Наша географияЗаявка на членство+7 916 848-78-01info@rusneuro.net
О НейроНетеНаша миссияЧлены союзаНовостиСМИ о насДокументыАрхивКонтакты
Новости / Обзор новостей нейротехнологий 29.04.17-05.05.17
Новости
5.05.2017

Обзор новостей нейротехнологий 29.04.17-05.05.17

Измерить ходьбу людей за стеной

“Extracting Gait Velocity and Stride Length from Surrounding Radio Signals” | Proceedings of the 2017 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems | doi: 10.1145/3025453.3025937

неинвазивные интерфейсы

Инженеры MIT с коллегами из университетов Гонконга и Бостона научились без камер и носимых датчиков дистанционно измерять скорость ходьбы. Их прибор WiGait посылает радиосигналы низкой мощности, они отражаются от человека и попадают обратно в устройство. Так определяется скорость его движения и длина шагов. Прибор висит на стене как картина и с точностью от 95 до 99 процентов отслеживает до четырех человек одновременно. Данные о ходьбе служат маркером развития заболеваний, они нужны для постоянного медицинского мониторинга, но ничто не мешает использовать WiGait и в других приложениях (например, умный дом, игры, маркетинг).

 

WiGait висит на стене (показан в рамке) и анализирует, как движение людей вносит возмущения в прохождение радиосигналов.

Прибор делает измерения каждые 0,02 секунды. Его сигнал в тысячу раз слабее WiFi, а средняя точность локализации составляет 13 см по горизонтали и 21 см по высоте. Он дает местоположение в виде одной координаты (точка на экране), не путает ходьбу с мытьем посуды и сохраняет право на личную жизнь, в отличие от видеокамер. Сигнал действует в радиусе свыше 10 метров и проходит сквозь стены. Технология не требует ношения сенсоров и активного участия со стороны человека, что важно в случае нейродегенеративных заболеваний.

Полгода назад с помощью той же системы авторам  удалось получить данные о мелких вариациях сердечных сокращений с точностью, сравнимой с нательным ЭКГ датчиком. Правда, для людей в состоянии покоя. Сложность в том, что на отраженный сигнал влияет дыхание, маскируя сердечный ритм. В таком сигнале нет острых пиков, характерных для ЭКГ. Интервалы между сердцебиениями различаются лишь на десятки миллисекунд. Все это делает задачу нетривиальной. Но с помощью созданного авторами алгоритма её удалось решить. Алгоритм анализирует данные отраженных сигналов и извлекает из них картину физиологического состояния.

Новая работа представлена на самой престижной конференции в области взаимодействий человека и вычислительных систем (CHI 2017). Авторы планируют проверить WiGait в работе с больными множественным склерозом и болезнью Паркинсона, а также снабдить его функцией идентификации пользователя.

 

Прозрачная пленка для чтения эмоций

“Percolating Network of Ultrathin Gold Nanowires and Silver Nanowires toward “Invisible” Wearable Sensors for Detecting Emotional Expression and Apexcardiogram” | Advanced Functional Materials | doi: 10.1002/adfm.201700845

мягкая электроника

Австралийские инженеры из Университета Монаш в Клейтоне, штат Виктория создали композитную пленку-сенсор. Она тонкая, прозрачная, эластичная и чувствует мельчайшие растяжения. Её можно наложить на кожу лица и считывать мимику. Или же снять апекскардиограмму сердца в области грудной клетки. Пленка состоит из слоев полимера полидиметилсилоксана, а между ними сеть из нанопроволоки из золота и серебра.

Авторы ставили цель создать сенсор для мягкой биосовместимой электроники. Такой сенсор должен легко растягиваться, быть “незаметным” и “неощутимым” для пользователя. В качестве проводника они выбрали нанопроволоку, её можно уложить в несколько слоев, добиваясь нужных свойств материала. Для подобных задач часто используют серебро, но оно не любит растяжений, поэтому авторы поверх нанонитей из серебра поместили проволочную сеть из золота. Такая конструкция не только хорошо проводит ток, но и прекрасно тянется, не разрываясь. С обеих сторон её покрыли эластичным полимером, он придал прочности и образовал пленку.

 

Схема изготовления эластичного прозрачного сенсора на основе двойных сетей из «мягких» золотых нитей AuNW и «жестких» серебряных AgNW.

Такая пленка замечает растяжение в 0.05%, может растягиваться на 70%, работает на 0.01 вольт и пропускает больше половины падающего света. Авторы показали, что их сенсор измеряет частоту дыхания и сердечных сокращений до и после серии физических упражнений. Они также наклеили пленку на шею, на кожу вокруг рта, на лоб, на виски. В разных опытах пленка отслеживала кашель, глотание, улыбку, движение бровей и даже моргание.

 

Изменение относительного сопротивления пленки-сенсора, конформно прикрепленной на висках

Коэффициент тензочувствительности, то есть отношение изменения сопротивления к продольному растяжению порой достигал 236. Это высокий показатель, он позволяет улавливать мельчайшую мимику лица. Такая мимика не контролируется сознанием, и сенсорам найдется применение не только в медицине, но и везде, где требуется считывать эмоции, изменения состояний психики.

 

Эластичный гиппокамп как залог хорошей памяти

“Aerobic fitness, hippocampal viscoelasticity, and relational memory performance” | NeuroImage | doi: 10.1016/j.neuroimage.2017.03.061

нейроимиджинг

Исследователи из Университета Иллинойса показали, что хорошая память положительно связана с физической выносливостью, и оба умения коррелируют с микроструктурой ткани гиппокампа. Чем более эластичен гиппокамп, тем сильнее память и выше аэробные способности, то есть количество потребляемого кислорода при максимальной физической нагрузке. А размер гиппокампа не важен.

