Наша географияЗаявка на членство+7 916 848-78-01info@rusneuro.net
О НейроНетеНаша миссияЧлены союзаНовостиСМИ о насДокументыАрхивКонтакты
Новости / ОБЗОР НОВОСТЕЙ НЕЙРОТЕХНОЛОГИЙ 02.09.17 - 08.09.17
Новости
8.09.2017

ОБЗОР НОВОСТЕЙ НЕЙРОТЕХНОЛОГИЙ 02.09.17 - 08.09.17

Айтрекер на основе имплантируемого магнита

“Magnetic eye tracking in mice” | eLife | doi: 10.7554/eLife.29222

неинвазивные интерфейсы

Биологи из Стэнфордского университета предложили новый метод считывания движений глаз. Он не требует электрических датчиков или скоростных видеокамер, а использует крошечный магнит на конъюнктиве, глазной соединительной оболочке. После того как на ней закрепляют неодимовый магнит, он вращается вместе с глазом, позволяя обнаружить движения с помощью сенсора, который отслеживает изменения угла и силы магнитного поля. Метод удобнее и точнее прежних методов, глазной катушки и видеоокулографии, особенно в случае опытов с мелкими животными, но подойдет и для крупных видов.  

Глаз -- это продолжение мозга, и анализ движений глаз позволяет изучать различные сенсорные, моторные и когнитивные функции, такие как внимание, обучение и память, а также принятие решений. Кроме того, аномальные движения глаз связаны с многочисленными когнитивными расстройствами, включая аутизм, шизофрению, болезнь Паркинсона и болезнь Хантингтона. Так что измерение движений глаз помогает понять сложные нейронные процессы, лежащие в основе широкого спектра функций в здоровом и больном мозге.

Схема системы магнитного отслеживания показывает ориентацию сенсора относительно магнита и глаза. Сенсор припаян к 8-контактному разъему и расположен над магнитом.

Авторы хирургически имплантировали мышам магнитный цилиндр под конъюнктиву одного глаза. Вертикальная ось магнита выровнена так, что она создает вращающееся магнитное поле во время горизонтальных движений глаз. К черепу прикрепили магнитный сенсор, голова мыши оставалась зафиксирована. Способность системы проверили, используя вестибулярные и зрительные стимулы. В первом случае глаза двигались в ответ на пассивное вращение головы в темноте, в другом -- на вращение полосатого барабана вокруг мыши.

Вестибулярные стимулы в диапазоне частот от 0,2 Гц до 5 Гц вызывали синусоидальные движения глаз на соответствующих частотах. Когда вращался барабан, сенсор обнаруживал устойчивые движения глаз, приводимые в действие оптокинетическим рефлексом, на всех тестируемых частотах стимулов. Так авторы убедились, что система магнитного отслеживания может обнаружить вызванные движения глаз. После чего ее протестировали уже на свободноподвижных мышах, когда те бродили по площадке с вертикальными полосами на ограждении. Метод позволил измерить движения глаз с высоким разрешением (<0,1 °), что трудно сделать прежними методами для мелких животных в свободном поведении.

Оптическая камера видит имплант сквозь тело

“Ballistic and snake photon imaging for locating optical endomicroscopy fibres” | Biomedical Optics Express | doi: 10.1364/BOE.8.004077

имиджинг

Инженеры и биофизики из Эдинбургского университета разработали камеру, для которой ткани тела оптически прозрачны, она может локализовать положение имплантированного устройства, поймав исходящий от него свет. Метод удобен, прежде всего, для точного ввода медицинских инструментов, таких как эндомикроскоп, но будет работать с любым элементом электроники, помещенным внутрь человека, включая волоконный зонд для оптогенетики. Камера настроена на одиночные фотоны с низким рассеянием, которые проходят сквозь кости, мышцы и кожу.

Ткани организма поглощают свет в видимом спектре, и уже на глубине несколько миллиметров источник света становится неразличим на поверхности. Чтобы точно ввести оптический эндоскоп в нужную позицию, приходилось использовать сложные методы, например, рентгеновское сканирование. Ближний инфракрасный свет с длиной волны от ~ 700 до 900 нм проникает сквозь ткани на несколько сантиметров, создавая «оптическое окно», но сильно рассеивается по пути, многократно отражаясь от клеток и внутренних структур. Извлечь из такого света координаты источника не получится. И все же отдельные фотоны выходят почти прямо, их и ловит камера.

Камера локализует зонд за спиной человека, фиксируя прибытие ранних баллистических фотонов. Три последующих кадра с разным временным разрешением помогают определить яркую точку баллистического прихода выше уровня шума.

На чипе интегрированы тысяча однофотонных детекторов. Камера настолько чувствительна, что способна обнаружить малые порции света, что идут через тело от источника. Она также фиксирует время, затраченное светом на прохождение сквозь ткани -- не рассеянные фотоны приходят раньше. Учитывая как рассеянный свет, так и свет, который доходит по прямой, устройство определяет место, где находится эндоскоп. Чтобы найти источник света с длиной волны 785 нм в глубине биологических тканей, камера ловит так называемые «баллистические» и слегка рассеянные «змеиные» фотоны, используя однофотонные лавинные детекторные (SPAD) массивы.

