Блуждающий нерв. Страница 13
3230
@dtulinov
Исследования мозга, нейротехнологии, генная инженерия и др. смежные темы -- что происходит в этой области. Ссылки на научные источники.
-
Блуждающий нерв
Канал продолжаю. Мне легче, чем миллионам людей сейчас, но я не находил сил и не считал уместным предлагать вам подумать, к примеру, о наномедицине или органоидах. Я давно пишу об исследованиях, как умом и напряжением сил люди познают сложный и восхитительно устроенный мир. Человечество может гордиться тем, до каких глубин и абстракций уже удалось докопаться, и жутко интересно, куда приведет этот путь. Вот о чем канал, в сущности. События и трагедии последних дней плотно прибивают к земле, меняют приоритеты, возвращают от абстракций к конкретике, к реальности здесь и сейчас (вовсе не виртуальной или дополненной). Другое становится важным. И мы видим вещи, которыми человечество гордиться не может. На канал меня вернули два соображения. Первое. Угроза железного занавеса, опускаемого с двух сторон. Если рано или поздно он отсечет нас от мировой науки, то оставшееся время нужно ценить как никогда. Второе. Это нужно мне лично – чтобы сохранять точку опоры. Пока же предлагаю взглянуть съемки знаменитого эксперимента Стэнли Милгрэма 1962 г, где видно, с какой легкостью обычный человек может причинять боль другому, если ответственность за это берет на себя руководитель. Статья Милгрэма “Поведенческое исследование послушания” вышла в 1963-м. -
Блуждающий нерв
NY Times пишет про книгу Томаса Инсела, крупной фигуры в американской медицине. Он 13 лет руководил Национальным институтом психического здоровья (NIMH) с годовым бюджетом свыше $1 млрд, и теперь с горечью признается: исследования и научные открытия не обернулись пользой для пациентов. В лечении психических расстройств не случилось прорыва. Став директором NIMH в 2002-м, Инсел резко сместил акцент института с неврологии на нейробиологию и поиск генов. Это казалось перспективным. С тех пор нашли сотни генетических маркеров, но картина заболеваний не стала яснее, а статистика психического здоровья населения даже ухудшилась. Так он узнал, что копаться в биохимических дебрях можно неограниченно долго, особенно если ключевого медиатора, гена или рецептора, на самом деле, нет. И что создать метод лечения и применять его в системе здравоохранения – далеко не одно и то же. У Инсела имеются мысли «как все исправить»: не только лекарства, но и социальные изменения, обустройство среды, иной подход к психическому здоровью и иное целеполагание. Вот свежее часовое видео, где он поясняет главные идеи книги (вышла вчера). Впрочем, вряд ли он сможет поколебать глобальную ставку на геномику, слишком уж удобна она для технологий анализа данных. Ноль эффекта в сфере психического здоровья на фоне прогресса в нейронауке и технологиях — это печально, но и не должно чересчур удивлять. Нейробиологи знают гораздо больше о мозге мыши, нежели о мозге человека — по независящим от них причинам. Каждую неделю я вижу статьи, где ученые и инженеры достигают высот искусства, отслеживая и стимулируя клетки восхитительно хитроумным способом, но что с того, если к людям это не приложить. Нейронаука рано или поздно найдет эффективные модели, но покамест наиболее осмысленные вопросы и ответы находятся на уровне, где работают неврологи и психиатры. -
Блуждающий нерв
В России отечественный зрительный протез пока испытывают на обезьянах, чип помещают не в глаз, а прямо в кору головного мозга. О нейроимплантате ELVIS пишет, например, Медуза, см. недавний материал с картинками и пояснениями разработчиков. При деградации сетчатки возможен и альтернативный путь вернуть зрение, он не требует вживления имплантов, лишь инъекции светочувствительных рецепторов. О первом успешном эксперименте, проведенном во Франции, сообщили в прошлом году. Заодно вовсе экзотический способ, зрение через язык, используя сенсорное замещение. Мое интервью с Ю.П. Даниловым, разработчиком BrainPort, случилось больше 10 лет назад. Но там он очень подробно все рассказал, и для меня это один из самых вдохновляющих разговоров вообще. P.S. Для всех имеющихся подходов речь всегда о рудиментарном зрении, человек видит очертания, пятна, тени, это не зрение в принятом для нас смысле. Скорее, его замена чем-то другим. Это не значит, что мы обречены, со стороны биологии нет запрета на восстановление сигналов. Просто сейчас наши технологии все еще чересчур грубы, а знания зачаточны. -
Реклама
-
Блуждающий нерв
IEEE Spectrum пишет о незавидной участи слепых людей, кто решился поставить себе бионический глаз, зрительный имплант сетчатки от компании Second Sight. Компания обанкротилась, прекратила выпуск и обслуживание продукта, и теперь свыше 350 “киборгов” ждут, пока их система выйдет из строя и они останутся с бесполезной электроникой в голове. У некоторых бионические глаза уже отключились. Хлоп, и женщина погрузилась во тьму прямо на станции метро. Вы наверняка слышали про систему Argus, все десятые это была громкая вдохновляющая история про инновации и прозревших слепых. Теперь же это поучительная история о том, как важно учитывать жизненный цикл технологии. За ссылку спасибо @aTimei. Подобное случается и с киборгами, которые согласились вставить матрицу себе в мозг. В лаборатории пациент управляет техникой силой мысли, дома имплант бесполезен, а затем грант на исследования заканчивается. Человек далее просто живет с розеткой в черепе. Можно называть это ценой за прогресс, но эти пациенты, пионеры и первопроходцы, настоящие герои, о которых редко упоминают в таком ключе. Именно благодаря им продвигается разработка бионических протезов, они рискуют своим и без того хрупким здоровьем, и это надо ценить. -
Блуждающий нерв
Разгорается скандал вокруг Neuralink Илона Маска. В апреле 2021 мы все смотрели видео с обезьяной, играющей силой мысли на компьютере; сегодня компания готовится к испытаниям на людях. На этом фоне Комитет врачей за ответственную медицину (PCRM) подал жалобу в Министерство сельского хозяйства США, утверждая, что Neuralink и UC Davis нарушили утвержденный протокол эксперимента и Закон о защите животных. «Записи из Калифорнийского университета показывают, что все обезьяны, которым вставили в голову аппаратуру, страдали от серьезных истощений — их имплантаты были заражены; у нескольких были судороги; некоторые из них умерли в течение нескольких дней…». Обезьяны «испытывали сильные страдания в результате ненадлежащего ухода за животными и из-за высокоинвазивных имплантатов в голове». Полный текст обращения в USDA см. здесь. Там в подробностях описаны нарушения по каждой обезьяне. Потеря веса и волос, понос с кровью, депрессия, инфекции, накачивание животных антибиотиками и антидепрессантами и т.п. Как говорится, stay tuned. Между тем Макс Ходак, со-основатель Neuralink, покинувший компанию год назад, примерно когда все смотрели то демонстрационное видео, объявил на днях, что дырки в черепе это слишком рискованно и не очень перспективно, поэтому он инвестирует в компанию Synchron, продвигающей кардинально иной подход к нейроинтерфейсам. Я ранее уже писал про Synchron и их технологию стента, вводимого в мозг по кровеносным сосудам — они продвинулись дальше Маска, т.к. уже идут клинические испытания на людях, и довольно успешно. Стентрод в сосуде тоже далеко не идеальное решение, но во многих случаях намного предпочтительнее отверстий в голове. -
Блуждающий нерв
Простой эксперимент показывает, что мозг хранит память о воспалении, случившемся где-нибудь в брюшной полости, и позже эту память в мозге можно включить, вызвав воспаление снова. Казалось бы, где мозг и где брюшная полость, но у мышей колит и перитонит активирует группу нейронов в инсулярной коре. Авторы статьи в Cell отследили эту группу, вылечили воспаление, а затем с помощью хемогенетики реактивировали те самые клетки. И воспаление вернулось. То есть кора содержит репрезентации иммунных ответов и может их извлекать тем же путем, что и воспоминания иного рода вроде пройденного маршрута, памяти о еде, боли или виденных лицах. Как и любые воспоминания вообще. Схема едина. Это усложняет наше понимание иммунной системы, но и дает новые идеи о ее регуляции через воздействие на нервную систему. 