Медики и психологи в институте передовой науки и техники Бекмана при Иллинойском университете применили магнитно-резонансную эластографию для замера структурной целостности гиппокампа у здоровых молодых людей. Испытуемые прошли тесты на краткосрочную память, где нужно запомнить расположение объектов, и тесты на аэробную способность -- во время бега на беговой дорожке у них измеряли пульс и потребление кислорода. МРТ эластографию мозга участников провели для изучения упруговязкости их гиппокампа.

Это сравнительно новый метод, он похож на обычную МРТ, только с подушкой под головой, которая очень слабо вибрирует, словно человек едет по ровной автомагистрали. Вибрация служит ключом к измерению, распространяя рябь по кровотоку. Метод напоминает наблюдение ряби на поверхности пруда. Если на дне лежит валун, рисунок волн в этом месте изменится. Ученые посылают волны по мозгу и реконструируют их смещения в трехмерную карту.

 

А) Эластография гиппокампа. Трехмерные векторные поля смещения захватываются с высоким пространственным разрешением. Процедура возвращает тканевые вязкоупругие свойства: жесткость при сдвиге и коэффициент демпфирования. В) Тест потребления кислорода на беговой дорожке. С) Участникам показывают пять объектов, после перерыва они должны разместить объекты, как те были расположены.

Физически более выносливые испытуемые лучше справились с тестом на запоминание. И у этих же людей ткань гиппокампа оказалась более эластичной. Авторы сравнивают эластичный гиппокамп с матрасом из твердой пены, он возвращает форму после того, как вы с встали с кровати. Вязкий гиппокамп похож на подушку, которая сохраняет вмятину от головы. Для подушки это не так плохо, но когда ткань гиппокампа вязкая, память хуже. Работа показала, что упруговязкость тканей мозга важна для когнитивных свойств, но механизм такой связи пока не выяснен.

 

Мини-мозг реагирует на свет

“Cell diversity and network dynamics in photosensitive human brain organoids” | Nature | doi:10.1038/nature22047

  органоиды

Технология выращивания органоидов набирает популярность. Ученые исследуют на сферических культурах из нервных клеток самые ранние стадии развития мозга и его заболеваний. Но годится ли метод для изучения поздних этапов, когда нейроны созревают и устанавливают связи?

Нейробиологи Гарвардского университета и Массачусетского технологического института вырастили три десятка нейрональных органоидов возрастом до девяти месяцев. Они дали им развиваться, не вводя сигнальные молекулы, которые вызывают рост клеток конкретного типа. После чего провели генетический анализ более 80 тысяч клеток, взятых из культур разных возрастов. Оказалось, что органоиды содержат клетки многих типов. Они экспрессируют маркеры глии и нейронов, типичные для различных зон мозга. Так, в шестимесячных органоидах ученые нашли десять популяций (кластеров) клеток, а внутри только одного кластера выделили тридцать субпопуляций.

 

Из индуцированных стволовых клеток человека выращивают органоид. Показано измерение электродом импульсной активности клеток, воздействие светом и генетический анализ отобранных клеток.

Работа показала, что в свободно растущем органоиде возникает большое разнообразие клеток. Чем дольше живет мини-мозг, тем выше разнообразие и тем более зрелые нейроны. Они отращивают синапсы, шипики на дендритах и к восьмому месяцу начинают генерировать импульсы. Органоиды даже содержат клетки, что обычно действуют в сетчатке. Авторы не упустили случая посветить на них светом и обнаружили, что те на свет реагируют. После облучения светом с длиной волны 530 нанометров (соответствует зелёному) клетки в культуре снижали частоту спайков. Авторы считают, что светочувствительность органоидов -- полезная находка. Ученые в будущем смогут использовать физиологически нормальный сенсорный стимул для стимуляции клеток внутри органоидов.


Тонкий, гибкий и биоразлагаемый транзистор

“Biocompatible and totally disintegrable semiconducting polymer for ultrathin and ultralightweight transient electronics” | PNAS | doi: 10.1073/pnas.1701478114

мягкая электроника

Инженеры из Стэнфордского университета и Университета Калифорнии создали биосовместимый и полностью разлагаемый транзитор для мягкой растворимой электроники. Полимеры очень удобны как материал для сенсоров, имплантов, нательных устройств, однако пока не было проводящего ток полимера, который бы контролируемо и до конца разлагался. Авторы работы создали материал на иминной связи мономеров DPP -- при добавлении слабой кислоты вроде уксуса связи легко рвутся, а DPP затем растворяется в воде.

 

Транзистор настолько легкий, что может висеть на человеческом волосе.

В качестве субстрата они разработали сверхтонкую (800 нм) прозрачную пленку из целлюлозы. На ней с помощью созданного полимера и электронных компонентов из железа построили электронную схему. Целлюлоза как и железо безвредны для окружающей среды. В итоге получили полностью разлагаемый и биосовместимый транзистор в виде пленки толщиной менее микрометра, весом 0.19 миллиграмма на кв. сантиметр, который работает на напряжении в 4 вольт.

 

Устройство на разных стадиях дезинтеграции. Первыми разлагаются электроды.

Пленка легко держится как на гладкой, так и на шероховатой поверхности. Материалы не токсичны, что позволяет использовать устройство внутри тела человека или для нательных сенсоров. Пленка стабильно работает в нормальных условиях, но легко разлагается при добавлении кислоты. Такие схемы будут все больше востребованы по мере развития носимой электроники. Лучше всего они подойдут для разовых или краткосрочных измерений, когда нет нужды использовать устройство в течение долгого времени.

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
5.05.2017Российские 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