Neuralink Илона Маска?

Илон Маск объявил, что на данный момент компания сконцентрирована на решении медицинских проблем. В прошлом году он сообщал, что технология предназначена для лечения людей с полным параличом. Сейчас же компания хочет использовать устройство для изучения активности мозга при депрессии, травмах головного мозга и других заболеваниях. Собранные данные могут быть использованы для разработки новых методов лечения заболеваний. А в 2019 году, в подкасте искусственный интеллект с Лексом Фридманом, основатель Neuralink говорил о возможности лечения таких проблемных болезней, как аутизм, потеря памяти и шизофрения. Только вот после этих слов на Илона Маска навалилась критика со стороны Национального аутистического общества Великобритании (NAS). Его представители отметили, что аутизм не является болезнью и его нельзя вылечить. Подробнее об этой ситуации можно почитать в этом материале.

Робот-хирург Neuralink

В далеком будущем технология Neuralink может позволить людям использовать мозг для непосредственного управления электронными устройствами. Илон Маск сообщал, что после внедрения нейроинтерфейса, люди смогут писать сообщения и листать ленты новостей в социальных сетях даже не дотрагиваясь до смартфона и компьютера. Судя по всему, такие возможности нейроинтерфейс пока предоставить не может. Но то, что компания показала на примере свиньи, тоже впечатляет.

Операция по внедрению Neuralink в мозг

Эксперименты на свиньях

В рамках презентации публике была показана свинья с устройством Neuralink, который был вживлен за два месяца до мероприятия. То, как подключенные к мозгу электроды считывают активность свиного мозга, можно было наблюдать в режиме реального времени, в ходе прямой трансляции. Для вживления устройство был использован робот-хирург, только как он работает, Илон Маск не рассказал. Больше всего интересно то, что как он проводит операцию автоматически, или управляется человеком? Также хотелось бы узнать, к каким областям мозга подключаются электроды. Ранее сообщалось, что они крепятся к областям, ответственным за движения и ощущение внешних раздражителей.

Так выглядит мозговая активность свиньи

Также во время презентации была показана свинья, в мозг которой тоже были вживлены электроды. Их сняли незадолго до мероприятия и животное чувствовало себя хорошо, то есть никаких побочных эффектов от использования нейроинтерфейса Neuralink нет. По крайней мере, их нет у свиней, а как на электроды отреагирует человеческий организм, не ясно. Нужны испытания на людях, но для этого компании необходимо получить множество разрешений, на что уходит очень много времени. А ведь для того, чтобы их получить, необходимо доказать безопасность технологии.

Судя по всему, эксперименты над свиньями велись в лаборатории для испытаний на животных, о которой мы писали в этом материале

Интересные факты о Neuralink

В твиттере Neuralink можно задавать вопросы команде разработки. Вот некоторые интересные факты о нейроинтерфейсе, основанные на ответах представителей компании:

• при помощи Neuralink, в теории, можно управлять автомобилем Tesla и играть в компьютерные игры;
• чип сделан по 6-нанометровому техпроцессу, то есть потребляет минимум энергии и мало греется;
• при длительном использовании технологии можно будет восстанавливать всю нервную систему человека, то есть парализованные люди снова смогут начать ходить, а слепые снова начнут видеть;
• чип помещается под кожу головы, а само устройство практически не видно под волосами.

Подробнее о технологии Neuralink можно почитать в серии статей от автора Hi-News.ru Ильи Хеля. Начните с первого материала, обозначенного как Колосс Человеческий и двигайтесь дальше по списку. Приятного чтения!

Илон Маск объявил, что компании Neuralink удалось чипировать обезьяну

В 2016 году глава Tesla Илон Маск (Elon Musk) объявил об открытии компании Neuralink. Она занимается созданием технологии для подключения человеческого мозга к компьютеру и дела у нее, судя по всему, идут весьма неплохо. В конце 2020 года компания чипировала свинью и смогла проследить за активностью ее мозга при помощи компьютера. При этом животное чувствовало себя хорошо, то есть как минимум свиньям эта технология не вредит. Недавно выяснилось, что компания Neuralink пошла дальше и смогла установить чип в головной мозг обезьяны. По словам Илона Маска, животное чувствует себя прекрасно и благодаря технологии может играть в видеоигры при помощи своего разума и даже включать телевизор. В будущем компания хочет внедрить чип в голову другой особи и сделать так, чтобы обезьяны смогли соревноваться друг с другом в виртуальном теннисе.