-
Блуждающий нерв
Иллюстрация концепции PiMS. Лодка подошла к развилке между «здоровым» и «больным» состояниями, психику ждет бифуркация. Исход зависит от многих факторов, от генетических до социальных, роль которых пока не вполне ясна. Символы «5-НТ2А» на лодке обозначают ключевой серотониновый рецептор, он опосредует возникновение переломных психических состояний. Для простоты «здоровье» и «болезнь» представлены как дискретные бинарные состояния, но авторы подчеркивают, что это чрезмерное упрощение и что возможны и смешанные признаки. Например, симптомы, посттравматического стрессового расстройства и духовного роста могут сосуществовать или «кувыркаться» после травматического эпизода. 
-
Блуждающий нерв
Духовный рост есть обратная сторона психоза, как сообщает нам крайне любопытная концепция «переломных психических состояний» (pivotal mental states, PiMS). Психика способна изменяться внезапно, радикально и дискретно — такая трансформация порой случается после сильных переживаний. Человек либо сходит с ума, либо перерождается, становясь «просветленным». Согласно концепции, в основе драматических переходов лежат одни и те же общие нейробиологические процессы, независимо от того, завершаются они позитивно или негативно, а грань между т.н. просветлением и психозом достаточно зыбкая. В обоих случаях острый стресс включает особый режим работы мозга, усиливаются чувствительность и пластичность коры — это адаптация, чтобы резко повысить обучаемость и подтолкнуть радикальные изменения в психике. Такой режим авторы называют PiMS. И как часто случается с эволюционными адаптациями, за выигрыш в скорости и амплитуде изменений приходится расплачиваться риском загнать психику с нормального пути в кювет, откуда уже не выбраться. Здесь можно найти аналогию в модели эпигенетического ландшафта Уоддингтона либо в понятии критического режима (criticality), но главное, речь идет о траекториях и бифуркациях, и это полезный способ думать о мозге. Авторы связывают PiMS с активацией системы рецепторов серотонина, что похоже на эффекты приема психоделиков. Таким образом, проверять концепцию можно через вызов измененных состояний сознания и через применение психоделической терапии, ориентированной на PiMS. Пересказ всех идей вокруг PiMS занял бы много места, поэтому рекомендую читать саму статью в Journal of Psychopharmacology, она написана ясным языком и полна ценных наблюдений. Или свежее эссе одного из авторов, где все изложено гораздо короче и проще. Плюс небольшой обзор по психоделикам, тоже недавний. -
Блуждающий нерв
Примеры тупиковых решений, которые подпадают под этические рамки, изложенные в докладе. 
-
Блуждающий нерв
Участники BRAIN Initiative — ученые, что заняты инвазивными исследованиями, как на фото выше, когда людям буквально сверлят дырки в черепе и вводят в ткань мозга электронику — на днях представили доклад, где призывают уточнить, вернее ужесточить этические рамки для внутричерепных операций. Доклад вышел в журнале Neuron. Объемный текст, но разбор полетов полезный. Авторы настаивают: научные соображения не должны влиять на клинические решения. Ученых часто преследует соблазн использовать вводимые электроды не только для пользы пациента, но заодно и для научных экспериментов — выбор зоны мозга влияет на то, какие данные могут быть собраны. Вот этот “исследовательский зуд” нужно тщательно фильтровать. Второй момент, блеск и нищета «двойного согласия», когда врач, который одновременно и исследователь, приглашает пациента принять участие. Пациент полагается на врача как на того, кто отвечает за лечение, и может неверно истолковать суть исследования как имеющее терапевтическую пользу. Доверие или чувство долга пациента могут перекрыть рациональные доводы. Здесь тоже следует строго отделять одно от другого. В тексте более глубокий анализ, рекомендую. О докладе пишет и журнал Science, более кратко и популярно. Я же могу отметить, в очередной раз, что дырки в черепе — путь на сегодня вынужденный, но в перспективе тупиковый. Поэтому развитию менее инвазивных технологий будем и впредь уделять особое внимание. -
Блуждающий нерв
Роберт Хмелевски (Robert “Buz” Chmielewski), киборг с шестью (!) имплантами в черепе, одновременно управляет парой роботизированных конечностей силой мысли. В юности, после неудачного серфинга, он стал инвалидом, а спустя 30 лет его пригласили в Университет Джона Хопкинса для участия в уникальном исследовании. Три зонда в его сенсомоторной коре отправляют сигналы в мозг, позволяя ему получать тактильную информацию от роботов. Точно так же он мог ощупывать и осязать виртуальные объекты, используя гарнитуру Microsoft HoloLens – качество, которого нет у здоровых людей. 
