Очень классная статья про то, что шмели оказываются способны на cross-modal sensory transfer. Это такая штука, которую часто ассоциируют с очень развитыми когнитивными способностями и раньше приписывали только позвоночным.
Представьте, что вам показывают какой-то предмет, который вы видите впервые, и дают на него только внимательно посмотреть. То есть вы впервые увидели этот объект только глазами и сформировали его образ только с помощью зрительной системы. Но теперь, если вам закрыть глаза и дать пощупать тот же предмет, то вы его тоже с легкостью опознаете, хотя и не трогали его раньше, а только видели. Это очень естественная для нас штука, но на деле она не так тривиальна. Это означает, что в мозге есть какой-то способ (не говорю область, потому что может это и не область мозга вовсе) хранить репрезентацию объекта без привязки в конкретной сенсорной модальности, и все модальности делят между собой общий доступ к этой репрезентации. Это и есть cross-modal sensory transfer, или как его еще называют - cross-modal object recodnition
Так вот статья в Science показывает, что шмели такое тоже умеют!
https://science.sciencemag.org/content/367/6480/910
Представьте, что вам показывают какой-то предмет, который вы видите впервые, и дают на него только внимательно посмотреть. То есть вы впервые увидели этот объект только глазами и сформировали его образ только с помощью зрительной системы. Но теперь, если вам закрыть глаза и дать пощупать тот же предмет, то вы его тоже с легкостью опознаете, хотя и не трогали его раньше, а только видели. Это очень естественная для нас штука, но на деле она не так тривиальна. Это означает, что в мозге есть какой-то способ (не говорю область, потому что может это и не область мозга вовсе) хранить репрезентацию объекта без привязки в конкретной сенсорной модальности, и все модальности делят между собой общий доступ к этой репрезентации. Это и есть cross-modal sensory transfer, или как его еще называют - cross-modal object recodnition
Так вот статья в Science показывает, что шмели такое тоже умеют!
https://science.sciencemag.org/content/367/6480/910
Science
Bumble bees display cross-modal object recognition between visual and tactile senses
Humans excel at mental imagery, and we can transfer those images across senses. For example, an object out of view, but for which we have a mental image, can still be recognized by touch. Such cross-modal recognition is highly adaptive and has been recently…
Самое время возобновить рубрику твиттер-тредов, посвященных статьям!
1. Обзор про методы изучение memory replay & reactivation, написан одним очень классным чуваком и содержит крутейшую схему по истории этого вопроса. После чтения этого обзора у вас, возможно, разовьется некоторая доля скептицизма по поводу реплея и вот этого всего, как случилось у меня после общения с автором статьи на воркшопе! Так что аккуратно
https://twitter.com/apeyrache/status/1247523803405533191
2. Тред про статью из лабы известного Тонегавы, про то, как гиппокампус кодирует отдельные события в повседневной жизни, разбивает их на группы, и потом может переносить в другой контекст. Очень хочется почитать саму статью повнимательнее!
https://twitter.com/ChenSun71122197/status/1247251106306101248
3. Тред про статью, в которой сделали установку для стандартизированного тестирования принятия решений у мышей. Это довольно важно, потому что каждый придумывает дизайн сам по себе, и в итоге то, что мы называем принятием решений, на деле оказывается кучей разных когнитивных процессов
https://twitter.com/IntlBrainLab/status/1218585772812570624
4. Это не тред про статью, тут собирают всякие полезные материалы по нейробиологии
https://twitter.com/KordingLab/status/1246446405985673216
В догонку - большая и крутая онлайн конференция по BCI, 20-25 апреля
https://www.gtec.at/spring-school-2020/?utm_source=CleverReach&utm_medium=email&utm_campaign=04-2020+Spring+School&utm_content=Mailing_7499487
А еще вы можете подписаться на меня в твиттере, там сейчас почти ничего не происходит, но когда-нибудь обязательно будет происходить!
https://twitter.com/MartaSlashcheva
1. Обзор про методы изучение memory replay & reactivation, написан одним очень классным чуваком и содержит крутейшую схему по истории этого вопроса. После чтения этого обзора у вас, возможно, разовьется некоторая доля скептицизма по поводу реплея и вот этого всего, как случилось у меня после общения с автором статьи на воркшопе! Так что аккуратно
https://twitter.com/apeyrache/status/1247523803405533191
2. Тред про статью из лабы известного Тонегавы, про то, как гиппокампус кодирует отдельные события в повседневной жизни, разбивает их на группы, и потом может переносить в другой контекст. Очень хочется почитать саму статью повнимательнее!
https://twitter.com/ChenSun71122197/status/1247251106306101248
3. Тред про статью, в которой сделали установку для стандартизированного тестирования принятия решений у мышей. Это довольно важно, потому что каждый придумывает дизайн сам по себе, и в итоге то, что мы называем принятием решений, на деле оказывается кучей разных когнитивных процессов
https://twitter.com/IntlBrainLab/status/1218585772812570624
4. Это не тред про статью, тут собирают всякие полезные материалы по нейробиологии
https://twitter.com/KordingLab/status/1246446405985673216
В догонку - большая и крутая онлайн конференция по BCI, 20-25 апреля
https://www.gtec.at/spring-school-2020/?utm_source=CleverReach&utm_medium=email&utm_campaign=04-2020+Spring+School&utm_content=Mailing_7499487
А еще вы можете подписаться на меня в твиттере, там сейчас почти ничего не происходит, но когда-нибудь обязательно будет происходить!
https://twitter.com/MartaSlashcheva
Twitter
Adrien Peyrache
Another review, this time on the methods available to study sleep reactivation & replay, with @davidwtingley (what an honor!). royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rs… We start with some historical perspective: 1/n
Биомолекула, помимо календаря про модельные организмы, еще затеяла более подробную серию обзоров на сайте, один обзор выходит каждый месяц. Май - месяц трудолюбивого червя, про которого я написала обзор еще в декабре. Именно начиная с червя я ввязалась в работу над календарем, причем настолько плотно, что уже перевела практически весь календарь на английский. Надеюсь, английская печатная версия когда-нибудь увидит свет, а ниже - страница календаря про C.elegans пока на русском
https://biomolecula.ru/articles/modelnye-organizmy-nematoda
https://biomolecula.ru/articles/modelnye-organizmy-nematoda
Биомолекула
Модельные организмы: нематода
Наконец-то мы добрались в нашем бестиарии до модельного организма, который движется и заметен невооруженным взглядом! Миллиметровая нематода Caenorhab
Как сенсорная стимуляция помогает бороться с нейродегенерацией
Нас тут @pan_meditat любезно упомянул, как “о науке на грани фантастики”, так вот сейчас будет действительно на грани фантастики.
