Наша географияЗаявка на членство+7 916 848-78-01info@rusneuro.net
О НейроНетеНаша миссияЧлены союзаНовостиСМИ о насДокументыАрхивКонтакты
Новости / Обзор новостей нейротехнологий 29.07.17-04.08.17
Новости
4.08.2017

Обзор новостей нейротехнологий 29.07.17-04.08.17

Тонкие электроды для мозга растут как кристалл

“In vivo neuronal recordings using three-dimensional microneedle-electrode assembled on flexible substrate” | 2017 19th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems | doi: 10.1109/TRANSDUCERS.2017.7994399

D:\Denis\work\Медтехника.jpg  D:\Denis\work\Нейрофарма.jpg инвазивные интерфейсы

Японские инженеры из Технологического университета Тойохаши предложили метод создания сверхтонких электродов для чтения активности клеток мозга. Электроды толщиной 10 микрометров не изготавливаются, а выращиваются в виде нитевидных кристаллов на гибкой подложке. Поскольку такие иглы тонкие, они меньше травмируют ткани. Для проверки работы устройства авторы вырастили свой электрод и затем регистрировали с его помощью вызванные потенциалы в соматосенсорной коре живой мыши.

Иглы выращиваются через механизм роста «пар-жидкость-кристалл», известный с 1960-х годов. Рост кристалла на париленовой пленке происходит за счет химического осаждения на слое оксида кремния из газовой фазы. Для ускорения роста на поверхность напыляется тонкая пленка золота, которая плавится при повышении температуры. Возникающие капли играют роль катализатора. Под каплей рост идет во много раз быстрее, капля поднимается над поверхностью, наращивая под собой нитевидный кристалл. Лишний субстрат затем вытравливается, на гибкой и тонкой пленке остается игла длиной 120 микрометров.

 

Изображения b) выращенного кристалла на подложке; с) иглы d) растущего кончика иглы

Авторы не только вырастили иглу, но и создали готовое устройство и применили его для снятия активности нейронов на поверхности мозга мыши. Они пишут, что метод позволяет с высокой плотностью нарастить на подложке целый массив игл, что даст возможность считывать сигналы с крупной популяции клеток. Кроме того, поскольку длина иглы зависит от времени роста, можно получить иглы длиной 400 мкм, проникая до третьего-четвертого слоев коры мозга. Иглы такой длины авторы делали, хотя без гибкой подложки, и нужные параметры вполне достижимы и с пленкой из парилена. 

 

Игла вместе с подложкой на конце готового устройства для считывания активности нейронов

Метод позволяет не просто выращивать нитевидные кристаллы в виде массива игл, в том числе наноигл для внутриклеточных измерений, но и создавать многофункциональные устройства. Например, нити для доставки лекарств, оптроды для доставки света и даже компоненты для микросхем типа комплементарной структуры металл-оксид-полупроводник. Поскольку подложка очень тонкая (~ 10 мкм), ее можно поместить в узкий проем, например, эпидуральное пространство крупных животных, инкапсулируя иглу в растворимый материал, такой как полиэтиленгликоль.

 

Магнитно-резонансная томография различает движения

“Reconstruction of Arm Movement Directions from Human Motor Cortex Using fMRI” | Frontiers in Neuroscience | doi: 10.3389/fnins.2017.00434

D:\Denis\work\Медтехника.jpg  D:\Denis\work\Маркетинг.jpg  D:\Denis\work\Образование.jpg  D:\Denis\work\Развл и спорт.jpg неинвазивные интерфейсы

Ученым из Корейского института передовых технологий (KAIST) удалось методом функциональной магнитно-резонансной томографии мозга распознать движения рук человека. В исследованиях чаще применяют фМРТ для реконструкции зрительных стимулов, например, угадывая по томограмме, что видит человек. Для распознавания движений используют другие методы, такие как ЭЭГ или инвазивные матрицы электродов. Авторы решили выяснить, способна ли фМРТ уловить важные сигналы из моторной области мозга, где возникают команды на движение конечностей.

В серии испытаний участники видели серый круг в центре и восемь серых кругов на периферии. Им надлежало удерживать руку в центральном положении, которое было исходным. Затем один из восьми кругов менял цвет и становился синим, указывая направление, куда участникам следовало перевести руку. После достижения цели их просили оставаться на этой позиции в течение четырех секунд. Когда синим становился круг в центре, они возвращали руку в исходное положение. Визуальные сигналы транслировались в видео-очки, во время экспериментов людям делали функциональную томографию.

