Блуждающий нерв. Страница 4
3230
@dtulinov
Исследования мозга, нейротехнологии, генная инженерия и др. смежные темы -- что происходит в этой области. Ссылки на научные источники.
-
Блуждающий нерв
Андрей Вышедский, нейробиолог из Бостонского университета, написал о том, откуда у нас способность к воображению. Он увязывает ее с переходом к ночному образу жизни первых млекопитающих — у них развилась особая форма памяти. Она объединила неокортекс, энторинальную кору и гиппокамп. У млеков появилась R.E.M. стадия сна, и Вышедский называет сновидение формой воображения, только спонтанного. У людей же возникла способность включать воображение по желанию, с целью. То есть мы умеем в префронтальный синтез, и обрели мы его, судя по артефактам, где-то 65 тысяч лет назад. Оговорка: имеется в виду умение вообразить что-то ранее невиданное, невозможное, сочетать несочетаемое. Вышедский говорит о “представить себя едущим по небу на велосипеде”, а я когда-то давно в заметке “Могут ли животные творить?” предлагал обезьяне вообразить кентавра. По сути, стихийное сделалось произвольным. Ремарка уже от себя: Вероятно, более сильный сознательный контроль — это ключевое отличие Homo sapiens, выделившее нас из животного мира. Способность думать сложные мысли, уже следствие. -
Блуждающий нерв
Антроботы — следующий шаг после ксеноботов. На этот раз Левин взял не клетки лягушки, а клетки из трахеи взрослого человека. Из них он вырастил органоиды, которые могут перемещаться за счет ресничек на поверхности, как и ранее ксеноботы. Но обнаружилось еще кое-что: антроботы способствуют регенерации нервной ткани. Если разрезать слой нейронов и поперек разреза положить ботов, то на третий день в этом месте прорастает “мост” (см. картинку). «Антроботы демонстрируют весьма удивительное поведение, учитывая их происхождение из эпителия дыхательных путей: они могут пересекать раны в (человеческой) нервной ткани и вызывать их заживление. Можно представить себе многочисленные применения таких живых машин in vitro и in vivo, особенно потому, что теперь их можно делать из собственных клеток пациента». Да, это пока далеко от практики, скорее, часть большой исследовательской программы. Речь глобально не о заживлении ран, а об управлении развитием и поведением живых/гибридных машин, т.е. цель масштабнее и серьезнее. 
-
Блуждающий нерв
“Психические состояния могут оказывать глубокое влияние на то, как сильно мы заболеваем и насколько успешно выздоравливаем. Выяснение того, как это происходит, позволит врачам использовать власть разума над телом”. Nature про растущее поле исследований, где изучают связь между нервной и иммунной системами. Одна из главных [отдаленных] целей — лечить рак стимуляцией мозга. 🧠 Хотя ставки тут реально выше: если будут поняты принципы и механизмы, то помимо рака в фокусе окажется целый спектр заболеваний. Причем чаще будут подключать даже не мозг, а периферию, и вероятная главная мишень — блуждающий нерв. [отсюда, к слову, и выбор названия для данного канала] "Scientists are deciphering how the brain choreographs immune responses, hoping to find treatments for a range of diseases". Сама эта тема огромна — в небольшой заметке ее не раскрыть, но как текущий срез вполне. Чуть полнее рассказано в обзоре по электроцевтике, который я сделал в конце 2019. Да, с тех пор прибавилось новых работ, но вся логика по-прежнему в силе, и она, как видно, только укрепляется. -
Реклама
-
Блуждающий нерв
Первая картинка сравнивает введение в мозг электрода vs. впрыскивание геля. Вторая объясняет принцип изгибания кабеля, а на третьей разные фигуры, которые можно “чертить” кончиком кабеля внутри организма. 
