Исследования мозга и личности, перспективы эмуляции сознания. Июнь 2019

В ежемесячном обзоре экспертной группы проекта Технологии Долголетия мы постарались собрать наиболее значимые открытия в области исследований мозга и личности и перспектив эмуляции сознания. В обзор регулярно включаются работы по нейропротезированию и нейрореабилитации, новые методики картирования мозга, работы, посвященные машинному обучению в нейронауке, успехам в применении и разработке нейроимплантов и зондов, выращивании органоидов мозга.

С большим вниманием мы следим за международными проектами по картированию и исследованиям мозга, запущенным в США, Европе, Японии и Китае

Пересмотр дорожной карты эмуляции активности всего мозга

Фонд Carboncopies провел воркшок на тему пересмотра дорожной карты эмуляции активности всего мозга (WBE). В 2008 году Институт будущего человечества Оксфордского университета опубликовал программный документ по результатам первого семинара по теме WBE. Документ описывал научные и технические проблемы, связанные с получением данных, моделированием, эмуляцией и оценкой сроков разработки.
Многое изменилось в период с 2008 по 2019 годы. В рамках подготовки к пересмотру дорожной карты, собрались авторы документа, сторонники WBE и обсудили детали предстоящей работы.

Carboncopies

Нервная система круглого червя может передавать информацию через поколения

Исследователи из Тель-Авивского университета, установили молекулярный механизм, который передает эпигенетическую информацию от нейронов червей нематод зародышевым клеткам, и таким образом влияет на поведение потомков червя на несколько поколений вперед. Нервная система нематоды синтезирует небольшие молекулы РНК, которые участвуют в работе обоняния и эффективном поиске пищи. Ученые отключили синтез у первого поколения червей и они стали демонстрировать дефектное поведение при поиске пищи. Далее, у следующего поколения синтез РНК был восстановлен, восстановилось и пищевое поведение, и самое удивительное, оно восстановилось на несколько поколений вперед.
“Эти результаты противоречат одной из основных догм современной биологии. Долгое время считалось, что деятельность мозга не может влиять на судьбу потомства. Барьер Вейсмана, также известный как Второй закон биологии, утверждает, что унаследованная информация в зародышевой линии должна быть изолирована от воздействий окружающей среды” – говорит профессор Решави, руководитель исследования.

Neurosciencenews

Новая модель нервной системы C. elegans

Новости коннектомики. Ученые из Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна создали наиболее полную на данный момент модель нервной системы круглого червя Caenorhabditis elegans, используемого учеными всего мира в качестве модельного организма.
Первая карта нервной системы C. elegans была опубликована в 1986 году, на основе 5000 электронных микрофотографий поперечных срезов червя. Следующим проектом на эту тему стал OpenWorm, в котором снимки оцифровали, создали цифровую же экосистему для червя и запустили компьютерную модель. C.elegans мог перемещаться в пространстве и демонстрировал элементы полового поведения.
В нынешнем исследовании созданы модели обоих полов. Модель включает в себя все связи между отдельными нейронами, соединения нейронов с мышцами и другими тканями.

Phys.org

База данных типов клеток

В Институте Аллена было проведено сравнительное исследование по определению новых типов клеток в зрительной коре мозга мыши. Профиль типов нейронов выделялся на основе двух важных характеристик клетки: морфологии и электрической активности.
Исследователи проанализировали электрическую активность около 2000 нейронов и морфологию почти 500 клеток, выделив несколько десятков кандидатов на роль новых “типов” нейронов. Далее эти данные сравнили с прошлогодним исследованием, где клетки сравнивались на признаку того, какие гены в них экспрессирются. Мы писали об этом в октябре прошлого года.“Если взглянуть на это с точки зрения периодической таблицы химических элементов, то мы видим, что элементы могут быть описаны и отсортированы различными способами: по массе, их химическим свойствам, являются ли они металлами и т.д. Нейробиологи сталкиваются с подобной проблемой. У нейрона есть много различных уникальных свойств, которые отличают его от других типов нейронов: его форма, его поведение, уникальный набор генов, которые он включает, его местоположение в мозге, другие типы клеток, с которыми он взаимодействует” – говорит профессор Хонгкуй Цзэн, ведущий автор исследования.

Allen Institute

Самообучающийся нейрокомпьютерный интерфейс

Исследователи из Университета в Хьюстоне предложили модель нейроинтерфейса, который обучается на паттернах активности мозга, связанных с целеполаганием и вознаграждением. Таким образом, не потребуется “жесткое” программирование возможностей устройства, протез будут чувствовать, что пользователь хочет сделать, например, взять стакан. В задачах, которые требовали отсутствия движения, пассивного наблюдения, модель распознавала намерение, потому что паттерн нейронной активности напоминал таковой во время движения. Авторы говорят о том, что это возможно благодаря зеркальным нейронам, которые активируются не только в случае движения, но и при наблюдении за ним.

Eneuro

Полидактилия и пластичность мозга

Ученые из Фрайбургского университета провели исследование пациентов с полидактилией, с целью выявить способность человеческого мозга справляться со сложностью при управлении дополнительными конечностями. Исследование состояло из решения моторных задач испытуемым и проведением МРТ его мозга.
Результаты показали, что активность дополнительного пальца имеет свою локализацию в коре головного мозга, управляется выделенными нервами и мышцами. Испытуемые смогли выполнит все предложенные задания, более того они могли выполнять только одной рукой задачи, обычно требующие двух рук. Эти результаты демонстрируют, способность мозга адаптироваться и контролировать “тело” с большим числом степеней свободы, что лежит в основе раработок экзо-протезов, расширяющих возможности человеческого тела.

Nature

Эмоциональная оценка воображаемых сцен влияет на оценку реальных объектов

К подобному выводу пришли исследователи из Германии. Испытуемым было предложено составить список из приятных и неприятных им людей, а также список нейтральных физических пространств. Далее, находясь в томографе их просили вообразить встречу с кем-то из “хороших и плохих” людей в нейтральном пространстве. После некоторого перерыва, пациентов просили вновь вспомнить о нейтральных местах – результат анализа данных МРТ показал, что отношения к пространству приобрели эмоциональную оценку. Решение об оценке принимается в вентромедиальной префронтальной коре(ventromedial prefrontal cortex), которая связана с риском обработки, страхом, принятием решений и оценкой морали. Эта область собирает эмоциональную информацию из всего мозга, вне зависимости от того, с воображением или реальностью в данный момент имеет дело человек.

Sciencealert

Автор: Екатерина Шахбазян

Перепечатка разрешается при сохранении ссылок на источник публикации: https://rlegroup.net/2019/07/07/2434/

Источник: m.vk.com

Комментарии: