donmigel_62: (кот - учёный)

ТОНКОСТИ ЗРЕНИЯ: КАРТА НЕЙРОНОВ

(видео)
Ученые нанесли на карту нейроны, обеспечивающие зрение мыши и плодовой мухи, и создали трехмерную реконструкцию хитросплетений нервных сетей.
http://www.popmech.ru/images/upload/article/2_1375906450_full.jpg

Три независимых группы исследователей опубликовали свои работы, посвященные изучению части нервной системы, расположенной внутри глаза.

Нейробиологи из Института Макса Планка (Германия) создали объемную модель сетчатки мышиного глаза, построенную по данным сканирования множества тончайших срезов. Усеным потребовалась помощь двухсот студентов, которые потратили более 20 000 часов на обработку изображений.



Исследователи из Медицинского института Говарда Хьюза (США) проанализировали активность нейронов дрозофилы, следящей за движущимся объектом, и выявили нейронные цепи, ответственные за обнаружение движения в определенном направлении – вверх, вниз, направо или налево.

Еще одна группа ученых из Института Макса Планка не только выявила эти нейронные цепи, но и промаркировала вовлеченные в процесс клетки с помощью биологических красителей, которые светятся красным, зеленым, синим или желтым в ответ на стимуляцию светом.
http://www.popmech.ru/images/upload/article/3_1375906449_full.jpg

Хотя объектом исследования были лишь малые области сетчатки животных, исследователи надеются, что их методики могут стать основой более масштабной работы – например, создания атласа нервных связей человеческого мозга.

По сообщению Nature News

donmigel_62: (кот - учёный)
Оригинал взят у [livejournal.com profile] asena в человек человеку томограф
Неочевидная, но важная вещь: наш мозг, в принципе, может всё. Просто мы не умеем им пользоваться. Из полутора килограммов нашего мозга только несколько сантиметров коры, собственно, думают мысли, а вся остальная масса занимается обработкой информации, поступающей из внешней среды и от тела и проходящей в основном мимо сознания, и занимается контролем за телом - и за мыслями, потому что на них влияют эмоции, а на эмоции влияют сотни неосознаваемых сигналов. Вот, и если бы мы могли каким-то образом получить доступ ко всем этим гигантским операционным мощностям, то перед нами открылись бы совершенно фантастические возможности (которыми мы бы злоупотребляли до полного истощения, - видимо, поэтому эволюция такое и не приветствует). Мы могли бы управлять нашим телом, выключая, например, ненужное воспаление или неуместное чувство голода. Мы могли бы полностью отключаться от ненужной информации (скажем, летающей по автомобильному стеклу мухи) и в десять раз более отчетливо воспринимать важную (выскакивающих на дорогу пешеходов). Я уж не говорю о том, что человечество бы навсегда забыло об иррациональном поведении, таком, как тяга к алкоголю, никотину, азартным играм, неподходящим партнерам и т.д. - потому что эти желания отключались бы одним мыслительным поворотом рычажка - если бы мы только умели это делать.

Проблема в том, что у нас нет органов чувств для того, чтобы научиться управлять собственным мозгом. Когда мы учимся какому-то обычному навыку, ну скажем тупо пользоваться клавиатурой, то у нас все время есть обратная связь: сигналы от пальцев, попадающих на клавиши, и сигналы от зрения, оценивающего напечатанное. В соответствии с этим мы корректируем свои действия, пока они не станут автоматическими и идеально выверенными. А вот в управлении мозгом никакой четкой и понятной обратной связи нет - это как если бы мы учились печатать вслепую на клавиатуре, чьи клавиши неразличимы на ощупь, и чей текст никуда не выводится.

