Наша географияЗаявка на членство+7 916 848-78-01info@rusneuro.net
О НейроНетеНаша миссияЧлены союзаНовостиСМИ о насДокументыАрхивКонтакты
Новости / Обзор новостей нейротехнологий 13.05.17-20.05.17
Новости
20.05.2017

Обзор новостей нейротехнологий 13.05.17-20.05.17

Новый проводник можно растянуть в пять раз

“Printable elastic conductors by in situ formation of silver nanoparticles from silver flakes” | Nature Materials | doi:10.1038/nmat4904

мягкая электроника

Эластичный проводящий материал создали инженеры Токийского университета. Они смешали фторсодержащий каучук и фтористое поверхностно-активное вещество (ПАВ) с мелкими серебряными хлопьями и добавили органический растворитель. Он растворяет фторкаучук, а ПАВ снижает поверхностное натяжение. Получился пастообразный материал, он позволяет печатать схемы, которые сохраняют электрическую проводимость даже при растяжении в пять раз.

 

Светодиод продолжает ярко светить даже при пятикратном растяжении проводника.

 

Такой проводник можно нанести на текстиль или иные эластичные поверхности, создав проводку для носимой электроники, или встроить его в упругую “кожу” для роботов. Без растяжения печатные дорожки имели проводимость 4,972 сименса на сантиметр (См/см), при растяжении в три раза проводимость была больше тысячи сименсов, а при пятикратном растягивании она сохранялась на уровне 935 См/см. Это лучший результат для такой величины деформации.

Материал изучили под электронными микроскопами. Его проводящие свойства  оказались связаны с тем, что при печати и нагреве в композитной пасте образуются наночастицы серебра. Они дисперсно распределяются между хлопьями по всему объему фторсодержащей резины.

 

Наночастицы серебра синтезируются путем смешивания четырех компонентов и печати. Они образуют проводящие пути с хлопьями (Ag flakes).

Появление наночастиц стало для авторов приятным сюрпризом. Варьируя молекулярный вес каучука, ученые научились управлять количеством и распределением частиц. Они выяснили, что ПАВ и нагрев ускоряли появление частиц и влияли на их размер. Для проверки свойств материала авторы создали эластичные датчики давления и температуры, изготовив их на тканной основе. Датчики показали точные измерения при растяжении почти в три раза. Этого хватит, чтобы разместить их на одежде даже в районе локтевых и коленных суставов.

 

Нановолокно слышит звучание клеток

“Nanofibre optic force transducers with sub-piconewton resolution via near-field plasmon–dielectric interactions” | Nature Photonics | doi:10.1038/nphoton.2017.74

  сенсоры

Инженеры из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали нано-сенсор, который чувствует мельчайшие колебания от плавающих бактерий или биения клеток сердца. Он состоит из оптоволокна в сто раз тоньше человеческого волоса и различает силу в десять триллионов раз меньше одного ньютона. Сенсор назвали NOFT (nanofibre optic force transducer), он способен обнаруживать силу механических взаимодействий клеток, ловить генерируемые ими акустические волны.

 

Художественная реконструкция NOFT. Внутри сенсора идет свет, на внешнем слое частицы золота.

Диаметр оптоволокна от 200 до 400  нанометров. Устройство чувствительнее атомно-силового микроскопа, но при этом гораздо меньше в размерах. Сам NOFT выполнен из очень тонкого волокна диоксида олова, покрытого тонким слоем полимера полиэтиленгликоля, куда  включены наночастицы золота. Для измерения нужно погрузить NOFT в раствор с клетками и пустить луч света по волокну. Наночастицы рассеивают проходящий свет, а интенсивность рассеяния зависит от степени взаимодействия частиц с лучом.

 

Схема показывает наночастицы на полимерном слое. Интенсивность рассеяния частицы напрямую связана с ее расстоянием от световода, а расстояние прямо зависит от приложенной силы.

Ключ к созданию NOFT -- полимерный слой, он действует как пружинный матрас, который достаточно чувствителен, чтобы деформироваться от очень слабых сил, порождаемых клетками.

Когда возникает механическая сила или звуковая волна, она толкает частицы вглубь полимерного слоя, ближе к световоду. Чем сильнее нажатие, тем больше частицы рассеивают лазерный луч и тем выше интенсивность света на поверхности сенсора. Эти изменения можно видеть в обычный микроскоп и так регистрировать колебания вплоть до 160 фемтоньютонов.

Полимер дает возможность варьировать чувствительность сенсора. Можно использовать более жесткое или более мягкое покрытие. Авторы тестировали NOFT в растворе с живыми бактериями Helicobacter pylori, которые живут в кишечнике, и в культурах клеток сердечной мышцы мышей. Сенсор различал звуковое давление - 30 децибел, что в тысячу раз ниже предела человеческого слуха.

 

“Зрительные” карты мозга у слепых

“Development of visual category selectivity in ventral visual cortex does not require visual experience” | PNAS | doi: 10.1073/pnas.1612862114

нейропластичность

Нейробиологи из Лёвенского университета, Бельгия установили, что мозг слепых людей строит те же карты различения объектов, что и мозг зрячих. В нижней височной коре у нас расположен так называемый вентральный путь зрительного восприятия. Этот участок связан с распознаванием формы и представлением об объекте, там формируется ответ на вопрос “что я вижу?”. Разные области этого участка активируются при восприятии разных категорий видимых предметов. Сканирование мозга слепых от рождения показало, что в нижней височной коре у них действуют схожие схемы различения категорий.

Ученые давно задаются вопросом, возникают ли эти кортикальные карты именно вследствие зрительного опыта. Авторы статьи провели эксперименты со зрячими и со слепыми от рождения людьми, трое из которых родились без глазных яблок и лишены любого восприятия света. Всех участников просили послушать звуки четырех категорий: чмоканье, поцелуи, смех -- для категории “лицо”; хлопки, звуки шагов -- для категории “части тела”; звуки леса, пляжа подразумевали категорию “сцена”, а тиканье часов, шум стиральной машины -- категорию “объект”. Пока они слушали записи, им делали функциональную томографию.

 

 

Показаны фМРТ нижней височной области коры. Цветом обозначены четыре категории стимулов. Вверху реакция мозга зрячих при прослушивании звуков; в середине реакция мозга зрячих на визуальные стимулы; внизу мозг слепых воспринимает звуки.

Сканы обнаружили поразительную картину. При восприятии звуков зрительная зона вентральной коры у слепых активировалась так же, как она активируется у зрячих при рассматривании картинок. Разные участки коры включались в ответ на разные категории, как и у зрячих. Это значит, что мозг, даже лишенный зрительного входа, использует для разбиения данных на категории ту же область. Отсюда считать эту область зрительной можно лишь условно, карты объектов возникают там и без зрительного опыта.

Результат исследования говорит в пользу идеи, что традиционное разделение на зрительную, кору, слуховую и проч. не вполне отражает реальность. Скорее, области мозга отличаются друг от друга не модальностью сенсорного входа, а своей функциональной ролью. Функции задаются по большей части генетически, а канал ввода данных, с чем мозгу приходится иметь дело, уже зависит от конкретных условий развития и опыта.

 

Считывание следов памяти во сне

“Decoding material-specific memory reprocessing during sleep in humans” | Nature Communications | doi:10.1038/ncomms15404

трекинг состояний

Сигнал ЭЭГ спящего человека содержит сведения о том, что он учил перед сном. Неврологи из Тюбингенского университета, Германия провели эксперимент с 32 добровольцами и показали, что по активности мозга во время сна можно узнать, какого рода информацию люди пытались запомнить за пару часов до отхода ко сну. Ученые также показали, что мозг обрабатывает свежий опыт и в стадии медленного, и в стадии быстрого сна, но решающее влияние на память имеет консолидация во время медленного (NREM).