Пример испытаний. (A). Голова стабилизирована внутри катушки сканера, человек смотрит в видео-очки. (B) Резной маршрут на акриловой панели служит для поддержания движения руки. (C) Синий круг указывает цель, куда перемещаться, а красный круг показывает траекторию реального движения руки.

Собранные данные затем использовались для обучения векторного классификатора с применением мультивоксельного анализа паттернов. Чтобы охарактеризовать направленную настройку каждого воксела (3D пикселя на томограмме), авторы опирались на идею, что нейроны в моторной коре чувствительны к направлениям движений. Форму активности направлено настроенных нейронов авторы смоделировали как полуволновую синусоидальную кривую. Затем провели перекрестную проверку, где пять из шести сессий служили выборкой для обучения классификатора, а на оставшейся его тестировали, и так по кругу.

Авторы отмечают, что им удалось реконструировать направления движений руки по данным фМРТ, причем они отдельно учли движения головы, вызванное изменением положений рук. Также классификатор смог угадать неизвестное ему направление, обучившись лишь на семи позициях из восьми. Пока вряд ли речь может идти об использовании фМРТ в управляющих интерфейсах мозг-машина, но метод распознавания движений по активности моторной коры мог бы пригодиться, например, при снятии томограммы во время просмотра сновидений.


Моргания как способ ввода для интерфейса

“Eye motion triggered self-powered mechnosensational communication system using triboelectric nanogenerator”  | Science Advances  | doi: 10.1126/sciadv.1700694

D:\Denis\work\Маркетинг.jpg  D:\Denis\work\Нейроассист.jpg  D:\Denis\work\Образование.jpg  D:\Denis\work\Развл и спорт.jpg  D:\Denis\work\Медтехника.jpg  неинвазивные интерфейсы

Китайские инженеры из Чунцинского университета и Национального центра нанонауки и технологии разработали датчик, который крепится на дужку очков и переводит движения глазных мышц в электрические сигналы. Он касается кожи в области виска и позволяет использовать моргания для ввода данных или управления внешним устройством. Датчик основан на трибоэлектрическом наногенераторе (TENG), изготовлен из нескольких полимерных слоев с покрытием из металла, которое действует как электрод. За счет высокой чувствительности он будет удобен в ситуациях, когда руки заняты либо их подвижность ограничена.

 

Между слоями накапливается разность потенциалов. Напряжение мышцы при моргании продавливает латексную пленку, она контактирует со слоем фторированного этилен-пропилена, покрытого оксидом индия-олова, и разность потенциалов нивелируется.

Наногенератор TENG обеспечивает сочетание трибоэлектрического эффекта и электростатической индукции. Когда пользователь мигает, подергивание кожи в уголках глаз заставляет слои полимера соприкасаться, генерируя электрический сигнал, который надежно измерим. Гибкий и прозрачный датчик захватывает движение глазной мышцы с высоким уровнем выходного сигнала (~ 750 мВ), что гораздо выше по сравнению с традиционной электроокулограммой (ЕОГ). Амплитуда ЕОГ очень слабая, не больше 3.5 мВ, часто маскируется шумом, ее трудно обнаружить без сложной и дорогостоящей электроники. Кроме того, движение лицевых мышц может вносить артефакты.

Авторы продемонстрировали работу устройства, набрав текст без движения рук. Пользователь смотрит на компьютер и видит, как курсор перемещается по буквам на экране. Когда подсвечена нужная буква, человек моргает. Они также включали и выключали лампу и вентилятор, показав, что датчик может использоваться для управления устройствами (см. видео). Тем не менее, мигание непроизвольно, и авторы учли риск того, что датчик может включаться, когда пользователь не хочет давать команду. Если установить определенный порог, то лишь те сигналы, что выше порогового значения, будут передаваться на вход компьютера.

Технология вполне масштабируется на другие мышцы и части тела и может применяться в широком спектре приложений – везде, где нужен постоянный мониторинг микродвижений. Датчик прост в изготовлении, стабилен и принимает любую форму. TENG способен генерировать электричество почти из всех типов механических движений, включая касание, скольжение, вращение, вибрацию и т.д. Работа усиливает потенциал механочувствительных интерфейсов человек-машина.


