Наша географияЗаявка на членство+7 916 848-78-01info@rusneuro.net
О НейроНетеНаша миссияЧлены союзаНовостиПресс-центрДокументыАрхивКонтакты
Новости / Обзор новостей нейротехнологий 20.05.17-26.05.17
Новости
26.05.2017

Обзор новостей нейротехнологий 20.05.17-26.05.17

Метаповерхность повысила качество МРТ сканирования

“Flexible and compact hybrid metasurfaces for enhanced ultra high field in vivo magnetic resonance imaging” | Scientific Reports | doi:10.1038/s41598-017-01932-9

 

неинвазивный имиджинг

 

Инженеры из Медицинского центра Лейденского Университета в Нидерландах и Лаборатории прикладной радиофизики Университета ИТМО в Санкт-Петербурге создали материал для ускорения процедуры МРТ сканирования мозга. Гибкую метаповерхность толщиной 8 мм кладут в сканер под голову пациента, и чувствительность прибора возрастает. Так можно получить снимки МРТ в два раза быстрее либо за то же время сделать снимки более высокого качества.

 

Метаповерхность состоит из медных полос толщиной 25 микрометров, включая длинные 17,5 см и матрицу 3 × 3 коротких полосок длиной 3 см. Медные полосы помещены на гибкий пластиковый лист и диэлектрический слой из суспензии перовскита. Такая подкладка заходит в узкое пространство между головой и приемными МР-катушками аппарата, повышая в полтора раза  отношение сигнал-шум в сканируемой области. Сегодня низкие соотношения сигнал-шум ограничивают метод МРТ, и чтобы различить полезный сигнал на фоне шума, сканирование повторяют много раз. За счет нового материала растет амплитуда высокочастотного магнитного поля, а амплитуда электрического поля снижается.

 

 

Вверху справа фото эксперимента, включающего передающую (внешнюю) и многоэлементную приемную катушку (внутреннюю). Внизу справа схема гибридной поверхности, включая диэлектрическую подложку с высокой диэлектрической проницаемостью (слева) в сочетании с ее металлической структурой (справа).

 

Поскольку разрешение каждого скана становится выше, можно добиться более четких снимков ценой снижения размеров вокселов, трехмерных пикселей. Либо сократить время сканирования при стандартном качестве, что уже зависит от цели проводимой процедуры. По мнению авторов, их материал позволит обслужить больше пациентов за то же время и точнее диагностировать развитие патологий в мозге. В работе тестировали материал на МРТ сканировании затылочной коры, но гибкую поверхность можно приложить к любой области головы и получить снимки выбранного района мозга.

 

Сетчатый электродный зонд врастает в мозг

“Syringe-injectable mesh electronics integrate seamlessly with minimal chronic immune response in the brain” | PNAS | doi: 10.1073/pnas.1705509114

 

инвазивные интерфейсы

 

Сеть из электродов отлично встраивается в нервные сети мозга. Инженеры и химики Гарвардского университета изучили, как клетки уживаются с их зондом из мягких электродов в виде тончайшей сетки. Пару лет назад ученые нашли новый способ снять сигналы из глубоких зон мозга. Они создали решетку из очень тонких проводящих волокон, по мягкости близких к ткани мозга. Сеть сама скручивается в воде, шприцом её забирают в иглу и затем вводят инъекцией в мозг. Внутри мозга она расправляется. Так авторы считывали сигналы мозга живых мышей на протяжении восьми месяцев.
 

 

Сетка забирается шприцем из водного раствора через стеклянную иглу, затем вводится в мозг мыши. Рис. Е схематично показывает реакцию клеток на сетчатый и на сплошной электродный зонд. Желтым отмечен глиальный рубец.   

 

В отличие от одномерных электродов сеть дает трехмерную картину активности. Она фиксирует спайки в разных точках в разное время, и можно вычислить, как сигнал проходит между клетками. В сети есть и стимулирующие электроды, что превращает её в удобный инструмент для интерфейсов. В новой работе авторы провели гистологический анализ тканей мозга, чтобы понять, как зонд влияет на клеточное окружение.

 

Они изучили срезы мозга мышей, взятые спустя две, четыре и двенадцать недель после введения зонда. С помощью флуоресцентной микроскопии нашли на срезах тела нейронов, аксоны, астроциты, микроглию и элементы электродной решетки. Анализ показал, что отростки нейронов и даже сами нейроны вошли в ячейки между волокнами сети, а микроглия слабо отреагировала на инородное тело. Через три месяца электроника полностью вросла в ткань, не нарушив её структуру.

Для контроля взяли гибкие тонкие электроды, что часто используют в исследованиях, и проверили реакцию тканей мозга тем же способом. Одиночные электроды вызвали более сильный иммунный ответ, на место нейронов пришли астроциты, а сигнал от нейронов стал слабее. Авторы делают вывод, что мягкие сетевые электроды лучше интегрируется с мозгом и выгоднее для имплантов, интерфейсов и в опытах с животными-киборгами.

 

 

Робот-паразит управляет живым “хозяином”

Parasitic Robot System for Waypoint Navigation of Turtle” | Journal of Bionic Engineering | doi: 10.1016/S1672-6529(16)60401-8

 

роботы

 

Роботы все еще неуклюжи и слабо адаптированы для естественной среды. Вне стен лабораторий они не протянут долго и даже в простых задачах будут беспомощны. Животные в этой среде живут, они эффективны, и за ними миллионы лет эволюции. Инженеры из Корейского института передовых технологий (KAIST) решили преодолеть слабые места роботов с помощью фауны. Они создали паразитного робота, который не передвигается сам, но добирается в пункт назначения на животном, управляя движением “хозяина”, как это порой делают настоящие паразиты.

 

Робот закреплен на панцире черепахи. Сочетая стимулы и поощрения, он направляет её по нужному пути. Стимулом служит массив светодиодов, который свисает впереди на уровне глаз. Черепаху как объект выбрали потому, что это амфибия с хорошим зрением и долговременной памятью. У неё уже есть площадка, идеально подходящая для установки паразитного устройства. Кроме того, животное медленное, его легко наблюдать и контролировать.

 

Две недели до опыта черепах кормили рядом с включенным красным светодиодом, и они научились ассоциировать светодиод с едой. Затем на панцирь поставили робота с вынесенной вперед рамкой в виде дуги с пятью диодами. Поскольку черепахи связывали красный диод с пищей, включение одного из них заставлял их двигаться в направлении света. Так “паразит” менял маршрут движения “хозяина”, побуждая животное повернуть в нужную сторону. За правильный выбор робот кормил черепаху, выдавливая порцию гелеобразной пищи шприцем из контейнера.

 

 

Черепаха и паразитное устройство с контейнером и дисплеем из светодиодов.

 

Эксперименты в резервуаре с водой с группой из пяти черепах в течение пяти недель показали, что паразитный робот направлял черепах по контрольным точкам в бассейне, проходя 5-метровый маршрут в среднем за 75 секунд. Кроме того, обучение с подкреплением, что задавал робот, вело к росту результатов. К последнему дню эксперимента черепахи проходили путь с отклонением от идеального маршрута чуть выше 3%.  Следующие поколения паразитных роботов научатся работать с другими видами, например, птицами или рыбами. У них будут сенсоры и более хитрые устройства дополненной реальности. И еще роботы, как и положено паразитам, смогут получать энергию прямо от хозяина.

 

Тактильная стимуляция помогает глухим

“Electro-Tactile Stimulation Enhances Cochlear Implant Speech Recognition in Noise” | Scientific Reports | doi:10.1038/s41598-017-02429-1

 

нейромодуляция

 

Люди лучше распознают речь через кохлеарный имплант, если чувствуют на указательном пальце слабые электрические импульсы. Новый способ усилить действие слухового протеза предложили неврологи Калифорнийского университета в Ирвайне, Университета Джонса Хопкинса и Центра общественного здравоохранения армии США. Они преобразовали звук основного тона голоса в электро-тактильные вибрации, затем подали их в датчик на пальце. Десять испытуемых, которые слышат с помощью вживленных слуховых устройств, лучше различали речь при стимуляции пальца.

 

В серии опытов глухие люди заходили в звуконепроницаемую кабину и вставали напротив громкоговорителя. Сперва они слушали записи только через кохлеарный имплант, затем в новом тесте им добавляли стимуляцию. Компьютер извлекал основную частоту звука и превращал её в тактильные колебания, дублируя низкие частоты слышимой речи (ниже 500 Гц). Так участники повысили свой порог различения речи в среднем на 2.2 децибел и максимально на 7 децибел.