Участники эксперимента по вечерам проходили тесты на запоминание картинок. В один день они изучали сотни изображений лиц, в другой -- изображения зданий. В процессе у них снимали 128-канальную ЭЭГ. Мозг обрабатывает эти два вида картинок по-разному. Как известно из других работ, обработка лиц активирует среднюю веретеновидную извилину и “область лиц” в затылочно-височной коре, а также другие височные области, тогда как обработка зданий активирует парагиппокампальную “область мест” и латеральную затылочную извилину.

Авторы собрали данные активности мозга в ходе тестирования испытуемых и через метод опорных векторов обучили алгоритм распознавания образов отличать по ЭЭГ, какой из двух типов картинок запоминал человек. Затем испытуемые ложились спать, и всю ночь у них считывалась ЭЭГ. Сложный статистический анализ показал, что тестирование сказывалось на активности спящего мозга, и в заданные временные интервалы он “проигрывал” именно тот тип образов, что видел в ходе тестирования. И чем сильнее сигнал, тем лучше испытуемые вспоминали картинки утром.

Основной задачей работы был поиск метода, который мог бы точно поймать во сне те признаки активности мозга, что вызваны недавним обучением. С помощью алгоритмов распознавания образов ученые смогли извлечь данные о контенте свежего опыта просто по электроэнцефалограмме.

 

Ошибающиеся боты помогли людям организоваться

“Locally noisy autonomous agents improve global human coordination in network experiments” | Nature | doi:10.1038/nature22332

нейроассистенты

Задачи, требующие координации между людьми, решаются быстрее, если некоторые агенты ведут себя не оптимально. Специалисты по теории игр из Йельского университета провели эксперимент с четырьмя тысячами участников. Люди играли в многопользовательскую игру, где успех каждого зависел от действий других игроков. Люди справлялись с проблемой лучше, если наряду с ними в игру внедрялись боты, совершающие ошибки.

Авторы создали 230 сетей по двадцать участников в каждой и предложили решить задачу цветовой координации. Коллективная цель в такой игре состоит в том, чтобы каждый узел имел цвет, отличный от соседних узлов. Игроки знают, что они входят в общую сеть, но видят только цвета соседей. В течение пяти минут можно менять цвет своего узла как угодно часто. Так игрок может устранить локальные конфликты цвета, но не может в одиночку разрешить конфликты по всей сети. Схема служит абстрактным представлением проблем координации в реальном мире, где локально оптимальные варианты часто не ведут к решению проблемы на  глобальном уровне.

 

 

Цветовые конфликты обозначены красной линией. Игрок с белым кружком в застрял в неразрешимом конфликте. Бот делает ошибочный ход, создавая еще один конфликт. Но это заставляет других игроков менять цвета, и все конфликты снимаются.  

Авторы работы ввели в игру ботов, смешав в сетях людей и машины. Боты играли с разными стратегиями. Они либо всегда вели себя оптимально, либо иногда случайным образом ошибались. За пять минут без ботов только 67% сетей решали задачу, прочие застряли в неразрешимых конфликтах. Когда же в игру включились боты, которые раз в десять ходов случайно меняли цвет, с задачей справились 85% сетей. Боты без ошибок или, наоборот, слишком хаотичные оказались не так полезны.

Работа показывает, что в коллективных решениях лучше работают стратегии с небольшим уровнем шума, и даже примитивные программы-агенты улучшают взаимодействия людей. Авторы считают, что “шумовые” боты полезны в качестве «простого искусственного интеллекта», который помогает людям с координацией. Они также могут быть экспериментальным инструментом, действуя как модели для людей, готовых иногда попробовать новое или нарушить ситуацию. Даже если они не в полной мере понимают, что делают.