-
Блуждающий нерв
Вижу много разных инноваций в нейротехнологиях. Пишу теперь о них реже, стараюсь этим не грузить, но порой сами решения остроумны, или чем-то не обычны, и хочется поделиться, отдать должное. Ниже несколько свежих примеров. Изготовление биоэлектроники непосредственно внутри организма. В новом номере Science авторы говорят: не надо вводить в мозг электрод, пусть он создается уже в мозге. Они изобрели специальный гель — если его впрыснуть в ткань, он превратится в гибкий токопроводящий полимер. Гель не травмирует клетки, просто обтекает их, и так возникает конструкция, которая им не мешает. Это лишь первые эксперименты, тут лучше оценивать саму идею сборки in vivo (вот более ранний пример, но он сложнее). Идея будет набирать силу, любую живую ткань можно так превратить в электронную материю, а сама электроника будет все больше походить на ткань. Агентные материалы, гибриды, размытие границ между биологией и технологией — это все сюда. Волокна-роботы для высокоточной хирургии. Более практичная вещь. Тонкий кабель тянут в труднодоступные места организма. Скажем, ради диагностики, терапии, визуализации или манипуляции с клетками там на месте. Авторы препринта придумали, как управлять кончиком кабеля, чтобы тот мог двигаться в стороны, опять же, внутри организма. Никаких тебе моторов, просто подают слабый ток, одна сторона кабеля чуть расширяется, и тот изгибается в противоположную сторону. Так можно даже “рисовать” кончиком разные фигуры и спирали — например, чтобы получать снимки внутренностей с гораздо большим обзором. Решение простое и элегантное, внутри кабеля проводящие ток нити, а на кончик можно поместить что угодно, хоть лазер. Таблетки, которые выявляют желудочные корреляты эмоций. Как видно, в подборке сплошь “проникающие” технологии. Зато таблетки — самые безобидные. Как пишут авторы еще одной работы, они попросили здоровых мужчин проглотить таблетку, которая измеряла pH, давление и температуру желудочно-кишечного тракта, пока испытуемые смотрели видеоклипы, вызывающие страх, отвращение, печаль или счастье. Оказалось, чем более кислым был pH, тем больше участники сообщали о чувствах отвращения и страха; чем менее кислым был pH, тем больше они сообщали о счастье. Авторы делают вывод, что состояние ЖКТ непосредственно влияет на рождение тех или иных эмоций, а умные капсулы для приема внутрь — это годный путь для изучения физиологии эмоций. P.S. Про подсаживание органоида человека в мозг крыс немного подробнее написал в Reminder, плюс там еще про два исследования на тему LLM, о которых здесь не упоминал. -
Блуждающий нерв
В Google Research тренируют роботов, подмешивая в их зрение VR. Очень удобно: не нужно двигать столы и шкафы, менять освещение, подкладывать предметы. Робот настоящий в физическом мире, но обстановку видит всякий раз разную. Все это рисует генеративный ИИ по желанию разработчиков. Обучение улучшается и ускоряется. Microsoft идет дальше и показывает, как с помощью ChatGPT можно роботов проектировать. Человек просто пишет на естественном языке, какой робот нужен, и LLM генерит код под этот запрос. Если робот в испытаниях делает не то, человек жалуется ChatGPT, описывая проблему, и бот корректирует код. Так что LLMs станут интерфейсом между обычными людьми и сложной техникой. От людей требуется обратная связь — оценить “хорошо/плохо”, а разработку и обучение берет на себя ИИ. Скоро каждый сможет создавать себе персональных роботов, даже не разбираясь особо в робототехнике. -
Блуждающий нерв
The New Yorker рассказывает о том, почему результаты на лабораторных животных зачастую не подтверждаются затем в клинических исследованиях. Не только потому, что мыши — не люди. Все еще сложнее: исход опытов может зависеть от неуловимых деталей, от освещения, расположения клеток и, например, присутствия конкретных сотрудников. И чрезвычайно трудно все это учесть. «Люди на собраниях в течение ряда лет шептались об этом», — сказал мне Могил. В серии последующих экспериментов его команда наблюдала меньше «болевых ощущений», когда рядом находился мужчина или даже футболка, которую носил мужчина. Могил обнаружил, что во всех его экспериментах мыши демонстрировали более высокий болевой порог, когда с ними обращались сотрудники-мужчины. Если это так, то исследования на животных обезболивающих или лекарств с болевыми побочными эффектами могут содержать систематические ошибки просто из-за состава персонала лаборатории». Некоторые ученые уже ставят под вопрос саму идею проверять что-то на животных, обитающих в искусственной среде, и переносить выводы на нас, видящих солнце и вдыхающих воздух после дождя. Лаборатория — не реальный мир. Это подразумевает иную микрофлору, иную иммунную систему и иные