Чипированная обезьяна Neuralink

О чипированной обезьяне рассказало издание Bloomberg, со ссылкой на слова Илона Маска. Предприниматель поделился новостями о Neuralink во время беседы внутри социальной сети Clubhouse. На данный момент попасть туда можно только по приглашениям. Пользователи могут присоединиться к любому голосовому чату, где часто выступают известные люди. Помимо Илона Маска, в сети Clubhouse появлялись актер Крис Рок, музыкант Дрейк и другие знаменитости. Послушать их в прямом эфире хотят многие, поэтому на eBay даже продаются приглашения по цене от 250 до 1000 долларов. В конце января количество пользователей Clubhouse увеличилось с 3 до 5 миллионов человек.

В Clubhouse часто появляются знаменитости и недавно там побывал Илон Маск

В ходе конференции у Илона Маска спросили о последних разработках компании Neuralink. Предприниматель ответил, что у них есть обезьяна с беспроводным имплантатом в черепе, которая может играть в видеоигры при помощи своего разума. По его словам, чип практически незаметен.

Это счастливая обезьяна. У нас самые лучшие условия для содержания обезьян в мире. Мы хотим, чтобы они играли друг с другом в разум-понг (игра слов от пинг-понга), отметил Илон Маск.

На данный момент фотографий и видео с обезьяной Neuralink нет, но они должны появиться в ближайшие месяцы. На данный момент можно предположить, что в голову обезьяны вживлен чип размерами 2,30,8 миллиметра. От него под кожу идут 1024 электрода толщиной от 4 до 6 микрометров, то есть они тоньше человеческого волоса. Они нужны для улавливания активности разных областей мозга и передачи к чипу, который впоследствии отправляет информацию на компьютер по беспроводной технологии Bluetooth. По крайней мере, такими характеристиками обладал чип Neuralink, показанный в конце 2020 года. Вряд ли компания за столь короткое время смогла сильно улучшить технологию. Но есть вероятность, что чип стал меньше.

Так выглядит чип Neuralink

Компания хочет внедрять чип в мозг при помощи лазера. Но на данный момент для этого требуется хирургическое вмешательство. Но участие человека в этом деле уже не обязательно, потому что все необходимые действия умеет выполнять робот-хирург. Он тоже был показан в рамках прошлогодней презентации, но рассказу о нем было уделено не так много времени, как хотелось бы. На данный момент можно сказать, что он размером с человека и достаточно аккуратный иначе как бы он смог успешно провести операцию на мозге?

Илон Маск и робот для внедрения чипов Neuralink

Читайте также: Как происходит кибернизация человечества?

Зачем чипировать людей?

Можно подумать, что при помощи чипов Neuralink Илон Маск хочет контролировать разум людей. Но на самом деле все не так страшно. В идеале технология подключения мозга к компьютеру должна вернуть людям с ограниченными возможностями умение ходить на ногах. Также Илон Маск считает, что в будущем чип позволит управлять автомобилями Tesla при помощи мыслей и играть в компьютерные игры. Судя по всему, прогресс в плане управления играми уже пошел и скоро мы в этом убедимся. Только вот ждать видео с чипированной обезьяной придется довольно долго обычно Neuralink проводит мероприятия летом.

Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен. Там вы найдете материалы, которые не были опубликованы на сайте!

Как и в большинстве статей про Neuralink напоминаю, что на нашем сайте есть очень подробная статья про разрабатываемую технологию. Автором этой статьи является известный блогер Тим Урбан, который в свое время хорошо изучил человеческую прокрастинацию и рассказывал о колонизации Марса по плану SpaceX. Если хотите знать, для чего нужны чипы Neuralink и на каких знаниях основана эта идея, переходите по этой ссылке и читайте перевод одной из лучших статей научно-популярной журналистики. Думаю, это займет вас надолго, приятного чтения!