-
Блуждающий нерв
В Science пишут, что по набору ходов шахматных партий обученный ИИ может указать, кто их делал. То есть деанонимизировать игрока. Каждый шахматист, даже любитель, имеет свой уникальный почерк игры, и нейросеть способна его выявить. В более общем виде, личность идентифицируется по присущему ей стилю принятия решений. Следствия тут глубокие. Если, чтобы запутать следы, можно еще исказить почерк или голос, то изменить стиль принятия решений это все равно что изменить свою психику. Так что, если вы проявляете себя в мире как мыслящий субъект, машина поймает тончайшие паттерны вашего мышления и по ним вас вычислит. Автор заметки в Science здесь останавливается и не развивает тему дальше. Но тема достойна, чтобы ее развить. Ведь если ИИ считывает стиль, то он же и способен его имитировать. Генеративные сети уже говорят голосом известных людей, воспроизводя их мимику (см. Сальвадор Дали приглашает на свою же выставку). Воспроизвести стиль принятия решений – задача того же класса, и она будет решена. Здесь весьма кстати недавняя статья в Nature Machine Intelligence про “персонажей, создаваемых ИИ”. Речь в статье о том, что синтезированные лица и голоса становятся все более реалистичными, и “мы предвидим, что генеративные медиа станут важной частью постоянно растущего ландшафта взаимодействия человека и ИИ”. Все это полезно проецировать на метавселенную, рассматривая возможные сценарии. С одной стороны, чем больше времени пользователь проводит в сети, тем проще его идентифицировать по цифровому следу, и никакие vpn не помогут. С другой, боты-имитаторы могут “наследить” в стиле конкретного пользователя, и такая услуга может пользоваться спросом. Однако куда важнее факт заселения цифровых миров синтезированными персонажами. Это не только имитации, но и заново сгенерированные “пользователи”, уникальные по набору качеств. Поскольку их можно генерировать почти в неограниченных объемах, сложиться может так, что живые люди чаще будут взаимодействовать не с живыми людьми, а с ИИ. Гораздо чаще. Как это повлияет на психику, включая стиль принятия решений? – сказать из сегодня нельзя. Но, возвращаясь к шахматам, оставлю вас с одним наблюдением Гарри Каспарова. Он замечает, что теперь дети учатся игре не по книгам, а во взаимодействии с шахматными движками, и от этого страдает глубина понимания игры. Как следствие “сегодня игра человека все больше похожа на игру компьютера”. -
Блуждающий нерв
А вот и видео операции с кадрами бьющегося сердца прямо в груди пациента -
Блуждающий нерв
Дэвиду Беннету, 57-летнему пациенту с неизлечимой болезнью сердца, пересадили сердце генетически модифицированной свиньи. Операция шла восемь часов, ее провели 7 января в Медицинском центре Университета Мэриленда. По медицинским соображениям Беннет не мог претендовать на сердце от человека, и он решился на первую в мире пересадку от свиньи. В канун Нового года FDA дало экстренное разрешение на проведение процедуры. Пока орган работает нормально, Беннет жив, но ближайшие дни/недели будут определяющими. В животном-доноре модифицированы сразу десять генов. Об этом пишет NY Times. Четыре гена нокаутированы, включая один, который кодирует молекулу, вызывающую агрессивную реакцию отторжения у человека. Ген роста также был инактивирован, чтобы предотвратить дальнейший рост сердца свиньи после имплантации. Кроме того, в геном свиньи вставлены шесть человеческих генов, чтобы сделать свиные органы более переносимыми для иммунной системы человека. В октябре 2021 года была громкая новость про свиную почку, которую подключили к женщине с умершим мозгом. На этот раз живой пациент, и остается надеяться, что ему выпал счастливый билет. В случае успеха операция не только продлит ему жизнь, но и сильно продвинет ксенотрансплантологию, а тысячи пациентов обретут надежду. Сейчас за донорскими органами длинная очередь, шанс точно будет не у всех, а развитие реанимационной медицины, размывающей границы между живым и мертвым, делает само донорство еще более проблематичным в будущем. Органы от свиней решают проблему радикально. Если подход сработает, конечно. -