реакции организма. В итоге, тратится масса сил, времени и денег впустую. Буквально, мусор на входе, мусор на выходе. Однако наука вся стоит на этой идее, и пока не ясно, что могло бы ее заменить [автор The New Yorker приводит в пример ученых, которые выпускают своих мышей на прогулку]. P.S. Могил из отрывка выше — это Jeffrey Mogil, профессор в McGill University, крупный эксперт по генетике и нейробиологии боли. Я хотел было найти статью, где он пишет о том парадоксе с мышами, но у него так много публикаций, что я пас. Зато наткнулся на статью, где он оспаривает тезис “мыши — не люди”. Могил утверждает, что грызуны не так уж сильно отличаются от студентов: накапливаются свидетельства, что грызуны способны к любому набору способностей и качеств, которые раньше считались исключительной прерогативой человека, включая метакогницию, эмпатию и даже личность. Mogil, J. S. (2019). Mice are people too: Increasing evidence for cognitive, emotional and social capabilities in laboratory rodents. Canadian Psychology. doi: 10.1037/cap0000166 Или вот еще лекция, которую он прочитал в 2022 году на San Diego Pain Summit. Про исследования боли у людей и животных и проблемы трансляции в клинику. "Pain In Mice and Men: Ironic Adventures In Translation" by Dr. Jeffrey Mogil [Youtube] Боль — это не только физиологический, но и социальный феномен; и тем глубже заходишь в эту тему, тем чудесатее. -
Блуждающий нерв
“Machine Life” Майкл Левин смотрит в будущее, к которому мы не готовы. Небольшой текст, для широкой публики. Это сжатое изложение идей из той самой статьи в Frontiers о размытии границ между машинами и организмами (у нее уже почти 30 тыс. просмотров). Он пишет, что технологии породят сонм биоинженерных конструкций, химер, киборгов и всевозможных гибридных “существ”. «Скоро будет невозможно понять, как относиться к новому существу, используя старые критерии, потому что его негде разместить на привычном древе жизни. [...] Наука будет спрашивать не о том, обладает ли машина разумом, а о том, какого рода и в какой степени — какие инструменты, от паяльника до психотерапии и многих других, оптимально подходят для взаимодействия с этой системой». Хорошая приправа к тексту — его же свежий обзор в Nature Reviews Bioengineering о синтетической морфологии на основе агентных (!) материалов. По сути на ту же тему, но с уклоном в биоинженерию. Изменения здесь не столь стремительны, как в области ML, но они будут столь же масштабны и неотвратимы. -
Блуждающий нерв
Интригующее от MIT & Google Research: массивные модели трансформеры, похожие на LLMs, содержат в скрытых слоях другие модели, как бы меньшие версии самих себя. И обучают их. Только недавно увидел, и это крайне любопытно в контексте пространства состояний психики, множественных личностей, скрытых состояний мозга и т.п. Среди авторов препринта Андреас из MIT CSAIL, о котором я уже упоминал. Он копает в верном направлении, надо бы присмотреться. [кстати, есть видео-обзор на эту работу] -
Блуждающий нерв
В эссе “Super-cooperators” его авторы, психолог Гэри Лупьян и когнитивный философ Энди Кларк, предлагают оригинальный взгляд на нейроинтерфейсы ‘мозг-мозг’. Про Лупьяна я совсем недавно упоминал в связи с обучением LLMs, а Кларк известен концепцией Extended Mind, вместе с Чалмерсом, крутыми статьями и книгами по философии разума/сознания. Лупьян и Кларк сразу рубят надежды тех, кто рассчитывает использовать интерфейсы для обмена мыслями. Это не удастся, поскольку каждый мозг уникален, и одна и та же мысль по-своему отображается в разных мозгах. Так можно выйти лишь на обмен примитивными сигналами, типа да/нет. Сложные мысли напрямую не передать, телепатия невозможна. Но есть иное применение. Они указывают на язык и замечают, что изначально миссия языка — не согласование ментальных представлений, а координация действий между людьми. И вот для этой цели интерфейсы ‘мозг-мозг’ могли бы стать новым каналом, усиливающим взаимную подстройку в совместной активности. 🤝 Язык помог людям сотрудничать, а интерфейсы превратят нас в супер-кооператоров. -
Блуждающий нерв
Органоид мозга человека (зеленый), подсаженный в зрительную кору мозга взрослой крысы. Отлично прижился: человеческие нейроны реагировали на то, что видели крысиные глаза. То есть органоид наладил синаптические связи с окружающей тканью и жил в чужом организме, выполняя роль клеток его зрительной системы. На визуальные стимулы нейроны реагировали избирательно, это не спонтанные активации, а именно отклик на картинку. Проекции от органоида проросли аж до ядер таламуса. В будущем так можно будет "чинить" травмы мозга: вырастить из клеток пациента нервную ткань и подсадить ее взамен поврежденной. Свежая публикация в Cell Stem Cell. 