Read more... )
donmigel_62: (кот - учёный)

Neurogrid - модель из миллиона искусственных нейронов, которая работает со скоростью мозга

Цифровой мозг


Группа исследователей из Стэнфордского университета разработала и создала устройство под названием Neurogrid. Это устройство является моделью мозга, содержащего миллион искусственных нейронов, которая работает в режиме реального времени со скоростью работы головного мозга живого существа. Конечно, в настоящее время есть и создаются другие модели мозга, насчитывающие несравненно большее количество нейронов и синапсов. Но такие модели требуют для своей работы вычислительной мощности самых быстрых современных компьютеров, но все равно они не могут работать в режиме реального времени.

Одной из самых обширных моделей головного мозга является модель компании IBM, разрабатываемая в рамках программы DARPA SyNAPSE. Эта модель насчитывает 530 миллиардов нейронов, что в несколько раз превышает среднее значение нейронов человеческого мозга, которое составляет порядка 86 миллиардов нейронов. Несмотря на высокую производительность суперкомпьютера Blue Gene/Q Sequoia, на котором производятся расчеты модели, моделирование одной секунды времени работы мозга занимает около двух часов работы суперкомпьютера, что значит, что модель SyNAPSE работает в 1500 раз медленнее реального времени.

Новый "искусственный мозг" Neurogrid является более простой, более дешевой альтернативой суперкомпьютерным моделям. Помимо этого, он является намного более энергосберегающим, ведь для функционирования устройства в целом требуется всего 5 Ватт электрической энергии, что не идет ни в какое сравнение с 8 МВт, требующимися для работы суперкомпьютера Sequoia.

Устройство Neurogrid


Такие поразительные характеристики и возможности устройства Neurogrid стали возможны благодаря использованию 16 специализированных чипов Neurocore, каждый из которых содержит по 65 тысяч искусственных нейронов. Исследователи, использующие Neurogrid, могут настроить 80 индивидуальных параметров для различных групп нейронов, что позволяет им моделировать реальные нейроны различных типов, выполняющие различные функции. Каждый из искусственных нейронов Neurogrid может обмениваться сигналами с тысячами других нейронов почти тем же способом, которым это происходит в живом мозге.
Read more... )
donmigel_62: (кот - учёный)

Власти крупнейших стран вкладывают миллиарды в искусственный разум

США и Евросоюз форсируют исследования работы мозга: правительства и крупнейшие корпорации организуют мегапроекты конструирования искусственного мозга и «нейроморфных компьютеров». Речь идет о гигантских финансовых вложениях. Кроме «Генома человека», в биологии не было проектов такого масштаба. Мы решили разобраться, на что они надеются и получим ли мы в обозримой перспективе искусственный разум
Одиночный нейрон. Эта трехмерная модель построена в рамках проекта Blue Brain
Одиночный нейрон. Эта трехмерная модель построена в рамках проекта Blue Brain
Фото: ©EPFL/Blue Brain Project

Человеческий мозг — самое сложное устройство в известной нам части мироздания. Каким волшебством этот розовый комок слизи рождает сознание, разум и весь субъективный мир? Как химические реакции могут определять наши душевные порывы? Как взаимодействие атомов может переходить в любовь и ненависть? Нет более интригующей тайны.

Со времен Декарта эта загадка вводила философов в ступор. Философов сменили исследователи — оптимистичные экспериментаторы, ищущие техническое решение любой проблемы. 1990-е годы были объявлены научным сообществом США и Европы «десятилетием мозга», но тайна осталась нераскрытой, хотя над ней в последние годы жизни с энтузиазмом бился даже великий Фрэнсис Крик, расшифровавший код ДНК. Методы изучения мозговой активности даже близко не соответствовали уровню сложности мозга — это все равно что изучать компьютер по его гудению, вертя в руках его детали.

В 2005 году журнал Science, отмечая 125-летие, опросил ведущих ученых мира о главных проблемах, которые науке предстоит решить в ближайшие четверть века. Первые места заняли два вопроса: «Из чего состоит Вселенная?» и «Какова биологическая основа сознания?».

Прошло еще восемь лет, и настало время новой попытки, гораздо более масштабной, чем все предыдущие. После столетия экспериментов и совершенствования методов наука о мозге приступает к решительному штурму этой проблемы.