Блуждающий нерв
В инженерной биологии возникает все больше инструментов, чтобы управлять клеточными и внутриклеточными процессами дистанционно, с высокой точностью в пространстве и во времени. По сути, это мечта биологов-инженеров. Например, есть генетически кодируемые белковые пузырьки, которые схлопываются под воздействием низкочастотного ультразвука. Пузырьки можно прицельно направить в раковые клетки и взорвать их изнутри, ведь ультразвук хорошо проникает в ткани. Или заполнить пузырьки лекарством, высвобождая его в нужном месте по команде. Еще интереснее управлять функциями РНК с помощью света. Ученые создали белок, который связывается с определенной РНК в ответ на облучение синим. Это позволяет оптогенетически контролировать сплайсинг и трансляцию в живых клетках. Тот же белок применительно к CRISPR-Cas позволяет управлять транскрипцией. Да почти любую активность РНК можно подвязать к световому лучу. Это лишь два свежих примера, важнее видеть тренд. Могут быть разные белки, реагирующие на разные длины волн и виды излучений. Могут быть наночастицы с теми же свойствами. Это обещает богатую оркестровку взаимодействий биомолекул, включая и выход за пределы обычных “живых” схем. Последнее особенно ценно с т.з. пространства синтетических организмов будущего [о чем я уже писал здесь не раз]. -
Реклама
-
Блуждающий нерв
Умер E.O.Wilson, позавчера. Ученый, изменивший эволюционную биологию и дважды получивший Пулитцеровскую премию. Конечно, 92 года, и он многих пережил – давно удивлялся его форме, ведь до недавнего времени он еще выпускал книги. Летом скончался Левонтин, а теперь следом его многолетний оппонент, Уилсон. Наследие Уилсона в виде статей и книг огромно, см. очерк Карла Циммера в NYTimes, но я лично никогда не забуду, как Уилсон в ответ на хамскую рецензию приложил Докинза: “He’s confused. Richard Dawkins is a good man, but he does not publish in peer reviewed journals and has not really examined the basic theory.” Они не сошлись в оценке роли группового отбора. Подробнее этот эпизод я изложил тогда же, в 2012-м еще в жж. Кому-то покажется пустяком, но на кону стояла репутация обоих. Жаль, но нынче таких фигур и битв уже не бывает. 
-
Блуждающий нерв
Сканы фМРТ плода человека. Цветом (с двух углов зрения) указаны области мозга, синхрония между которыми растет между 20 и 40 неделями беременности. Сканирование мозга плода могло бы помочь отследить аномалии развития еще на ранних стадиях, для чего желательно накопить большой архив таких снимков, но это проще сказать, чем сделать. 
-
Блуждающий нерв
Через несколько часов с площадки во Французской Гвиане унесется в космос «Джеймс Уэбб», уникальный и сложнейший аппарат, на разработку которого ушло свыше $10 млрд и три десятилетия. Мы привыкли, что снимки далеких галактик присылает нам «Хаббл», но у нового телескопа зеркало почти в три раза больше и смотреть он будет в ИК-диапазоне — заглянет в период прошлого, когда первые звезды осветили Вселенную. Очень сложная конструкция с раскладным зеркалом и защитным экраном, требующая идеальной точности настроек. Уэбб повиснет в точке Лагранжа в 1.5 млн км от Земли, к июню должен быть готов к работе. Для астрономов всего мира грандиозное событие. А для нас еще один повод отдать должное разуму человеческому. Иногда он пронзает пространство и время, а не только создает бомбу и тик-ток. 