 

Автор: Денис Тулинов

26.05.2017Обзор новостей нейротехнологий 20.05.17-26.05.17

Самые актуальные новости за неделю

Подробнее
23.05.2017Отраслевой союз «Нейронет» подписал Меморандум о сотрудничестве с Бизнес-инкубатором ВШЭ

В рамках партнерства “Нейронета” и Бизнес-инкубатора ВШЭ планируется отбор проектов для реализации Национальной технологической инициативы,

Подробнее
22.05.2017Поздравляем Павла Милославовича Балабана с публикацией в журнале Nature Communications

Статья посвящена термогенетике - новому направлению исследований мозга

Подробнее
12.05.2017Обзор новостей нейротехнологий 06.05.17-12.05.17

Самые актуальные новости за неделю

Подробнее
6.05.2017Science guide приглашает в путешествие к мировым экспертам по Artificial Intelligence

Scienceguideприглашает 1-4 июня отправиться в путешествие в Лондон на AIMeetupтех, кто заинтересован во вложении инвестиций в высокотехнологичные проекты и умении качественно оценивать потенциал разработок в сфере AI.

Подробнее
5.05.2017Обзор новостей нейротехнологий 29.04.17-05.05.17

Самые актуальные новости за неделю

Подробнее
5.05.2017Российские ученые создают новое направление науки, термогенетику: управление нейронной сетью с помощью инфракрасного излучения

Молекулярные биологи из ИБХ РАН совместно с нейробиологами из ИВНДиНФ РАН и физиками из МГУ им. М.В. Ломоносова разработали новую технологию стимуляции нервных клеток инфракрасным излучением, генетически встраивая в нейроны млекопитающих белки-терморецепторы змей

Подробнее
4.05.2017Российская соц. сеть для инвалидов НейроЧат выходит на международный уровень.

Команда проекта НейроЧат начала переговоры с коллегами из США о совместной демонстрации общения между пациентами российской клиники и медицинской школы Университета Южной Калифорнии (USC, Лос-Анжелес)

Подробнее
2.05.2017Лидер РГ NeuroNet Андрей Иващенко принял участие в панельной дискуссии Skolkovo Robotics

Пятый год подряд робототехническая конференция собирает на одной площадке выдающихся международных экспертов по робототехнике, представителей венчурных фондов, исследовательских и научных коллективов, стартапов и многих других участников

Подробнее
28.04.2017Обзор новостей нейротехнологий 22.04.17-28.04.17

Самые актуальные новости за неделю

Подробнее
21.04.2017Обзор новостей нейротехнологий 15.04.17-21.04.17

Самые актуальные новости за неделю

Подробнее
14.04.2017Обзор новостей нейротехнологий 08.04.17-14.04.17

Самые актуальные новости за неделю

Подробнее
12.04.201712 апреля 2017 года ННГУ им Лобачевского принял участие в десятом юбилейном всероссийском форуме “Цифровой мир 2020”

В качестве экспонатов были представлены ведущие разработки ученых и инженеров ННГУ.

Подробнее
7.04.2017Обзор новостей нейротехнологий 01.04.17-07.04.17

Самые актуальные новости за неделю

Подробнее
6.04.2017Вокруг шум. Чат-бот: пустой хайп или новая эра?

Обзорная статья, с вариантами ответов на основные вопросы о чат-ботах

Подробнее
6.04.2017Фонд содействия инновациям объявляет о начале второй очереди конкурса "Развитие-НТИ"

Размер гранта – до 20 млн. рублей; Внебюджетное софинансирование (за счет собственных или привлеченных средств) – не менее 30% суммы гранта; Заявки принимаются с 15:00 (мск) 04 апреля 2017 года до 23:30 (мск) 15 мая 2017 года.

Подробнее
31.03.2017Обзор новостей нейротехнологий 25.03.17-31.03.17

Самые актуальные новости за неделю

Подробнее
30.03.2017наборы "Видэрэтрек" и "Нейротрек" заняли второе место на конкурсе Выбор педагогов России 2017

ООО "Брейн Девелопмент" заняло второе место в конкурсе "Выбор педагогов".

Подробнее
27.03.2017Обзор новостей нейротехнологий 18.03.17-24.03.17

Самые актуальные новости за неделю

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