-
Блуждающий нерв
ChatGPT | Стадия принятия. Nature опубликовал манифест по поводу ChatGPT. В целом мысли там верные, но главное — осознание, что боты пришли всерьез. Ученые будут использовать ChatGPT и его аналоги, при всех неизбежных рисках, и обратной дороги нет. «Мы считаем, что использование этой технологии неизбежно, поэтому запретить ее не получится. Вместо того, чтобы участвовать в бесполезной гонке вооружений между ИИ-чат-ботами и ИИ-детекторами чат-ботов, исследовательское сообщество и издатели должны решить, как использовать LLM честно, прозрачно и порядочно». Пожалуй, это первая внятная реакция изнутри научного сообщества. Ранее преобладало смятение и защитная стойка. Теперь в Nature группа авторов признаёт очевидное и следует принципу: не можешь победить — возглавь. Стоит, конечно, прочесть текст целиком, все важные засечки там сделаны. Вдобавок, «учитывая подрывной (disruptive) потенциал LLM», авторы предлагают запустить широкое международное обсуждение, как науке развиваться дальше. Отмечу их спорный тезис, который вроде не обязателен, но он прямо касается глубины грядущих изменений в науке. «Некоторые утверждают, что поскольку чат-боты просто изучают статистические ассоциации между словами в обучающем наборе, а не понимают их значения, LLM смогут вспоминать и синтезировать только то, что уже сделали люди, но не проявлять человеческие аспекты научного процесса, такие как творческое и концептуальное мышление. Мы утверждаем, что это поспешное предположение, и что будущие ИИ смогут овладеть теми аспектами научного процесса, которые сегодня кажутся недосягаемыми». Это вопрос о том, сможет ли ИИ стать не просто инструментом науки, но и агентом понимания. Готовых ответов здесь нет, а тема все больше занимает умы. Например, см. недавнюю статью в Nature Reviews Physics (да и всю их серию про ИИ, если есть время). Вопрос исключительно важен, от него зависит, кто и в какой степени будет "держателем" научной картины мира. -
Блуждающий нерв
Мы не умеем отращивать заново руки-ноги, ткани и органы, но есть намек, что мы стали чуть ближе к этой мечте. Встречаем новый термин — «морфоцевтика». Он описывает потенциально новый класс лекарств и технологий, которые смогут включать спящие механизмы регенерации в человеке. Они же, как следствие, приблизят нас к решению проблемы рака и старения. Это такая глобальная идея, развиваемая, в первую очередь, Майклом Левиным, который много лет возится с червями и лягушками, тестируя на них биоэлектрическую регуляцию. Год назад он опубликовал статью — лягушка после ампутации отрастила ногу — и тогда же вместе с коллегой они основали Morphoceuticals Inc., стартап по разработке морфоцевтиков. Тот сразу получил инвестиции от биотех-компании Juvenescence Ltd., занимающейся продлением жизни. Я делаю вывод, что Левин, вероятно, продвинулся дальше, чем показано в статье, и уже имеет какие-то эффекты с млекопитающими. Месяц назад он выложил текст Morphoceuticals: perspectives for discovery of drugs targeting anatomical control mechanisms in regenerative medicine, cancer, and aging, где концепция изложена детально, с экспериментами. Ключевое: морфоцевтика, в отличие от фармацевтики, избегает микроуправления, не использует логику классической молекулярной биологии или генетической инженерии. Цель — работать уровнем выше, “рассматривая нижележащую ткань как вычислительного агента, а не как простую динамическую систему. Регенеративная медицина будущего может стоять на плечах двух гигантов: информатики и когнитивной/поведенческой науки”. Рекомендую еще недавнее видео, где Левин рассказывает, как эксперименты привели его к этим идеям: Cell Intelligence in Physiological and Morphological Spaces. -
Блуждающий нерв