Прототип камеры определяет положение источника на глубине до 20 сантиметров, с точностью до сантиметра. Прибор протестировали на цыплятах, овцах, затем на людях. Источник света помещали человеку за спину на уровне торса, и сквозь тело, а также через ладонь, камера могла локализовать источник света. Авторы планируют повысить разрешение метода до миллиметра, в том числе улучшив захват фотонов и сузив направленность света от источника.

Электронные тату для долгого использования

“Inflammation-free, gas-permeable, lightweight, stretchable on-skin electronics with nanomeshes” | Nature Nanotechnology | doi:10.1038/nnano.2017.125

мягкая электроника

Японские инженеры из Токийского университета и Института физико-химических исследований (RIKEN) разработали мягкую нательную электронику, которая не нуждается в подложке и крепится прямо на кожу. Она исполнена в виде сетки из ультратонких и легких золотых нитей, за счет чего не блокирует потовые железы, пропускает воздух и отлично растягивается до 40% длины, не теряя свойств. Такая электроника способна долго находиться на коже, не вызывая раздражений. Она не ощутима пользователем и работает даже на пальце, выдерживая постоянные сгибания.

 

Просто добавь воды. После смыва ПВС спутанная сеть состоит из полых сверхтонких трубок из золота. Показан фрагмент электроники на кончике пальца и СЭМ-изображение проводника, сформированного на силиконовой реплике кожи, шкала 5 мкм.

Прежние версии нательной электроники использовали эластичный субстрат, его наносили на кожу, и он закрывал поры, не давал коже дышать. Авторы придумали, как избавиться от субстрата, оставив лишь функциональные элементы. Они создали волокна диаметром 300–500 нм из термопластичного водорастворимого полимера, поливинилового спирта (ПВС). Затем смешали их в плоскую спагетти- структуру и напылили сверху слоем золота толщиной 70–100 нм. Такую “ткань” положили на кожу и побрызгали водой. Поскольку ПВС растворяется в воде, он почти весь смылся, обнажив каркас из золота. Остатки полимера в нижнем тонком слое крепко прилепили всю конструкцию к коже.

Испытуемый не снимал электронику с пальца неделю. После чего изучили кожу и не нашли воспалений, пятен или других побочных реакций. Покрытие из полых золотых нитей надежно держалось, следуя рельефу поверхности пальца, и выполняло функции проводника, несмотря на многократные растяжения и сжатия. На палец поместили сенсоры касания, температуры и давления, они снимали данные путем замера электрического сопротивления проводника. Удалось также записать электромиограмму с качеством, сравнимым со стандартными гелевыми электродами.

Конструкцию можно использовать для непрерывного мониторинга жизненно важных сигналов в повседневных условиях в течение долгого времени. В перспективе переход на полностью интегрированные схемы, где объединены сбор и получение сигналов, источники питания и беспроводная связь. На основе “сетчатых” схем можно представить интерфейсы не только с поверхностью кожи, но и с внутренними органами, так как в этом случае не будет затруднен поток биологических жидкостей. 

Ангиография мозга с высокой четкостью с помощью наночастиц

“Quantitative vascular neuroimaging of the rat brain using superparamagnetic nanoparticles: New insights on vascular organization and brain function” | NeuroImage | doi: 10.1016/j.neuroimage.2017.09.003

 имиджинг

Биоинженеры из Северо-Восточного университета в Бостоне продемонстрировали новый метод визуализации мозга на живой крысе. Используя суперпарамагнитные наночастицы оксида железа, они получили более детальное изображение по сравнению с обычной магнитно-резонансной томографией. Частицы выбрали в качестве контрастного вещества, что позволило увидеть распределение кровотока в мозге с высокой четкостью, на уровне капилляров, и построить 3D карту работы разных областей мозга в состоянии анестезии и бодрствования.

По распределению плотности кровотока можно судить об активности нейронных цепей, по отклонениям от нормы -- изучать последствия травм и механизмы неврологических нарушений. Глобальная карта капиллярной плотности, полученная в состоянии покоя, показывает, насколько нуждаются в притоке крови те или иные зоны мозга. Авторы сделали МРТ снимки с разрешением 85х85 мкм, получили в сумме 550 000 вокселей и создали трехмерный атлас мозга крысы, условно разбив его на 173 участка.

Панели показывают проекции максимального кровотока одной крысы. Слева направо: предварительные и постконтрастные изображения головы, далее изображения мозга, вырезанные из соседнего скана. До инъекции ферумокситола видна лишь небольшая сосудистая сеть, после инъекции вся сосудистая система четко обозначена.

Регионами с наибольшей плотностью сосудов и, отсюда, самым высоким потреблением энергии у бодрствующих крыс, оказались те нервные цепи, что участвуют в работе памяти и первичных чувств -- обоняния, слуха и зрения. Эти две схемы охватывают 28 из 173 областей, и они, по всей видимости, нуждаются в постоянном притоке метаболитов. Зато при анестезии в этих областях приток крови упал сильнее всего, что намекает на их роль в поддержании сознания (по мнению авторов). В других двадцати восьми участках мозга анестезированных крыс кровоток усилился, в основном, в области мозгового ствола и мозжечка, в связи с автономной регуляцией.