 

 

Компьютер (РС) управляет звуком и тактильной стимуляцией. Электростимуляция поступает на кохлеарный имплант (CI) через аудиометр и динамик. Тактильная стимуляция подается на указательный палец через усилитель и тактильный преобразователь.

 

Из других работ известно, что у здоровых людей тактильная стимуляция влияет на слуховое восприятие в диапазоне от обнаружения звука до распознавания речи, интонационных контрастов и даже генерации шума в ушах. Анатомически тактильная информация интегрируется со слуховой по всему пути от кохлеарного ядра к слуховой коре. Поэтому оставался шанс, что у глухих эта связь сохранилась и может быть задействована. Так и вышло. Добавим, что тестовые записи были нарочно зашумлены, поскольку глухим с кохлеарным имплантом расслышать речь в шумных местах особенно трудно.

 

Авторы считают, что метод тактильного дополнения слуха может оказаться полезен и для здоровых людей, и для машинного распознавания речи. А сама работа -- довод в пользу гибридных систем в нейропротезировании.

 

 

 Термогенетика догоняет оптогенетику

“Thermogenetic neurostimulation with single-cell resolution” | Nature Communications | doi: 10.1038/ncomms15362

 

нейромодуляция

 

Российские ученые из ИБХ РАН, ИВНДиНФ РАН и МГУ предложили новый метод стимуляции клеток, по точности сравнимый с оптогенетикой. Вместо чувствительности к свету клеткам придают чувствительность к теплу, вводя в них белки, взятые у змей с термозрением. Такие змеи имеют на носу орган ночного видения, в нём есть нейроны с рецепторами TRPA1, и они чувствительны к тепловому инфракрасному излучению. Встроив эти рецепторы в клетки млекопитающих и рыб, нейробиологи активировали выбранные клетки лучом инфракрасного лазера.

 

Серии коротких фемтосекундных ИК импульсов разной длительности локально нагревают ткань в месте прохождения луча. Чтобы оптимально подобрать длину волны, интенсивность пучка и степень нагрева ученые провели сложные эксперименты. Они с помощью алмазного квантового термометра нашли ту мощность лазера, что повышает температуру клеток на один-два градуса цельсия. Этого хватает, чтобы включить рецептор и не повредить ткани. Далее с помощью измерений электродом они показали, что нейроны с рецептором TRPA1 после освещения ИК-светом генерируют потенциалы действия. Так короткий нагрев лазером ведет к активации клеток.

 

 

(a) Флуоресцентное изображение caTRPA1 и tdTomato-экспрессирующих нейронов, наложенных на изображение личинки рыбки-данио. На вставке лазерный луч; шкала 60 мкм. (b) Увеличенное изображение нейронов. (c) Схема активации нейронов и обнаружение поведенческого ответа у личинки рыбы с помощью быстрой камеры.

 

В сравнении с видимым светом, что используют в оптогенетике, инфракрасный свет проникает глубже в биологические ткани. Толщина лазерного луча 60 микрометров сопоставима с размером нейрона, и это позволяет стимулировать одну клетку, не затрагивая остальных. Вы можете выбирать параметры импульсов и получать в клетке потенциалы действия с частотой до 50 Гц, не уступая по временному разрешению методам оптогенетики.

 

Авторы работали с двумя видами рецепторов, они активны при температуре 27 и 35 °C, что подходит для опытов с живой рыбкой-данио и культурами нервных клеток. Для работы с живыми мышами и прочими млекопитающими желательно найти белки, порог включения которых ближе к 40 °C. Авторы планируют изменить ионную селективность терморецепторов, чтобы с помощью термогенетики не только стимулировать, но и тормозить активность нейронов.

23.05.2018Впервые в Москве пройдет Start up stand up

26 мая 2018 г. на площадке ФРИИ (Фонда развития интернет-инициатив) состоится Start up stand up, на котором молодые предприниматели в сфере новейших технологий в необычном формате расскажут о своих достижениях.

Подробнее
23.05.201818 мая состоялся очередной штаб рабочей группы «Нейронет» НТИ

В ходе заседания были заслушаны презентации 16 проектов. По результатам презентации были приняты решения об определении мер поддержки.