В мозге есть разные типы осцилляций, вы наверняка о них слышали как о ритмах мозговой активности, которые регистрируются на ЭЭГ - бэта, альфа, тд. Гамма осцилляции - самые высокочастотные, их диапазон - 30-100 гц, функция до сих пор непонятна. Все еще есть люди, считающие их эпифеноменом, но они, скорее всего, неправы. Есть некоторые закономерности в том, когда проявляются какие волны. Низкие частоты - тета и альфа - самые высокие по амплитуде и требуют синхронизации нейронного ансамбля - такая активность обычно характерна для сна и спокойного бодрствования. В активном бодрствовании, а тем более в когнитивных задачах, нейроны должны активно работать и кодировать как можно больше информации - для этого они рассинхронизовываются по максимуму и в итоге группа нейронов генерирует осцилляции бэта или гамма частоты. Это конечно далеко не полная картина.
Гамма часто встречается при сенсорной стимуляции, особенно в первичных сенсорных отделах - таких как первичная зрительная, слуховая и тд кора, куда информация о стимуле попадает раньше всего. Если разные стимулы нужно интегрировать, то гамму можно встретить практически по всей коре мозга. Важно то, что это соблюдается и на людях, и на грызунах. В первичной зрительной коре гамму можно индуцировать визуальными стимулами с высоким контрастом, которые сменяются с высокой частотой (около 40-60 гц). Типичные - это быстро мигающий экран или черно-белые полоски.
Механизмы разных осцилляций до сих пор точно не объяснены, ясно только одно - это эмерджентный феномен, так как осцилляции отражают групповую активность нейронов. Самая известная гипотеза механизма гаммы - PING - это баланс возбуждения и ингибирования в мозге, который мотается туда-сюда как шарик для пинпонга и генерирует осцилляции.
В какой-то момент начали выходить статьи, утверждающие, что сенсорная стимуляция, индуцирующая гамма осцилляции в коре, ведет к тому, что к этой области мозга усиливается приток крови, начинают рассасываться амилоиды и тау-бляшки (характерные признаки альцгеймера) и меньше умирают нейроны, и это все очень хорошо. Почти все, кроме притока крови к месту гамма-осцилляций, пока показано только на мышах. Я сначала офигела. Но потом обзор на эту тему всплыл у нас на журнальном клубе, а потом я добралась до обзора. И когда начинаешь размышлять, все на самом деле имеет смысл. Тут надо сказать в первую очередь, что гамма осцилляции - это довольно энергозатратный процесс - нейроны (и возбуждающие, и ингибирующие) строчат как из пулемета и расходуют свои запасы. Если такая активность продолжается слишком долго, она может стать похожей на эпилептическую (не равно эпилептическому приступу), а значит после это все надо восстанавливать. Запасы нужно пополнять, а сами нейроны делать этого не могут - подключается глия, в первую очередь астроциты, которые своими лапками касаются сосудов в мозге и могут индуцировать приток кислорода к себе - ничего мистического. Все остальные процессы выглядят гораздо сложнее биохимически (особенно учитывая то, как давно я позабыла биохимию), но по сути тоже происходят через активацию астроцитов и микроглии - последняя, по сути, это резидентные макрофаги мозга, и расщепление амилоидов и бляшек скорее всего опосредовано ими. Похоже, что на сами бляшки осцилляции не влияют никак, но повышенная активность принудительно запускает механизмы регенерации и репарации в мозге, которые там натыкаются на бляшки и начинают ими заниматься. Это подтверждается еще и тем, что у здоровых мышей особенно драматических улучшений не происходит.
Еще раз повторю, что на людях пока ничего не доказано, но учитывая то, что стимуляция полностью неинвазивная и безопасная - например совмещенные визуальные и слуховые стимулы высокой частоты - начать испытания на людях с нейродегенеративными заболеваниями почти ничего не стоит.
Обзор https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0166223619302024
Нас тут @pan_meditat любезно упомянул, как “о науке на грани фантастики”, так вот сейчас будет действительно на грани фантастики.
В мозге есть разные типы осцилляций, вы наверняка о них слышали как о ритмах мозговой активности, которые регистрируются на ЭЭГ - бэта, альфа, тд. Гамма осцилляции - самые высокочастотные, их диапазон - 30-100 гц, функция до сих пор непонятна. Все еще есть люди, считающие их эпифеноменом, но они, скорее всего, неправы. Есть некоторые закономерности в том, когда проявляются какие волны. Низкие частоты - тета и альфа - самые высокие по амплитуде и требуют синхронизации нейронного ансамбля - такая активность обычно характерна для сна и спокойного бодрствования. В активном бодрствовании, а тем более в когнитивных задачах, нейроны должны активно работать и кодировать как можно больше информации - для этого они рассинхронизовываются по максимуму и в итоге группа нейронов генерирует осцилляции бэта или гамма частоты. Это конечно далеко не полная картина.
Гамма часто встречается при сенсорной стимуляции, особенно в первичных сенсорных отделах - таких как первичная зрительная, слуховая и тд кора, куда информация о стимуле попадает раньше всего. Если разные стимулы нужно интегрировать, то гамму можно встретить практически по всей коре мозга. Важно то, что это соблюдается и на людях, и на грызунах. В первичной зрительной коре гамму можно индуцировать визуальными стимулами с высоким контрастом, которые сменяются с высокой частотой (около 40-60 гц). Типичные - это быстро мигающий экран или черно-белые полоски.
Механизмы разных осцилляций до сих пор точно не объяснены, ясно только одно - это эмерджентный феномен, так как осцилляции отражают групповую активность нейронов. Самая известная гипотеза механизма гаммы - PING - это баланс возбуждения и ингибирования в мозге, который мотается туда-сюда как шарик для пинпонга и генерирует осцилляции.
В какой-то момент начали выходить статьи, утверждающие, что сенсорная стимуляция, индуцирующая гамма осцилляции в коре, ведет к тому, что к этой области мозга усиливается приток крови, начинают рассасываться амилоиды и тау-бляшки (характерные признаки альцгеймера) и меньше умирают нейроны, и это все очень хорошо. Почти все, кроме притока крови к месту гамма-осцилляций, пока показано только на мышах. Я сначала офигела. Но потом обзор на эту тему всплыл у нас на журнальном клубе, а потом я добралась до обзора. И когда начинаешь размышлять, все на самом деле имеет смысл. Тут надо сказать в первую очередь, что гамма осцилляции - это довольно энергозатратный процесс - нейроны (и возбуждающие, и ингибирующие) строчат как из пулемета и расходуют свои запасы. Если такая активность продолжается слишком долго, она может стать похожей на эпилептическую (не равно эпилептическому приступу), а значит после это все надо восстанавливать. Запасы нужно пополнять, а сами нейроны делать этого не могут - подключается глия, в первую очередь астроциты, которые своими лапками касаются сосудов в мозге и могут индуцировать приток кислорода к себе - ничего мистического. Все остальные процессы выглядят гораздо сложнее биохимически (особенно учитывая то, как давно я позабыла биохимию), но по сути тоже происходят через активацию астроцитов и микроглии - последняя, по сути, это резидентные макрофаги мозга, и расщепление амилоидов и бляшек скорее всего опосредовано ими. Похоже, что на сами бляшки осцилляции не влияют никак, но повышенная активность принудительно запускает механизмы регенерации и репарации в мозге, которые там натыкаются на бляшки и начинают ими заниматься. Это подтверждается еще и тем, что у здоровых мышей особенно драматических улучшений не происходит.
Еще раз повторю, что на людях пока ничего не доказано, но учитывая то, что стимуляция полностью неинвазивная и безопасная - например совмещенные визуальные и слуховые стимулы высокой частоты - начать испытания на людях с нейродегенеративными заболеваниями почти ничего не стоит.
Обзор https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0166223619302024
А вот вам еще быстрой магии! Вышла статья про ультрачувствительный каналородопсин для оптогенетической стимуляции.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0896627320302397
Оптогенетика позволяет встраивать в нейроны специальные каналы, которые открываются, если на них посветить светом, ионы начинают течь, и нейрон активируется, или наоборот, инактивируется, в зависимости от типа канала.
Новый каналородопсин назвали пафосно - SOUL - step-function opsin with ultra-high light sensitivity. Step-function это семейство опсинов, которые открываются под воздействием света и какое-то время остаются открытыми. SOUL, как говорят авторы, открывается при освещении голубым светом и остается открытым до 30 минут! А еще не надо имплантировать светодиод, потому что опсин охренительно чувствительный, нейроны мыши можно стимулировать прямо через череп (если вы никогда не видели череп мыши - он почти прозначный), доставая до самого гипоталамуса, а кору головного мозга обезьян можно стимулировать через твердую оболочку мозга. А так как ничего имплантировать не надо, то можно не фиксировать зверей - посветил голубым светом и отпустил мышь - и она бегает так с активированными нейронами. Инактивировать их обратно можно оранжевой вспышкой света (если удастся поймать активированную мышь).
Я конечно слабо понимаю, как при искусственной активации нейронов на полчаса у мыши не начинаются эпилептические приступы, но авторы говорят, что их опсин SOUL более "естественный" и поднимает потенциал нейрона до подпорожного значения - то есть не сразу активирует нейрон, а подталкивает его немного к активации. По картинке ниже я бы так не сказала - на ней показано два нейрона для примера и сколько спайков они производят в секунду. На глаз примерно в 5 раз больше, чем в норме!!! Жду, когда на мышь можно будет светить фонарем с пасстояния в полметра и заставлять ее так бегать побольше 🐭
ps из-за этой новости вспомнила, как когда-то давно мы с другом хотели сделать трешовый новостной сайт, писать туда трешовые новости и под каждой подписывать - "ну заебись теперь"
Ну заебись теперь!
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0896627320302397
Оптогенетика позволяет встраивать в нейроны специальные каналы, которые открываются, если на них посветить светом, ионы начинают течь, и нейрон активируется, или наоборот, инактивируется, в зависимости от типа канала.
Новый каналородопсин назвали пафосно - SOUL - step-function opsin with ultra-high light sensitivity. Step-function это семейство опсинов, которые открываются под воздействием света и какое-то время остаются открытыми. SOUL, как говорят авторы, открывается при освещении голубым светом и остается открытым до 30 минут! А еще не надо имплантировать светодиод, потому что опсин охренительно чувствительный, нейроны мыши можно стимулировать прямо через череп (если вы никогда не видели череп мыши - он почти прозначный), доставая до самого гипоталамуса, а кору головного мозга обезьян можно стимулировать через твердую оболочку мозга. А так как ничего имплантировать не надо, то можно не фиксировать зверей - посветил голубым светом и отпустил мышь - и она бегает так с активированными нейронами. Инактивировать их обратно можно оранжевой вспышкой света (если удастся поймать активированную мышь).
Я конечно слабо понимаю, как при искусственной активации нейронов на полчаса у мыши не начинаются эпилептические приступы, но авторы говорят, что их опсин SOUL более "естественный" и поднимает потенциал нейрона до подпорожного значения - то есть не сразу активирует нейрон, а подталкивает его немного к активации. По картинке ниже я бы так не сказала - на ней показано два нейрона для примера и сколько спайков они производят в секунду. На глаз примерно в 5 раз больше, чем в норме!!! Жду, когда на мышь можно будет светить фонарем с пасстояния в полметра и заставлять ее так бегать побольше 🐭
ps из-за этой новости вспомнила, как когда-то давно мы с другом хотели сделать трешовый новостной сайт, писать туда трешовые новости и под каждой подписывать - "ну заебись теперь"
Ну заебись теперь!
Я уже даже не буду в очередной раз повторять, какие крутые тексты пишет Кванта, а просто оставлю вам их текст про сознание. Оказывается Templeton World Charity Foundation собирается замутить большой проект по экспериментальному тестированию двух самых популярных теорий работы сознания - Global workspace theory (Dehaene) и Integrated information theory (Tononi, Koch). При этом идея в том, чтобы помочалить их как следует и хотя бы опровергнуть одну или обе, если не удастся убедительно подтвердить. Текст коротко объясняет суть обоих теорий и то, почему такое панельное тестирование может быть так себе идеей. Эти теории могут быть вообще о разном и тестировать их одними экспериментами бесполезно, какие-то подтвердят одну, а какие-то - другую. Короче, какие-то убедительные идеи о сознании are nowhere near.
https://www.quantamagazine.org/neuroscience-readies-for-a-showdown-over-consciousness-ideas-20190306/
https://www.quantamagazine.org/neuroscience-readies-for-a-showdown-over-consciousness-ideas-20190306/
Quanta Magazine
Neuroscience Readies for a Showdown Over Consciousness Ideas
To make headway on the mystery of consciousness, some researchers are trying a rigorous new way to test competing theories.
Я тут несу несколько лекций по самой передовой нейробиологии, свеженьких, майских, с самых фронтиров (спасибо ковиду за это).
Лекция Ёрла Миллера про рабочую память - очень крутая. Миллер это один из самых известных персонажей в исследованиях рабочей памяти, если вам нужен быстрый обзор того, как развивались представления о рабочей памяти и что там творится сейчас, плюс еще моделирование рабочей памяти, то вам сюда. Его группа работает с макаками, и задания, которым они учат макак, таки впечатляют. Это годы тяжелой работы, и у Миллера эта работа поставлена очень хорошо. Их хороший обзор - "Working memory 2.0". В лекции еще подчеркнуто различие кратковременной памяти (short-term memory) и рабочей (working memory), потому что последняя, в отличии от первой, требует волевых усилий для удержания куска информации. Интересно то, что даже если нам на уровне нейронов будет понятно, как кусок информации удерживается в памяти, волевое усилие - это еще один уровень, и как оно представлено в мозге совсем неясно.
https://vimeo.com/416435315
Вчера проходил онлайн симпозиум про нейросайнс и AI, на нем было три хороших keynote лектора:
- "Does the brain do something like back-propagation?" by Dr. Konrad Kording (University of Pennsylvania) - сразу говорю, что очень математично
- "Bridging scales of intelligence from biophysics to ConvNets" by Dr. Eilif Muller (formerly with Element AI and EPFL)
- "Biological dynamics and their role in computation and learning" by Dr. Adrienne Fairhall (University of Washington)
Они все есть на краудкасте, где вам нужно будет залогиниться и там есть навигация по разным лекциям, вот прямая ссылка на вторую лекцию. Чуть запарно с регистрацией, но кому надо - тот найдет
https://www.crowdcast.io/e/uss2020/3
Лекция Ёрла Миллера про рабочую память - очень крутая. Миллер это один из самых известных персонажей в исследованиях рабочей памяти, если вам нужен быстрый обзор того, как развивались представления о рабочей памяти и что там творится сейчас, плюс еще моделирование рабочей памяти, то вам сюда. Его группа работает с макаками, и задания, которым они учат макак, таки впечатляют. Это годы тяжелой работы, и у Миллера эта работа поставлена очень хорошо. Их хороший обзор - "Working memory 2.0". В лекции еще подчеркнуто различие кратковременной памяти (short-term memory) и рабочей (working memory), потому что последняя, в отличии от первой, требует волевых усилий для удержания куска информации. Интересно то, что даже если нам на уровне нейронов будет понятно, как кусок информации удерживается в памяти, волевое усилие - это еще один уровень, и как оно представлено в мозге совсем неясно.
https://vimeo.com/416435315
Вчера проходил онлайн симпозиум про нейросайнс и AI, на нем было три хороших keynote лектора:
- "Does the brain do something like back-propagation?" by Dr. Konrad Kording (University of Pennsylvania) - сразу говорю, что очень математично
- "Bridging scales of intelligence from biophysics to ConvNets" by Dr. Eilif Muller (formerly with Element AI and EPFL)
- "Biological dynamics and their role in computation and learning" by Dr. Adrienne Fairhall (University of Washington)
Они все есть на краудкасте, где вам нужно будет залогиниться и там есть навигация по разным лекциям, вот прямая ссылка на вторую лекцию. Чуть запарно с регистрацией, но кому надо - тот найдет
https://www.crowdcast.io/e/uss2020/3
Vimeo
Seminar: Earl K. Miller: Working Memory 2.0
A seminar by MIT neuroscientist Earl K. Miller, presented May 7, 2020.
Динамическая стимуляция зрительной коры помогает слепым различать буквы
Визуальные протезы - это различные девайсы, так или иначе стимулирующие часть ткани у слепых пациентов, чтобы вызвать у них “перцепт” зрения. Я намеренно не говорю про само зрение, так как в полном понимании слова зрение у слепых так и не восстанавливается. Два самых популярных варианта - это стимулировать либо сетчатку, либо первичные зрительные отделы, такие как V1 (первичная зрительная кора). Есть и более упоротые варианты, такие как стимуляция кожи или языка, чтобы создать определенный перцепт, но про них я тут говорить не буду.
В свеженькой статье речь идет об электрической стимуляции зрительной коры в том случае, если зрение было потеряно в течении жизни и путь от сетчатки к коре не затронут. На зрительной коре прикреплены поверхностные электроды, примерно с дюжину, и через них можно пропускать ток. Уже давно известно, что если у людей стимулировать зрительную кору (первичную или вторичную), они “видят” фосфены - яркие вспышки, причем это работает и у слепых. Использовать стимуляцию кортекса и эксплуатировать фосфены пытались с 70-х, стимулируя кору определенными паттернами. Например, ток пропускали через электроды, расположенные по кругу, но слепые упорно “не видели” этот круг, а только рандомное сборище фосфенов, которые еще и сливались между собой. В это статье, спустя десятилетия, использовали очень простой трюк - вместо стимуляции через все электроды одновременно (статически), между стимуляцией на разных электродах проходил очень маленький промежуток времени и создавался динамический паттерн. Представьте, что вы чертите круг или букву Z змейкой - вот так и работает динамическая стимуляция. И с динамической стимуляцией, в отличии от статической, слепые уже способны различать буквы, вероятно потому, что в зрительной коре задействуются механизмы обработки движения и это помогает распознать паттерн.
Нужно отметить, что если стимулировать кору статически разными паттернами фосфенов, то слепые конечно могут выучить ассоциацию между определенным расположением фосфенов и буквами, но это читерство и костыли, потому что для каждой формы или фигуры нужно будет формировать новую ассоциацию. Сюда же относится и стимуляция языка. А с динамической стимуляцией слепые способны распознавать именно разные контуры, даже если они не “видели” их при помощи протеза ранее.
В статье еще описано применение current steering - допустим, у вас есть два электрона на коре мозга, а между ними 5 сантиметров. Если на эти два электрода подавать разные уровни тока, то стимуляция может осуществляться в любом месте между электродами - как бы через виртуальный электрод. Это как раз позволяет осуществлять динамическую стимуляцию всего с дюжиной электродов.
И вообще статья на удивление просто и приятно написана, в ней хорошие иллюстрации, и даже есть видео с испытуемыми, что дает хорошее представление о том, как такие исследования вообще проводятся. Особенно для не-нейробиологов, чтобы вы понимали, что распознавать буквы - это еще очень далеко от чтения книг, и надежда на то, что базовое распознавание контуров поможет слепым хотя бы ориентироваться в пространстве
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867420304967
Визуальные протезы - это различные девайсы, так или иначе стимулирующие часть ткани у слепых пациентов, чтобы вызвать у них “перцепт” зрения. Я намеренно не говорю про само зрение, так как в полном понимании слова зрение у слепых так и не восстанавливается. Два самых популярных варианта - это стимулировать либо сетчатку, либо первичные зрительные отделы, такие как V1 (первичная зрительная кора). Есть и более упоротые варианты, такие как стимуляция кожи или языка, чтобы создать определенный перцепт, но про них я тут говорить не буду.
В свеженькой статье речь идет об электрической стимуляции зрительной коры в том случае, если зрение было потеряно в течении жизни и путь от сетчатки к коре не затронут. На зрительной коре прикреплены поверхностные электроды, примерно с дюжину, и через них можно пропускать ток. Уже давно известно, что если у людей стимулировать зрительную кору (первичную или вторичную), они “видят” фосфены - яркие вспышки, причем это работает и у слепых. Использовать стимуляцию кортекса и эксплуатировать фосфены пытались с 70-х, стимулируя кору определенными паттернами. Например, ток пропускали через электроды, расположенные по кругу, но слепые упорно “не видели” этот круг, а только рандомное сборище фосфенов, которые еще и сливались между собой. В это статье, спустя десятилетия, использовали очень простой трюк - вместо стимуляции через все электроды одновременно (статически), между стимуляцией на разных электродах проходил очень маленький промежуток времени и создавался динамический паттерн. Представьте, что вы чертите круг или букву Z змейкой - вот так и работает динамическая стимуляция. И с динамической стимуляцией, в отличии от статической, слепые уже способны различать буквы, вероятно потому, что в зрительной коре задействуются механизмы обработки движения и это помогает распознать паттерн.
Нужно отметить, что если стимулировать кору статически разными паттернами фосфенов, то слепые конечно могут выучить ассоциацию между определенным расположением фосфенов и буквами, но это читерство и костыли, потому что для каждой формы или фигуры нужно будет формировать новую ассоциацию. Сюда же относится и стимуляция языка. А с динамической стимуляцией слепые способны распознавать именно разные контуры, даже если они не “видели” их при помощи протеза ранее.
В статье еще описано применение current steering - допустим, у вас есть два электрона на коре мозга, а между ними 5 сантиметров. Если на эти два электрода подавать разные уровни тока, то стимуляция может осуществляться в любом месте между электродами - как бы через виртуальный электрод. Это как раз позволяет осуществлять динамическую стимуляцию всего с дюжиной электродов.
И вообще статья на удивление просто и приятно написана, в ней хорошие иллюстрации, и даже есть видео с испытуемыми, что дает хорошее представление о том, как такие исследования вообще проводятся. Особенно для не-нейробиологов, чтобы вы понимали, что распознавать буквы - это еще очень далеко от чтения книг, и надежда на то, что базовое распознавание контуров поможет слепым хотя бы ориентироваться в пространстве
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867420304967
Посреди мирового хаоса давайте хоть немного про вечное и прекрасное. В океане есть такое явление - marine snow - морской снег. Это процесс, при котором органические останки растений, планктона и всего такого мелкого оседают на дно моря или океана. По сути это является одним из немногочисленных способов доставки пиши (и углерода) на огромную глубину в океане для живущих там причудливых существ, которые питаются, фильтруя через себя воду. Растения могут расти только на небольшой глубине, куда попадает кислород и достает свет, а потом эта биомасса оседает на глубину, куда свет не достает от слова совсем.
Посмотрите, как чудесно это выглядит
https://www.youtube.com/watch?v=Lt8rDz0vx2o
#ocean
Посмотрите, как чудесно это выглядит
https://www.youtube.com/watch?v=Lt8rDz0vx2o
#ocean
YouTube
The Miracle of Marine Snow
Marine snow is the organic debris that floats slowly from the surface, down into the ocean's deepest depths. It looks tiny and unimportant, but without it we wouldn't have any life in the deep sea at all. #oceanx #marinebiology #marinesnow
Еще одна причудливая океаническая штука, это Whale Fall (в моем вольном переводе пусть будет Китовый развал). Мы все хорошо знаем, что _Киты выбрасываются на берег Говорят, их сбивают с курса радиоволны_ , или иногда мертвых китов выносит на побережье волнами. Но вообще-то это редкость, потому что обычно усопшие киты под тяжестью своего тела оседают на океаническое дно и образуют там Китовый развал. Звучит не то чтобы оптимистично, но на самом деле это океаническое чудо, потому что вокруг таких китов на дне океана образуется целая экосистема и пир жизни, причем длится вся эта пирушка 100-200 лет и происходит в 3-4 стадии. На первой стадии, длящейся до двух лет, акулы и хищные рыбки объедают плоть. На второй стадии кости и останки органики вокруг кита заселяются всякими мелкими организмами типа креветок, улиток и разных червяков, тоже до двух лет. На третьей стадии приходят анаэробные бактерии, питающиеся липидами в костях, а на образуемых ими бактериальных матах живут и питаются мидии, моллюски и морские улитки, и так до сотни лет. Некоторые выделяют еще и четвертую стадию, на которой уже не остается никакого органического вещества, пригодного в пищу, но минералы в костях еще могут послужить некоторым видам фильтраторов.
А еще, as a matter of fact, как-то ученым пришло в голову изучить этот процесс, закинув КОРОВИЙ скелет в атлантический океан на глубину 1000 м.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/maec.12246
Ниже - инфографика (к счастью с китом, а не коровой) вот отсюда https://www.nickhiggs.com/whale-fall-ecosystems.html
#ocean
А еще, as a matter of fact, как-то ученым пришло в голову изучить этот процесс, закинув КОРОВИЙ скелет в атлантический океан на глубину 1000 м.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/maec.12246
Ниже - инфографика (к счастью с китом, а не коровой) вот отсюда https://www.nickhiggs.com/whale-fall-ecosystems.html
#ocean
Wiley Online Library
First clues on the ecology of whale falls in the deep Atlantic Ocean: results from an experiment using cow carcasses
Sunken whale carcasses, known as ‘whale falls’, deliver large pulses of organic material to the seafloor and serve as habitat islands for unique assemblages of deep-sea fauna that include generalist ...
ShutDownSTEM
Тут не на шутку разошелся срач про сегодняшнюю забастовку ShutDownSTEM, Nature призвал ученых всего мира сегодня не работать, а подумать над темой расизма и дискриминации и заняться самообразованием. Но вместо этого все стали обвинять Nature в политизации науки и во всех страстях мира. Ребятки, я считаю, что языком оскорблений и ненависти мы далеко не продвинемся. Да, я считаю что это совсем не о политике. Да, я знаю, что один день - это недостаточно, и Nature это знает. Да, я знаю что AllLivesMatter, и RussianLives тоже. Да, я знаю что полицейское насилие и беспредел в России потягается с любым другим. Но давайте вместо забрасывания друг друга оскорблениями и высказывания мнений постараемся сделать что-то человеческое.
Раз все в науке любят думать про себя как про умных, следующих за фактами, открытых к опыту людей, то я предлагаю вам эксперимент. Давайте не возмущаться, что это не наша проблема, думать, как остроумнее высказаться или ответить, а просто постараемся непредвзято познакомиться с вопросом, хотя бы немного. Как будто нет никаких погромов и вы решили что-то почитать или посмотреть ради собственного интереса. Это не о том, что вам обязательно надо вписаться в тусовку или немедленно бросить свою науку и заняться политикой. Если вы не видите себя в активизме, то я предлагаю поучиться эмпатии и солидарности, потому что эмпатия не делит людей по цветам, полу или по странам, эмпатия одинакова для ближнего и дальнего, даже если к кому-то она появляется проще, а к кому-то - сложнее.
Мой выбор сегодня - Джеймс Болдуин, которого я знала и раньше по роману “Комната Джованни”, который никак не затрагивает тему расизма и сегрегации. Если не хочется ничего специализированного и проблема расизма кажется вам слишком далекой, то я бы и советовала начать с “Комнаты”. Я же собираюсь почитать его книгу, посвященную теме расы и сегрегации “The fire next time”. Мне не удалось найти ее на русском, но одно из двух эссе этой книги есть вот тут
http://www.agitclub.ru/front/amer/books1/boldwin1.htm
Вдобавок вот еще свободно доступный одноименный фильм по его же книге “I am not your negro”
https://cinemafrica.se/black-lives-matter/?fbclid=IwAR1LCDY9tvzgSfEqkrpLEeWGLqx3kOwjxU2nfFqL-0HGamielWm0YOuV3Do
А на сайте того самого ShutDownSTEM можно найти еще кучу ресурсов на любой вкус
https://www.shutdownstem.com/resources
Попробуйте. Не зайдет - отложите в сторону. Вот и все, очень просто.
Если же вы чувствуете и считаете, что вас это не касается, то это ваше полное право. За него не надо оправдываться и защищаться, приводя аргументы, что что-то хуже или серьезнее, лучше просто промолчать и продолжить заниматься своими делами. Всем peace :3
Тут не на шутку разошелся срач про сегодняшнюю забастовку ShutDownSTEM, Nature призвал ученых всего мира сегодня не работать, а подумать над темой расизма и дискриминации и заняться самообразованием. Но вместо этого все стали обвинять Nature в политизации науки и во всех страстях мира. Ребятки, я считаю, что языком оскорблений и ненависти мы далеко не продвинемся. Да, я считаю что это совсем не о политике. Да, я знаю, что один день - это недостаточно, и Nature это знает. Да, я знаю что AllLivesMatter, и RussianLives тоже. Да, я знаю что полицейское насилие и беспредел в России потягается с любым другим. Но давайте вместо забрасывания друг друга оскорблениями и высказывания мнений постараемся сделать что-то человеческое.
Раз все в науке любят думать про себя как про умных, следующих за фактами, открытых к опыту людей, то я предлагаю вам эксперимент. Давайте не возмущаться, что это не наша проблема, думать, как остроумнее высказаться или ответить, а просто постараемся непредвзято познакомиться с вопросом, хотя бы немного. Как будто нет никаких погромов и вы решили что-то почитать или посмотреть ради собственного интереса. Это не о том, что вам обязательно надо вписаться в тусовку или немедленно бросить свою науку и заняться политикой. Если вы не видите себя в активизме, то я предлагаю поучиться эмпатии и солидарности, потому что эмпатия не делит людей по цветам, полу или по странам, эмпатия одинакова для ближнего и дальнего, даже если к кому-то она появляется проще, а к кому-то - сложнее.
Мой выбор сегодня - Джеймс Болдуин, которого я знала и раньше по роману “Комната Джованни”, который никак не затрагивает тему расизма и сегрегации. Если не хочется ничего специализированного и проблема расизма кажется вам слишком далекой, то я бы и советовала начать с “Комнаты”. Я же собираюсь почитать его книгу, посвященную теме расы и сегрегации “The fire next time”. Мне не удалось найти ее на русском, но одно из двух эссе этой книги есть вот тут
http://www.agitclub.ru/front/amer/books1/boldwin1.htm
Вдобавок вот еще свободно доступный одноименный фильм по его же книге “I am not your negro”
https://cinemafrica.se/black-lives-matter/?fbclid=IwAR1LCDY9tvzgSfEqkrpLEeWGLqx3kOwjxU2nfFqL-0HGamielWm0YOuV3Do
А на сайте того самого ShutDownSTEM можно найти еще кучу ресурсов на любой вкус
https://www.shutdownstem.com/resources
Попробуйте. Не зайдет - отложите в сторону. Вот и все, очень просто.
Если же вы чувствуете и считаете, что вас это не касается, то это ваше полное право. За него не надо оправдываться и защищаться, приводя аргументы, что что-то хуже или серьезнее, лучше просто промолчать и продолжить заниматься своими делами. Всем peace :3
Ура, вышел мой текст про разливы нефти и их последствия. Месяц назад я читала книгу Наоми Кляйн "On Fire" об изменении климата - она отличный публицист (и автор "Доктрины Шока"). После одного из ее эссе про разлив нефти в Мексиканском разливе мне казалось невозможным не написать про то, как стрёмно попадание нефти в окружающую среду. Такое случается очень часто, известно нам про это совсем немного, а на русском языке практически невозможно прочитать ничего толкового, так что вот. Ну и тема (к большому сожалению) довольно актуальная: все еще устраняют последствия разлива дизеля в Норильске (и будут устранять еще долго), а Трамп хочет разбурлить все, что можно, у побережья Штатов.
Forwarded from Журнал НОЖ
Все слышали про Норильск и разлив топлива — но как именно разливы нефтепродуктов влияют на природу?
Биолог и ведущая телеграм-канала @blue_arrakis Марина Слащева сравнивает последствия от некоторых разливов с Чернобылем и Фукусимой. После них появляются мертвые зоны, сравнимые с зонами радиационного загрязнения.
Каждый год в мире в окружающую среду попадает 300 тысяч тонн нефти. Но не все разливы одинаковы по вреду.
Самым катастрофическим с точки зрения последствий стало крушение танкера Exxon Valdez в 1989 году на Аляске: в воду тогда попало около 37 тысяч тонн нефти, что не так уж и много по меркам других разливов нефтепродуктов.
Но девственная природа Аляски не восстановилась до сих пор. Популяции морских выдр, моллюсков, мидий и трех видов птиц не вернулись к прежнему уровню, а одной из популяций косаток в загрязненном регионе грозит вымирание.
По просьбе «Ножа» Марина Слащева подробно рассказывает про три наиболее катастрофических разлива нефти в истории и объясняет, почему они приводят к таким ужасающим для природы последствиям.
https://knife.media/black-poison/
Биолог и ведущая телеграм-канала @blue_arrakis Марина Слащева сравнивает последствия от некоторых разливов с Чернобылем и Фукусимой. После них появляются мертвые зоны, сравнимые с зонами радиационного загрязнения.
Каждый год в мире в окружающую среду попадает 300 тысяч тонн нефти. Но не все разливы одинаковы по вреду.
Самым катастрофическим с точки зрения последствий стало крушение танкера Exxon Valdez в 1989 году на Аляске: в воду тогда попало около 37 тысяч тонн нефти, что не так уж и много по меркам других разливов нефтепродуктов.
Но девственная природа Аляски не восстановилась до сих пор. Популяции морских выдр, моллюсков, мидий и трех видов птиц не вернулись к прежнему уровню, а одной из популяций косаток в загрязненном регионе грозит вымирание.
По просьбе «Ножа» Марина Слащева подробно рассказывает про три наиболее катастрофических разлива нефти в истории и объясняет, почему они приводят к таким ужасающим для природы последствиям.
https://knife.media/black-poison/
Бег уменьшает необходимость сна (у мышей)
Как-то я прочитала статью Влада Вязовского про микросон, и так ей впечатлилась, что даже написала целый текст про микросон (https://knife.media/local-sleep/). Но тут я решила посмотреть еще статей Вязовского, и оказывается он продолжает исследовать интересные штуки, связанные со сном и бодрствованием.