По аналогии с FDA, органом регулирования в медицине, демократы Конгресса США намерены создать федеральное агентство, регулирующее искусственный интеллект. Об этом в колонке для NY Times пишет конгрессмен Ted W. Lieu: «Нам нужно специальное агентство для регулирования ИИ. Такое агентство проворнее, чем законодательный процесс, оно укомплектовано экспертами и может отменить свои решения, если допустит ошибку. Создание такого агентства будет трудной и огромной задачей, поскольку ИИ сложен и до сих пор недостаточно хорошо изучен». Новость очевидно “взбодрит” разработчиков, которые сегодня не подконтрольны буквально никому и ваяют модели по своему усмотрению. -
Блуждающий нерв
Новый рекорд речевого BCI из Стэнфорда. Парализованный достиг скорости до 62 слов в минуту, что в 3,4 раза быстрее, чем предыдущий рекорд для любого типа BCI. Для сравнения, скорость естественного разговора где-то 160 слов в минуту. Словом, качественное продвижение. Еще круто, что размер словаря достиг 125 000 слов, этого уже с лихвой хватит для общения. На будущее нужно снизить процент ошибок, он еще великоват. Свежий препринт. -
Реклама
-
Блуждающий нерв
Осьминог vs. ворона: строят ли LLMs модель мира? Еще один пример, атакующий стандартное мнение о LLMs, будто они видят лишь «поверхностную статистику». Авторы из Harvard University показывают, как простое предсказание последовательности может привести к формированию “модели мира”. И именно важно, что “модель мира”, открытая у GPT в их эксперименте, причинно связана с тем, как GPT делает свои прогнозы. Работа представлена на ICLR 2023, препринт был еще в 2022, а вчера первый автор выложил пост с объяснением. Любопытно, что он прибегает к образу вороны, которая наблюдает с подоконника за двумя игроками и так постигает суть игры. Два года назад в том же контексте лингвист Эмили Бендер сравнила LLM c осьминогом, подслушивающим телеграфные сообщения, идущие по подводному кабелю. Замечу, что воображаемые ворона и осьминог, находясь в похожих обстоятельствах и достигая аналогичных результатов (успешной имитации), принципиально различны в том, что они понимают. Осьминог не имеет модели мира, видит лишь корреляции. Позже Бендер отождествила LLM c попугаем🦜. Через эти метафоры она подчеркивает полное отсутствие у ИИ познавательных процессов. По иронии, осьминоги и попугаи весьма умны, а попугаев успешно обучают сложным концепциям, сажая рядом с двумя взаимодействующими людьми, точно как в мысленном примере с вороной. Меня же этот живой уголок в мире бездушных нейросетей все чаще наводит на вопрос о том, почему мы так расположены видеть в ИИ животных. Это уже вопрос не о LLMs, а о нас. -
Блуждающий нерв
Три сестры. У одной с рождения отсутствует левая височная доля, у другой — правая. Третья сестра “нейротипична”, ее мозг цел. Разница между ними очевидна на снимках, но в когнитивных и лингвистических тестах все трое в норме. Я как-то обещал, что Эвелина Федоренко продолжит исследования этой замечательной семьи. Вот, пожалуйста — свежий препринт. 
-
Блуждающий нерв
Юваль Харари недавно записал получасовое видео, настаивая, что вопрос о сознании — это не только вопрос науки, но и политики. Он отождествляет сознание со способностью страдать, что для меня тоже сомнительный ход, но и в целом удивило, что Харари взялся за эту тему. Сознание, как известно, предмет темный, и чем дальше, тем сильнее эта темнота будет отравлять жизнь развитых обществ. Как быть с правами животных, абортами, эвтаназией или статусом якобы сознательных роботов — здесь моральные решения тесно увязаны с умением выяснить состояние сознания. Или отсутствие оного. Пока же научной модели нет, а технологии лишь расширяют серую зону сознания, куда со временем попадут еще органоиды и искусственные организмы. О проблеме серой зоны я писал подробно летом и даже цитировал Грациано. Пока все в силе.