мозг.
Микроэлектроника, нейрофизиология и машинное обучение, взболтать, но не перемешивать
В середине 2018 года была опубликована работа по электрофизиологии головного мозга крыс, совместно с которой был выложен в открытый доступ один уникальный набор данных. Уникальность датасета состоит в том, что в нем присутствуют одновременные записи локального полевого потенциала с помощью нового высокоплотного электрода Neuropixels (проба, или probe) и патч-электрода от клетки, находящейся вблизи пробы. Интерес к подобным записям не только фундаментальный, но и прикладной, потому что позволяет валидировать модели для анализа нейрональной активности, зарегистрированной современными пробами. А это, в свою очередь, непосредственно касается разработки новых нейропротезов. В чем принципиальная новизна, и почему этот датасет такой важный, — я расскажу под катом. КДПВ: результат моделирования внеклеточного потенциала вблизи одного нейрона при генерации потенциала действия (источник). Цветом обозначена амплитуда потенциала. Данная иллюстрация будет важна для дальнейшего понимания.
Мозжечок и базальные ядра вместо хрустального шара: как мозг предсказывает будущее
Сегодня мы с вами немного отойдем от рассмотрения исследований на базе нашей любимой физики/химии и переключим свое внимание на исследования человеческого организма. Точнее сказать на исследование мозга. Этот орган настолько сложен, что все предыдущие исследования давали один ответ и 10 новых вопросов, так сказать. Конкретнее говоря, сегодня мы рассмотрим исследование, намеренное ответить на вопрос — как мозг предсказывает будущее? И нет, мы не будем говорить о картах таро, кофейной гуще, астрологии и прочих ненаучных вещах. Мы будем говорить о том, как мозг человека, используя имеющиеся знания, выстраивание логических цепочек и анализ ситуации, способен предвидеть недалекое будущее. Исследователи уделили этому аспекту внимание не из праздного любопытства, а ради того, чтобы лучше понять процессы в мозге человека во время развития некоторых болезней, в том числе и болезни Паркинсона. Что именно узнали ученые, как они проводили эксперименты и что это может означать для медицины в будущем? Доклад поможет нам найти ответы на эти вопросы. Поехали.
Повреждение мозга спасло его музыку
После того, как у гитариста Пэта Мартино удалили часть мозга, он смог вернуть себе музыку Восемь лет назад, когда нейрохирург Марчело Галарза увидел МРТ-снимки мозга джаз-гитариста Пэта Мартино, он был поражён. «Я не мог поверить, какую большую часть его левой височной доли удалили», — сказал он. Мартино перенёс операцию на мозге в 1980, когда ему удалили комок спутанных, неправильно выросших вен и артерий. В то время он был одним из самых почитаемых гитаристов в джазе. Однако мало кто знал, что Мартино страдал от эпилептических припадков, ужасных головных болей и депрессии. Его запирали в психиатрических лечебницах и подвергали ослабляющей здоровье электрошоковой терапии. Только в 2007 году Мартино сделал МРТ, и лишь совсем недавно нейробиологи опубликовали свой анализ этих изображений. Удивление Галарзы, а также учёных-медиков и музыкальных фанатов, было вызвано тем, что Мартино восстановился после операции, несмотря на то, что лишился значительной части мозга и памяти, однак сохранил навыки игры на гитаре. В 2014 в отчёте для журнала World Neurosurgery, Галарза из Университетского госпиталя в Мурсии, Испания, и его коллеги из Европы и США, писали: «Насколько мы знаем, этот случай является первым клиническим исследованием пациента, продемонстрировавшего полноценное выздоровление от серьёзной амнезии и восстановившего свой статус виртуоза».
При перегрузке рабочей памяти у человека нарушается синхронизация между тремя отделами мозга
Корковая архитектура в соответствии с канонической моделью нейронного микроконтура в коре головного мозга примата. Четыре типа нейронов (звёздчатые нейроны, поверхностные и глубокие пирамидальные нейроны и тормозные интернейроны) соединяются возбуждающими (красные) и тормозящими (чёрные) соединениями. Такой набор нейронов и соединений мотивирован анатомическими и теоретическими соображениями в пользу канонической модели Человек способен одновременно удерживать в рабочей памяти ограниченное количество объектов. Объём рабочей памяти напрямую связан с когнитивной способностью, которая снижается при неврологических заболеваниях и психических расстройствах. Учёные уже несколько десятилетий изучают, как загрузка рабочей памяти влияет на обработку нейронных сигналов в мозге. Они пытаются понять, почему у рабочей памяти такой небольшой объём. И почему когнитивные способности резко падают, если загрузить рабочую память сверх положенного.
Стресс ускоряет старение, приводит к когнитивным нарушениям и уменьшает работоспособность мозга
В этой статье мы рассмотрим научно доказанную биомеханику стресса и того, как он физически воздействует на наш организм целиком и на мозг в частности. Как бесконтрольное переживание стресса увеличивает вероятность болезней и ослабляет наш ум. Никакой психологии не будет, только исследования которые опираются на физические параметры нашего организма. Только биохимические процессы и то, какие пути (pathways) они проходят и как физически влияют на тело.