Подробнее
22.05.2018Алантим и министр образования МО открыли школу в детском онкоцентре

22 мая Московский технологический институт (МТИ) и ОС «Нейронет» приняли участие в официальном открытии структурного подразделения школы № 22 в детском онкологическом центре Московской области.

Подробнее
22.05.2018НейроЧат на 6-ой ежегодной Ассамблее Всемирного Союза инвалидов

11-13 мая в Мерсине, Турция,прошла  6-ая ежегодная Ассамблея Всемирного Союза инвалидов (World Disability Union Assembly), в рамках которой представители «НейроЧат» презентовали свой проект.

Подробнее
18.05.2018На Физтехе пройдет хакатон по созданию умных чатботов

Цель хакатона – разработать чатбот, который сможет вести осмысленный диалог с пользователем на общие темы. 

Подробнее
18.05.2018«Нейронет» объявляет о старте образовательной программы в МФТИ

Отраслевой союз «Нейронет» запускает бакалаврскую и магистерскую образовательную программу в Московском физико-техническом институте на базе кафедры инновационной фармацевтики, медицинской техники и биотехнологий Физтех-школа биологической и медицинской физики.

Подробнее
18.05.2018Обзор новостей нейротехнологий 14.05.18 - 18.05.18

Самые актуальные новости за неделю

Подробнее
17.05.2018«Нейротлон-2018» пройдет одновременно с международной научной конференцией по нейроинтерфейсам

Вторые международные соревнования разработчиков и пользователей высокотехнологичных устройств «Нейротлон», направленные на расширение человеческих возможностей, пройдут одновременно с IV Международной конференцией «Нейрокомпьютерный интерфейс: наука и практика» в Самаре в октябре этого года.

Подробнее
15.05.2018NeuroTrend и Tribal Singapore (DDB World Wide Group) договорились о сотрудничестве

В ходе конференции Tribal Singapore компания NeuroTrend и группа компаний TribalGroup анонсировали включение нейромаркетингового тестирования в портфель услуг сети агентств Tribal.

Подробнее
15.05.2018«Нейромафия» - настольная игра будущего

19 мая у каждого будет шанс попробовать свои силы в многопользовательской настольной игре «Нейромафия»

Подробнее
15.05.2018«Нейронет» запускает клуб наставников

Наставники «Нейронет» могут помочь участникам нашего сообщества в реализации идей и устремлений, провести консультацию и дать практические советы.

Подробнее
11.05.2018Делегация отраслевого союза «Нейронет» отправится на образовательный интенсив «Остров 10-21»

10 - 21 июля в кампусе Дальневосточного федерального университета стартует проект «Остров 10–21» - образовательный интенсив, призванный сплотить технологических лидеров России. В проекте примет участие делегация отраслевого союза «Нейронет».

Подробнее
11.05.2018Обзор новостей Нейротехнологий 07.05.18 - 11.05.18

Самые актуальные новости за неделю

Подробнее
10.05.2018В «майские указы» Президента России вошло множество программ, направленных на технологическое развитие страны

7 мая Президент Российской Федерации В.В. Путин подписал Указ «О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации на период до 2024 года».

Подробнее
10.05.2018Science Guide приглашает на хакатон по Human Capital

Призовой фонд составит 300 тысяч рублей

Подробнее
8.05.2018Fail Meet Night на тему «Программирование под нейроинтерфейсы»

Neurohub проводит Fail Meet Night - мероприятие, посвященное разбору профессиональных «провалов» в различных областях. На этот раз разбору подлежат ошибки в сфере разработки программного обеспечения под нейроинтерфейсы.

Подробнее
8.05.2018В конце апреля Отраслевой союз «Нейронет» провел ряд семинаров в регионах России

Семинары были посвящены трендам формирующегося рынка «Нейронет» НТИ, а также методам взаимодействия с программами и структурами Национальной технологической инициативы для развития образовательного, научного и предпринимательского климата в регионах.

Подробнее
4.05.2018Названы лучшие технологические стартапы акселератора GenerationS

В Москве состоялся финал акселератора технологических стартапов GenerationS от РВК. Трое победителей разделили гран-при в 16 млн рублей, а 20 команд-финалистов получили призы от партнеров акселератора, в том числе Отраслевого союза «Нейронет».

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