Вот, например, статья, в которой рассказывается о связи бега и активности нейронов в коре мозга, которая в свою очередь может быть связана с необходимостью сна (https://www.nature.com/articles/ncomms13138). Мыши вообще очень бодрые бегуны. Если им в клетку ставить колесо, то за ночь они могут пробегать до километра, совершенно добровольно. Вот оказалось, что когда мышь быстро или стереотипно бежит, активность нейронов в коре преобразуется, как бы переходит в совершенно отличное от неподвижности состояние. Во время спокойного бодрствования активность нейронов очень разнообразна и разнородна, а при беге активность более стереотипна, нейроны генерируют потенциалы действия с более регулярными промежутками. Но помимо этого количество потенциалов действия (firing rate) во время бега уменьшается на 30 процентов! Когда вы слышите, что мозг очень энергетически дорогой орган и тратит 20% энергии всего организма, то речь как раз о потенциалах действия - они очень энергозатратны, так что уменьшение их количества неслабо экономит метаболическую энергию. Загадка, почему так, но это довольно круто!
Следующий прикол в том, что если в течении дня (мышиный день это у нас на самом деле ночь, так как они активны ночью) у мыши измерять среднюю частоту потенциалов действия, то в течении дня она будет увеличиваться, и ко времени сна будет на 10% больше, чем сразу после пробуждения. То есть чем больше мозг бодрствует, тем больше он активен и возбудим (как бы подгорает, лол). Во время сна у мозга восстанавливается базовый уровень активности. В период бодрости также накапливается желание поспать (sleep pressure, как это называется в статье). Но если мышь бегает днем в колесе, то увеличения частоты потенциалов действия не происходит, или частота увеличивается не так сильно. А на уровне поведения мыши, которые упражняются в колесе, способны бодрствовать дольше, что косвенно может свидетельствовать о связи возбуждения мозга и желания поспать.
Можно сделать аккуратный вывод, что стереотипный бег (у мышей) сбрасывает мозг в особое состояние, которое тратит меньше энергии и позволяет дольше бодрствовать, это как бы такое “бодрствование по дешевке”. Еще показано, что перелетные птицы во время миграции меньше спят.
Есть и нюансы. Активность нейронов в статье измерялась только в моторной и сенсорной коре. В слуховой коре бег вроде тоже как подавляет активность нейронов, а вот в зрительной чаще всего увеличивает (и это вижу даже я в своих данных). Кроме этого речь идет только о быстром или стереотипном беге, а как это относится к другим физическим активностям - не очень понятно (мыши пока не могут в йогу или сквош). Но тема эта офигенно интересная. Есть спекуляции, что такой способ снизить давление сна может быть полезным эволюционно - у мигрирующих видов, при убегании от хищников или в периоды размножения. Если у нас все работает так же, то можно использовать это как хак для того, чтобы взбодриться вечером.
Вот хорошая и понятная научпоп статья на английском самого Вязовского
https://theconversation.com/why-running-could-keep-you-awake-at-night-69320
Как-то я прочитала статью Влада Вязовского про микросон, и так ей впечатлилась, что даже написала целый текст про микросон (https://knife.media/local-sleep/). Но тут я решила посмотреть еще статей Вязовского, и оказывается он продолжает исследовать интересные штуки, связанные со сном и бодрствованием.
Вот, например, статья, в которой рассказывается о связи бега и активности нейронов в коре мозга, которая в свою очередь может быть связана с необходимостью сна (https://www.nature.com/articles/ncomms13138). Мыши вообще очень бодрые бегуны. Если им в клетку ставить колесо, то за ночь они могут пробегать до километра, совершенно добровольно. Вот оказалось, что когда мышь быстро или стереотипно бежит, активность нейронов в коре преобразуется, как бы переходит в совершенно отличное от неподвижности состояние. Во время спокойного бодрствования активность нейронов очень разнообразна и разнородна, а при беге активность более стереотипна, нейроны генерируют потенциалы действия с более регулярными промежутками. Но помимо этого количество потенциалов действия (firing rate) во время бега уменьшается на 30 процентов! Когда вы слышите, что мозг очень энергетически дорогой орган и тратит 20% энергии всего организма, то речь как раз о потенциалах действия - они очень энергозатратны, так что уменьшение их количества неслабо экономит метаболическую энергию. Загадка, почему так, но это довольно круто!
Следующий прикол в том, что если в течении дня (мышиный день это у нас на самом деле ночь, так как они активны ночью) у мыши измерять среднюю частоту потенциалов действия, то в течении дня она будет увеличиваться, и ко времени сна будет на 10% больше, чем сразу после пробуждения. То есть чем больше мозг бодрствует, тем больше он активен и возбудим (как бы подгорает, лол). Во время сна у мозга восстанавливается базовый уровень активности. В период бодрости также накапливается желание поспать (sleep pressure, как это называется в статье). Но если мышь бегает днем в колесе, то увеличения частоты потенциалов действия не происходит, или частота увеличивается не так сильно. А на уровне поведения мыши, которые упражняются в колесе, способны бодрствовать дольше, что косвенно может свидетельствовать о связи возбуждения мозга и желания поспать.
Можно сделать аккуратный вывод, что стереотипный бег (у мышей) сбрасывает мозг в особое состояние, которое тратит меньше энергии и позволяет дольше бодрствовать, это как бы такое “бодрствование по дешевке”. Еще показано, что перелетные птицы во время миграции меньше спят.
Есть и нюансы. Активность нейронов в статье измерялась только в моторной и сенсорной коре. В слуховой коре бег вроде тоже как подавляет активность нейронов, а вот в зрительной чаще всего увеличивает (и это вижу даже я в своих данных). Кроме этого речь идет только о быстром или стереотипном беге, а как это относится к другим физическим активностям - не очень понятно (мыши пока не могут в йогу или сквош). Но тема эта офигенно интересная. Есть спекуляции, что такой способ снизить давление сна может быть полезным эволюционно - у мигрирующих видов, при убегании от хищников или в периоды размножения. Если у нас все работает так же, то можно использовать это как хак для того, чтобы взбодриться вечером.
Вот хорошая и понятная научпоп статья на английском самого Вязовского
https://theconversation.com/why-running-could-keep-you-awake-at-night-69320
Нож
Что такое микросон и как мы спим, не догадываясь об этом и продолжая бодрствовать
Спешите, но засыпаете на ходу? Даже 15 минут дремы взбодрят вас и прибавят энергии.