Печатать слова можно даже при помощи силы мысли, но массово такая технология станет доступна еще не скоро

Ученые из американского штата Калифорния создали технологию, которая позволяет людям писать текстовые сообщения силой мысли. Они вживили в голову человека несколько чипов, которые считывают активность его мозга и преобразуют ее в рукописный текст на экране. Считается, что такая технология вернет парализованным людям возможность общаться со своими родственниками и окружающим миром в целом. На самом деле, эта технология уже не нова, однако раньше испытуемые могли печатать только около 40 знаков в минуту, в то время как средняя скорость печати на клавиатуре за такое время составляет 190 символов. Новая версия технологии почти вдвое увеличила этот показатель, а в будущем исследователи намерены сделать печать слов силой мысли молниеносным процессом. Давайте разберемся как все это работает как всегда, максимально понятно и без сложных терминов.

Работа головного мозга

Каждое движение человека сопровождается активностью разных отделов его мозга. Например, если вы прямо сейчас поднимите руку, знайте у вас активировались моторная кора, мозжечок и несколько других отделов мозга. Моторная кора отвечает за контроль и выполнение движений, а мозжечок играет большую роль в поддержании равновесия и мышечного тонуса. При этом стоит учитывать, что все остальные отделы головного мозга при поднятии руки продолжают работать, потому что вы дышите, смотрите на текст и еще о чем-то размышляете на фоне. Каждую секунду в мозге происходит несчетное количество процессов и они не останавливаются всю жизнь.

Мозжечок человека

Активности в головном мозге передают нашим мышцам команды на движение. К сожалению, после серьезных травм связь между мозгом (головным или спинным) и мышцами у некоторых людей обрываются и они становятся парализованными. В большинстве случаев они лишаются возможности двигаться, но иногда не могут даже говорить. Чтобы вернуть таким пациентам связь с окружающим миром, ученые уже давно пытаются создать технологию для подключения их мозга к компьютеру. В идеале они хотят, чтобы человек мог про себя озвучить свою мысль, а компьютер огласил ее через динамики или хотя бы изобразил на дисплее.

Интересный факт: система, предназначенная для создания связи между мозгом и компьютером, называется нейроинтерфейсом. Самой известной компанией, которая занимается созданием такой технологией, является Neuralink от Илона Маска. Недавно она смогла подключить к компьютеру мозг обезьяны, вот видео.

Работающий нейроинтерфейс

Но успехи в этом деле также совершают ученые из Стэнфордского университета, штат Калифорния. Они вживили в головной мозг 65-летнего добровольца два небольших чипа с сотнями электродов для считывания активности его нейронов. Ученые уже знают, какие отделы мозга работают при движении рук или хотя бы мыслях об этих движениях, поэтому испытуемый уже мог печатать слова, двигая курсором и нажимая на клавиши виртуальной клавиатуры. Но такой способ печати позволяет писать только по 40 знаков в минуту, вместо 190.

Так выглядят буквы, написанные силой мысли

Недавно ученые смогли ускорить технологию путем визуализации рукописных букв. По сути, от человека требуется медленно представлять то, как он обводит символы при помощи ручки или карандаша. Такой подход позволил увеличить скорость печати до 90 знаков в минуту. Это очень неплохой результат, учитывая, что 65-летние люди обычно печатают на смартфоне в среднем по 115 знаков в минуту. В будущем автор научной работы Фрэнк Уиллетт (Frank Willett) планирует испытать технологию на других добровольцах. В теории, они могут разработать что-то вроде мысленного языка жестов, который позволит парализованным людям писать сообщения силой мысли так же быстро, как и обычный человек на смартфоне.

Возможно, когда-нибудь такая технология станет доступна и для обычных людей

В идеале же ученые хотят создать технологию, которая будет способна преобразовать в текст устную речь, произнесенную в голове. То есть, идеальная система по их мнению должна озвучивать мысли в реальном времени. Но, по словам Фрэнка Уиллетта, точно расшифровать устную речь очень сложно из-за огромного количества используемых людьми слов. Для создания такой технологии придется выяснить, какие именно области мозга активируются при воображении каждого слова, при их смысловом соединении и так далее. Скорее всего, в ближайшие 10 лет мы не сможем увидеть такую технологию.

Ссылки на интересные статьи, смешные мемы и много другой интересной информации можно найти на нашем телеграм-канале. Подпишитесь!

Чуть выше я упомянул, что особенно активно созданием нейроинтерфейса занимается компания Neuralink, которая смогла чипировать свинью. Ранее она смогла провести такую операцию и на свинье о результатах можно почитать тут.

