Наша географияЗаявка на членство+7 916 848-78-01info@rusneuro.net
О НейроНетеНаша миссияЧлены союзаНовостиСМИ о насДокументыАрхивКонтакты
Новости / Обзор новостей нейротехнологий 22.04.17-28.04.17
Новости
28.04.2017

Обзор новостей нейротехнологий 22.04.17-28.04.17

Нейрональные корреляты групповой динамики

“Brain-to-Brain Synchrony Tracks Real-World Dynamic Group Interactions in the Classroom” | Current Biology | doi: 10.1016/j.cub.2017.04.002
 

неинвазивные интерфейсы

Психологи из Нью-Йоркского университета вместе с коллегами из Германии изучили групповую динамику с помощью анализа сигналов мозга. Эксперимент проводился вне стен лаборатории, в классе из 12 учеников на обычных уроках, где подростки занимались с учителем. В выбранные дни ученики надевали гарнитуры EMOTIV, активность их мозга записывалась. Эксперимент показал, что по синхронизации ЭЭГ внутри группы можно судить о вовлеченности, а также о социальных взаимодействиях между членами группы.

 

Урок включает разные форматы, чтобы сравнить уровни внимания и степень синхронизации ЭЭГ.

После каждого урока, а также в конце семестра ученики оценивали разные форматы обучения, такие как лекция учителя, просмотр видео, обсуждение в группе. Чем выше группа оценивала тот или иной стиль обучения, тем сильнее совпадала активность мозга учеников в ходе занятий по этому формату. Также студенты оценивали свое внимание. Те из них, кто был сфокусирован на уроке, показали более высокую синхронизацию ЭЭГ.

Авторы эксперимента проверили, как отношения внутри группы влияют на взаимное совпадение активностей мозга. Если перед уроком два ученика сидели напротив друг друга (устроенная авторами ситуация) и переглядывались, то затем во время урока они больше вовлекались в совместное внимание, а их ЭЭГ синхронизировались сильнее. Авторы считают, что социальная активность, эмпатия и отношение между членами группы прямо сказывается на вовлеченности, и показывают это на данных активности мозга. Работа служит одной из первых попыток оценить динамику нейронной активности у группы в условиях естественной деятельности.


Обучение ИИ с подкреплением на естественном языке

“Beating Atari with Natural Language Guided Reinforcement Learning” | arXiv:1704.05539

искусственный интеллект

ИИ-агент научился играть в одну из самых сложных видеоигр Atari, получая инструкции на английском языке. Игра “Месть Монтесумы” трудна для обучения искусственного интеллекта -- нужно сделать несколько ходов, прежде чем получишь баллы. Без регулярного подкрепления агент действует наугад, и выработка стратегии идет медленно. Программисты Стэнфордского университета ускорили обучение агента, добавив к игре инструкции на естественном языке.

Это советы типа «поднимись вверх по лестнице» или «возьми ключ». Агента сначала обучили связывать инструкции со скриншотами игровых действий. Затем он проходил каждую “комнату”, получая подкрепление за выполнение заданий и за достигнутый результат в игре.

 

Алгоритм из команд на языке, которые может дать человек.

Агент учится связывать картинки и текст.

Чтобы узнать, как агент усвоил смысл инструкций, в эксперименте убрали данные обучения по второй комнате. Попав туда, агент следовал советам типа «поднимись по лестнице», хотя до того на этом этапе игры их не встречал. Авторы статьи полагают, что агент выработал общее представление о действиях, вместо того, чтобы их механически запомнить. Если он находил лучшую стратегию, то игнорировал инструкции.

Агент набрал в игре 3 500 баллов. Лучший результат OpenAI Gym, тестовой онлайн платформы, всего 2 500 баллов. Интеллект от DeepMind набирает в этой игре 6 600, но учится в два раза дольше. Инструкции -- простое и потенциально ходовое решение. Такой тип обучения похож на то, как взрослые учат детей, а использование естественного языка означает, что инструкции агенту может дать любой человек, не только программист. Особенно это может пригодиться при обучении роботов в реальном мире.


Слияние нейрональных органоидов

“Assembly of functionally integrated human forebrain spheroids” | Nature | doi:10.1038/nature22330

органоиды

Нейробиологи из Стэнфордского университета отследили миграцию нервных клеток в мини-мозгах, выращенных в пробирке. Аналогичное движение нейронов происходит в мозге в период внутриутробного развития, но наблюдать его впрямую до того не удавалось. В сфероидах, что создала группа из Стэнфорда, нейроны перемещались на новое место и устанавливали связи с клетками, имитируя функциональные сети коры головного мозга.

Сфероиды готовились из индуцированных полипотентных стволовых клеток человека, которые исходно были клетками кожи. Стволовые клетки перепрограммировали в незрелые нейроны и помещали в емкость с жидкой средой. Покрытие стенок емкости не дает клеткам прикрепиться. Так нейроны вынуждали собраться в комок и образовать сфероид, свободно плавающий в жидкости. Биологи создали два типа нервных клеток: hCS напоминали глутаматергические нейроны развивающейся коры, hSS походили на интернейроны, которые мигрируют в кору мозга в ходе развития плода.