Отсюда картина наполнения капилляров, что видна на МРТ высокой четкости, может предсказывать состояния, близкие к физиологической или ментальной анестезии, то есть потери памяти и сознания. Авторы отмечают, что использованный ими ферумокситол, препарат из наночастиц, уже одобрен для применения на людях. И поэтому метод вполне готов для переноса в клинические исследования. 

17.11.2017В СГТУ пройдет Международная школа молодых ученых «Динамика сложных сетей и их применение в интеллектуальной робототехнике» (DCNAIR 2017)

Она нацелена на то, чтобы стать международной площадкой для обмена образовательными, научными и техническими идеями и достижениями между специалистами, в особенности молодыми учёными и студентами, работающими в области изучения сложных сетей и интеллектуальной робототехники.

Подробнее
17.11.2017Обзор новостей в России и мире. СТАРТАПЫ И БИЗНЕС в сфере нейротехнологий 10.11.17 - 17.11.17

Самые актуальные новости бизнеса в сфере нейротехнологий за неделю

Подробнее
17.11.2017Обзор новостей нейротехнологий 11.11.17 - 17.11.17

Самые актуальные новости за неделю

Подробнее
16.11.2017Synergy Global Forum приглашает участников "Нейронет"

Synergy Global Forum состоится в Москве 27 и 28 ноября. Для участников Отраслевого союза «Нейронет» предусмотрены особые условия участия!

Подробнее
15.11.201726 ноября состоится знаковое событие в мире ассистивных и нейротехнологий — соревнования НЕЙРОТЛОН

26 ноября в Санкт-Петербурге пройдет НЕЙРОТЛОН – соревнования людей с ограниченными возможностями, использующих ассистивные технологии. 

Подробнее
15.11.2017В Петербурге пройдет НейроФорум «Возможности для развития Нейронет на глобальном рынке»

 

С 23 по 26 ноября в петербургской «Точке кипения» АСИ пройдет НейроФорум «Возможности для развития Нейронет на глобальном рынке». Организаторы Форума: Университет ИТМО, «Точка кипения» в Санкт-Петербурге. Мероприятие проходит при поддержке Отраслевого союза «Нейронет».

Подробнее
14.11.20175 декабря пройдет открытый "Котел идей "Нейронет"

Приглашаем посетить юбилейную, 101-ю сессию "Котел идей "Нейронет". 

Подробнее
13.11.2017Нейрокоммуникации обсудят в лектории "360 разговоров о будущем"

Завтра NeuroTrend & NeuroChat приглашают всех в лекторий "360 разговоров о будущем", работающий в рамках выставки "Россия, устремленная в будущее" в здании Манежа.

Подробнее
10.11.2017FinMachine 2017. II ежегодный финансовый форум о нейросетях, искусственном интеллекте и машинном обучении

Отраслевой союз "Нейронет" стал информационным партнером  ежегодного финансового форума FinMachine 2017.

Подробнее
10.11.2017Обзор новостей нейротехнологий 04.11.17 - 10.11.17

Самые актуальные новости за неделю

Подробнее
9.11.2017Fibrum создал первую в мире сеть виртуальных магазинов для AliExpress и Tmall

 

Fibrum, участник Отраслевого союза "Нейронет", разработал создал для AliExpress уникальную платформу, ставшую основой для 121 виртуального магазина интернет-гиганта в 11 городах России. 

 

Подробнее
9.11.2017Обзор новостей в России и мире. СТАРТАПЫ И БИЗНЕС в сфере нейротехнологий 03.11.2017 - 09.11.17

Самые актуальные новости бизнеса в сфере нейротехнологий за неделю

Подробнее
9.11.2017«Юный нейромоделист» представили на Баркемпе в Петербурге

Конструктор «Юный нейромоделист» от компании BiTronics Lab представили главам регионов и сотрудникам Администрации Президента на конференции «Национальная технологическая революция 20.35» в Санкт-Петербурге.

Подробнее
6.11.2017Обзор новостей в России и мире. СТАРТАПЫ И БИЗНЕС в сфере нейротехнологий 28.10.2017 - 03.11.17

Самые актуальные новости бизнеса в сфере нейротехнологий за неделю

Подробнее
3.11.2017Обзор новостей нейротехнологий 27.10.17 - 03.10.17

Самые актуальные новости за неделю

Подробнее
2.11.20171 ноября прошел финал конкурса «УМНИК» по тематикам, связанным с технологиями Нейронет

Мероприятие прошло в пространстве «Точка кипения» АСИ в Москве.

Подробнее
2.11.2017Приглашаем принять участие в хакатоне ТИЛТЕХ МЕДХАК

Фонд инновационных технологий в медицине TealTech Capital и ScienceGuide проведут первый международный хакатон по цифровой медицине – ТИЛТЕХ МЕДХАК

Подробнее
123242, г. Москва, Малый Конюшковский пер., д. 2, оф. 17