«Новая космическая гонка»

В февральском обращении к согражданам Барак Обама заявил: «Настало время выйти на уровень научных исследований и разработок, невиданный с момента пика космической гонки». Оказалось, предпринятые правительством США сокращения госбюджета не коснутся передовых научных разработок: «Сейчас не время потрошить инвестиции в науку и инновации». Напротив, президент США предлагает «инвестировать в великие идеи» и раскошелиться на нацпроект, подобный «Геному человека».

«Каждый доллар, который мы вложили в создание карты человеческого генома, вернул по 140 долларов в нашу экономику — каждый доллар! А сегодня наши ученые создают карту мозга». Обама имеет в виду «Карту активности мозга», планируемую ведущими научными учреждениями США. Это десятилетняя исследовательская программа, требующая бюджета порядка 3 млрд долларов (на «Геном человека» потратили 3,8 млрд долларов, а в экономику, согласно правительственному исследованию, вернулось уже 800 миллиардов, и это только начало).

Не только американцы готовы вкладывать миллиарды в изучение мозга, несмотря на экономический кризис. Затянувшие пояса страны Евросоюза только что скинулись на миллиард евро ради проекта «Человеческий мозг», цель которого ни много ни мало — создать действующую модель человеческого мозга. Оказалось, прогрессу как воздух нужны мегапроекты, подобные Большому адронному коллайдеру, — без них не возникает фундаментальных прорывов, а развитие технологий уходит в совершенствование гаджетов и новых упаковок для старых идей.

В газетах пишут о начале «новой космической гонки». Мы, правда, на этот раз в ней не участвуем, у нас другие приоритеты: строительство одной только олимпийской дороги Адлер — Красная Поляна стоит дороже, чем американский и европейский проекты вместе взятые. Ну, а они-то за что сражаются?

Read more... )
donmigel_62: (кот - учёный)

ОМОЛОЖЕНИЕ МОЗГА: ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ


Свойственная молодому мозгу пластичность, позволяющая легко овладевать иностранными языками и быстрее восстанавливаться после травм, утрачивается с годами. Но вернуть мозг в юное состояние можно, воздействуя всего на один ген, обнаружили ученые.

Нейрон, дендриты которого усеяны дендритными шипиками, способными образовывать синаптические связи с другими нейронами.
Нейрон, дендриты которого усеяны дендритными шипиками, способными образовывать синаптические связи с другими нейронами.
Нейроны соматосенсорной коры (трехмерная реконструкция)
Нейроны соматосенсорной коры (трехмерная реконструкция)
Наблюдая за синапсами в мозге подопытных мышей в течение нескольких недель и даже месяцев, исследователи из медицинской школы Йельского университета выявили единственный ген, замедляющий формирование синаптических связей между нейронами - Nogo-рецептор-1. Мыши без этого гена сохраняли свойственную юным особям пластичность мозга вплоть до преклонного возраста. Заблокировав функцию Nogo-рецептора-1 у взрослых мышей, ученые отметили возвращение к подростковому уровню пластичности.
В ходе реабилитации после травм головного мозга пациенты порой вынуждены заново осваивать простейшие навыки - например, движение руками. Взрослые мыши, лишенные Nogo-рецептора-1, продемонстрировали такую же способность к восстановлению после повреждения мозга, как и молодые особи. Вероятно, однажды медики смогут, манипулируя этим геном, ускорить реабилитацию и людей с подобными травмами. Также было показано, что мыши без Nogo-рецепторов быстрее избавляются от тяжелых воспоминаний, что открывает перспективы в лечении посттравматического стрессового расстройства.
источник  YaleNews

Profile

donmigel_62: (Default)
donmigel_62

March 2014

S M T W T F S
       1
2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15
16 17 1819202122
23242526272829
3031     

Syndicate

RSS Atom

Style Credit

Expand Cut Tags

No cut tags