Авторы работы вырастили из двух типов нейронов по сфероиду и подсадили сфероиды друг к другу. Спустя три дня они слились, а hSS-нейроны за несколько недель переместились частично в половину с hCS-нейронами, отрастили дендриты и установили синаптические связи с новыми соседями. То есть повели себя так, словно они в настоящем мозге (см. видео).

 

Иммуноаналитическое изображение слившихся сфероидов.

Биологи  вырастили также сфероиды из нейронов, взятых у пациента с редким неврологическим расстройством. Клетки в этом случае мигрировали чаще, но менее эффективно. Так модель сфероидов, предложенная группой из Стэнфорда, открыла новые возможности изучать ранние этапы развития мозга и его аномалии.

 

Когнитивный диссонанс на ЭЭГ

“Neural mechanisms of cognitive dissonance (revised): An EEG study” | Journal of Neuroscience I doi: 10.1523/JNEUROSCI.3209-16.2017

неинвазивный интерфейс

Сотрудники российского Центра нейроэкономики и когнитивных исследований ВШЭ изучили, как мозг меняет активность при когнитивном диссонансе. Они показали, что в момент трудного выбора у человека на ЭЭГ возникает характерный сигнал -- негативность, связанная с ошибкой (error-related negativity, ERN). Чем сложнее дается решение, тем сильнее выражен ERN. Также они нашли связь между реакцией человека на диссонанс и особенностями динамики его мозга в состоянии покоя.

В исследовании участвовали 45 человек. Им предлагалось оценить 446 фотографий разных закусок по 8-балльной системе. Затем фото разбили на пары и просили людей выбрать по одной из двух фото. Пары были составлены так, чтобы в половине случаев усложнить выбор,  то есть человеку ставили вместе те фото, что он оценил схожими баллами. Во время эксперимента у испытуемых снимали ЭЭГ.

Нейроэкономисты знают, что наши оценки до и после выбора меняются. Мы начинаем ценить выше ту альтернативу, в чью пользу сделали выбор. Так психика снижает психологическое напряжение, которое достигает пика, когда мы мечемся между двумя решениями. В центре ВШЭ впервые изучили нейронные корреляты этого напряжения и показали, что сильнее меняют свои оценки те люди, у кого сильнее амплитуда ERN.

Причем степень пересмотра мнения и силу когнитивного диссонанса можно предсказать. Нужно измерить на ЭЭГ в состоянии покоя дальние временные корреляции лобно-центральной коры. Люди с более выраженными корреляциями сильнее меняли свои оценки, и у них был более сильный “сигнал ошибки” во время когнитивного диссонанса.

 

Стимуляция мозга улучшает запоминание

“Direct Brain Stimulation Modulates Encoding States and Memory Performance in Humans” | Current Biology | doi: 10.1016/j.cub.2017.03.028
 

нейромодуляция

Команда неврологов под началом Майкла Кахана из Пенсильванского университета, научного руководителя проекта DARPA “Восстановление активной памяти” (RAM), провела эксперимент по улучшению памяти у сотни пациентов. В опыте участвовали люди, которым имплантировали электроды в мозг в рамках лечения от эпилепсии. Через эти электроды ученые записывали ЭЭГ пациентов и проводили стимуляцию. При подаче тока в правильно выбранный момент времени испытуемые запоминали слова на 13 процентов лучше.

На первом этапе ученые записывали сигналы мозга пациентов во время тестовых заданий на запоминание простых слов, затем во время попыток их вспомнить. После чего к данным ЭЭГ применили методы машинного обучения. Так программа научилась предсказывать, удастся ли человеку сохранить слово в памяти, исходя из текущего состояния мозга. Затем в новой серии тестов пациентам подавали слабую стимуляцию в мозг, когда они пытались запомнить слова.

 

В качестве входного сигнала (X) бралась частотная характеристика спектральной мощности электрода для каждого акта запоминания слова. Классификатор различает запомненные и забытые слова (вес, w).

Ученые сравнили эффекты стимуляции при разных состояниях активности мозга. Если паттерн ЭЭГ был связан с высокой вероятностью забыть слово, то стимуляция помогала людям позже его вспомнить. Если же картина активности мозга говорила о том, что пациент слово запомнит, то подача тока в этот момент снижала вероятность успеха на 18 процентов.

Авторы делают вывод, что эффект стимуляции памяти зависит от динамики мозга. Стимуляция нарушает процесс запоминания, если он идет верно, и нормализует, если он нарушен. Работа авторов направлена на создание импланта памяти на основе обратной связи, когда устройство подает импульсы в нужный момент в ответ на активность нейронов.

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
20.05.2017Обзор новостей нейротехнологий 13.05.17-20.05.17

Самые актуальные новости за неделю

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
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