Препараты для улучшения памяти и работы мозга
Продление жизни — одно из направлений исследований и пристального интереса нашего пространственно временного континуума. Мы уже стали жить дольше. Если убрать из расчета случайности, то нормальный человек доживает примерно до 80 или более лет. И есть шанс, что скоро начнут делать искусственные органы, кровь, что-то еще и что мы будем жить еще дольше. Однако, даже если мы доживем до того времени, сможем ли мы этим воспользоваться? Для этого нам нужен здоровый и активный мозг, который может познавать, радоваться, помнить, развиваться — то есть быть здоровым. Ведь именно мозг центр всей нашей системы, нашей личности. И если почки, кровь, глаза, зубы и т.п. быть может начнут реплицировать, то про мозг пока что что речи не идет. Поэтому, нам нужно сохранить его здоровым и функционирующим. И вот как раз с этим часто возникают проблемы. В статье я выберу лучший набор добавок и витаминов по соотношению цена-качество для того, чтобы поддерживать наш мозг здоровым и активным до глубокой старости. Принимая этот набор добавок мы не только можем снизить вероятность возникновения различных болезней мозга в старости, но и сделать его бодрым, активным и хорошо запоминающим инфу уже сейчас. Дополнение через 2 недели — эта статья оказалась второй, прежде чем покупать или использовать добавки рекомендую прочитать приквел https://geektimes.ru/post/292609/ Картина "Рождение дракона в небе во сне", масло, холст.
Нейроискусство: зачем создают картины из нейронов мозга
Искусство и наука редко пересекаются. Когда это происходит и прикладное исследование, понятное лишь специалистам, обогащается визуальными образами, наука получает больше внимания обывателей. Сравните сами: исследования мозга по всему миру ведутся каждый день, но графики, диаграммы и рентгеновские снимки не вызывают у нас сильные эмоции. Однако, как только появляются красочные рисунки, иллюстрирующие воздействие на мозг, новость получает большой отклик. Вне контекста научных открытий нам просто нравится смотреть на работу внутренних органов, особенно интересно следить за функционированием полушарий, отвечающих за мышление.
Нейрогенез: физиологические основы и перспективы регуляции в терапевтических целях
Нейрогенез — это многоступенчатый процесс образования новых нервных клеток в зрелой центральной нервной системе (ЦНС), являющийся ее адаптивной функцией. К положительным стимулам, т.е. стимулам, способствующим процессу нейрогенеза, можно отнести: процесс обучения, экологическое окружение (благоприятная среда), физические упражнения (например, бег), антидепрессанты, эстрогены и т.д. К отрицательным — стресс, чрезмерную активность глутамата в ЦНС, воздействие глюкортикоидов (кортизол — гормон стресса), старение и другие. На протяжении многих лет в нейробиологии существовали центральные догмы, которые не допускали самой возможности нейрогенеза.
Ученые выделили 52 гена, связанных с интеллектом
Человечество знает о биологической основе своих умственных способностей очень немногое, — оно даже не может последовательно согласовать, какой способ лучше всего проходит для их проверки. Но некоторые вещи кажутся очевидными. Первая заключается в том, что высокие результаты по ряду стандартизированных тестов, предназначенных для измерения уровня интеллекта, как правило, коррелируют с результатами, которые мы связываем с интеллектом, например, с достижениями в школе или университете. Вторая — в том, что эти высокие результаты, скорее всего, по большей части заслуга генетики. Предыдущие исследования показали, что влияние любого отдельного гена на интеллект не так уж велико: изучая сравнительно небольшие группы людей, ученые не смогли обнаружить маленькую групппу генов, которые в теории могли бы повлиять на интеллект.Однако 22 мая 2017 года команда европейских и американских ученых объявила о достижении значительного прогресса в изучении умственных способностей. Учёные идентифицировали 52 гена, связанных с интеллектом, почти у 80 тысяч человек.
Нейрофизиология музыкального восприятия: несколько слов о музыкальном «оргазме»
Нередко от меломанов приходится слышать о том, что они получили настоящий «оргазм» от какого-то альбома или живого выступления. В свете результатов некоторых нейробиологических исследований, проводившиеся в последние 2 десятилетия, подобные сравнения перестают казаться чересчур эмоциональными и гротескными. Погружение в эту тему навело меня на мысль о том, что лозунг «sex, drugs and rock`n`roll» — это не только три заповеди гедониста-шестидесятника, но ещё и 3 грани одного и того же физиологического процесса. Сегодня появляется немало публикаций, которые посвящены влиянию музыки на психику, но в подавляющем большинстве в них оцениваются психологические эффекты от прослушивания тех или иных жанров (произведений), или возможности использования музыки в психотерапевтических целях. Исследования же нейрофизиологических процессов, которые обуславливают подобное влияние музыки, обычно находятся в фокусе внимания научных изданий и небольшого круга специалистов. В этом посте я расскажу об одном из нейробиологических исследований аудиального восприятия, этапах восприятия музыкального произведения, и о том, какие именно процессы лежат в основе получения удовольствия от музыки. В качестве основы для этой статьи я использовал несколько публикаций журнала Since, а также небольшой личный багаж знаний по нейропсихологии.