Нейроимплант ELVIS частично вернул обезьяне зрение

По данным Всемирной организации здравоохранения, во всем мире от нарушений зрения страдает около 2,2 миллиардов человек. В большинстве случаев решить проблему можно при помощи очков, контактных линз или несложных операций по восстановлению зрения. Однако, бывают и тяжелые случаи, когда человек полностью теряет возможность видеть окружающий мир. Недавно российские ученые провели испытания нейроимпланта ELVIS, который захватывает картину окружающего мира при помощи двух камер и передает эту информацию прямо в головной мозг. В тестировании принял участие шестилетний самец павиана обезьяна из семейства мартышковых. После установки всей системы, он хоть и не смог видеть на все 100%, но различал очертания предметов и людей. Российские ученые считают, что нейроимплант ELVIS можно будет устанавливать в организмы людей уже в 2027 году.

Испытания устройства для восстановления зрения

В ходе проведенного тестирования, в головной мозг павиана было установлено устройство, состоящее из антенны и микрочипа. Хирургическая операция длилась два часа после нее обезьяна чувствовала себя хорошо и быстро восстановилась. Целью проведенного испытания было выяснить, действительно ли нейроимплант ELVIS способен хотя бы частично вернуть обезьяне зрение. Еще одним немаловажным фактором было то, не будут ли его составные части отторгнуты организмом животного как чужеродные объекты.

Фотография с места проведения операции

Один из этапов доклинических испытаний прошел успешно, и теперь мы находимся в нескольких шагах от начала исследований с участием незрячих добровольцев. Мы рассчитываем, что испытания на животных продлятся до конца 2023 года, объявил Денис Кулешов, директор компании Сенсор-Тех, которая и разработала устройство.

Павиан на операционном столе

В ближайшие два года компания хочет установить систему ELVIS в головной мозг еще нескольких десятков обезьян. Будут проведены поведенческие эксперименты, на первом этапе которого приматы научатся различать геометрические фигуры до установки устройства. На втором этапе, после хирургической операции, обезьянам завяжут глаза и при распознавании фигур они будут опираться только на данные, передаваемые устройством ELVIS. Как и в других экспериментах над животными, испытания будут проводиться с соблюдением этических норм. Если все пройдет хорошо, технология восстановления зрения станет доступна для людей в 2027 году.

Читайте также: У японских детей резко ухудшилось зрение. С чем это связано?

Как работает нейроимплант ELVIS?

Если говорить коротко, система ELVIS передает информацию об окружающем пространстве из камер в мозг, обходя естественную зрительную систему. Она состоит из трех частей:

• имплантата, который устанавливается в область головного мозга, отвечающую за зрение;
• двух камер, которые крепятся на голову животного или человека;
• компьютера, который носится на поясе и занимается обработкой поступающего из камер изображения.

Во время работы камеры фиксируют все происходящее в окружающем пространстве в режиме реального времени. Эти данные отправляются в компьютер, который выделяет контуры важных объектов вроде мебели, людей и так далее. Этот набор информации отправляется в имплантат, который стимулирует зрительную кору слабыми разрядами электрического тока. В результате этой стимуляции человек видит фосфены яркие вспышки, из которых складываются изображения.

Конструкция и схема работы системы ELVIS

Конечно, эта технология не способна полностью восстановить зрение. Человек с нейроимплантом не сможет читать книги и смотреть фильмы, но хотя бы будет иметь возможность самостоятельно ходить, не сталкиваясь с предметами и людьми. Еще одним важным фактором является то, что система будет эффективна только для людей, которые имеют приобретенную слепоту необходимо, чтобы человек имел опыт зрячей жизни.

Устройство не делает зрение идеальным, но позволяет видеть очертания предметов

Ссылки на интересные статьи, смешные мемы и много другой интересной информации можно найти на нашем телеграм-канале. Подпишитесь!

Технология станет доступна людям только спустя несколько лет и, скорее всего, будет очень дорогой. Однако, через несколько десятков лет, мы наверняка будет жить в мире настоящего киберпанка, в котором люди хотя бы немного, но являются роботами. Одной из главных компаний, которая занимается созданием людей-киборгов, может стать Neuralink под руководством Илона Маска. Ведь на данный момент именно она разрабатывает технологию по внедрению чипов в головной мозг и соединения разума человека с компьютером. Недавно компания намекнула на то, что уже готова начать проводить испытания на людях.

Последние комментарии