Керамический имплантат в качестве акустического окна в черепе

“Novel Cranial Implants of Yttria-Stabilized Zirconia as Acoustic Windows for Ultrasonic Brain Therapy” | Advanced Healthcare Materials | doi: 10.1002/adhm.201700214

D:\Denis\work\Медтехника.jpg  D:\Denis\work\Нейрофарма.jpg новые материалы

Биоинженеры из США вместе с коллегами из Мексики создали прозрачный и плотный материал для ультразвуковой терапии мозга. Работа выполнена в рамках проекта «Окно в мозг», начатого два года назад учеными Калифорнийского университета в Риверсайд, Калифорнийского университета в Сан-Диего и трех ведущих исследовательских институтов в Мексике. Цель проекта в том, чтобы содать биосовместимый и прозрачный имплантат черепа, сквозь который проходят лазерные и ультразвуковые лучи.

Ультразвук используют для лечения заболеваний головного мозга, включая болезни Альцгеймера и Паркинсона. Им уничтожают раковые клетки и растворения сгустков крови во время инсульта. Также ультразвуковые волны умеют вскрывать гематоэнцефалический барьер для доставки лекарств. Однако кость человеческого черепа слишком толстая и плотная, и подавляющая часть звуковых волн отражается и поглощается до того, как они попадут в мозг. Чтобы помочь доставить ультразвук в ткани авторы разработали и протестировали материал, которым можно заменить часть черепной кости и через него проводить терапию более эффективно.

 

Иллюстрация концепции ультразвуковой терапии через краниальное окно. Часть крышки черепа заменяется прозрачным материалом 8YSZ, ультразвук подается сверху.

Новый материал представляет собой вариацию непористой керамики на основе диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия (YSZ). Он биосовместим, чрезвычайно тверд, устойчив к разрушению и пропускает низкоинтенсивные ультразвуковые волны. Материалы YSZ уже используются в зубных коронках и для замены тазобедренного сустава. Ранее авторы разработали имплантат черепа для лазерной терапии, и он уже участвует в доклинических испытаниях. Новый материал подходит как для доставки ультразвука, так и лазерного луча.

Главное свойство имплантата в том, что он изготовлен с низкой пористостью. Высокая пористость, общий дефект в керамике, создаваемой традиционными методами, значительно ухудшает передачу ультразвука. Авторы провели испытания материала с разными свойствами и звуковыми волнами. Удалось достичь 80.8% пропускания сквозь имплант толщиной 3.6 мм, что намного выше 10% проникновения ультразвука через кость той же толщины. Работа показывает, что новый материал эффективен и может быть основой акустического окна для ультразвуковой терапии мозга на частоте 1 МГц. А поскольку он еще и прозрачен, ультразвуковую терапию можно сочетать с оптической.


Социальные взаимодействия неигровых персонажей

“CiF-CK: An Architecture for Social NPCs in Commercial Games” | IEEE Conference on Computational Intelligence and Games (CiG 2017) | PDF

D:\Denis\work\Развл и спорт.jpg  D:\Denis\work\Нейроассист.jpg  D:\Denis\work\Образование.jpg  D:\Denis\work\Маркетинг.jpg  

Информатики из Университета штата Северная Каролина и лиссабонского Института систем и вычислительной техники разработали инструмент для адаптивного управления поведением неигровых персонажей. Новая архитектура на основе искусственного интеллекта использует модели социального поведения, за счет чего компьютерная игра Skyrim улучшает геймплей, повышает изменчивость и гибкость реакций персонажей в ответ на действия игрока. Работа будет представлена на конференции IEEE по вычислительному интеллекту и играм в Нью-Йорке.

Неигровой персонаж (сокр. NPC от англ. Non-Player Character) управляется в компьютерных играх программой, он общается с игроком и мотивирует его совершать игровые действия. NPC могут быть дружественными, нейтральными и враждебными, их используют для создания игровой атмосферы и развертывания сюжета. Персонажи, как и управляемые игроком аватары, должны действовать правдоподобно, чтобы не разрушить эффект «погружения», созданный изящной графикой. Для создания иллюзии реальности NPC должны иметь в поведении человеческие черты, такие как эмоции и способность принимать решения.

Видеоигры с высокими бюджетами и уровнями продвижения сильно зависят от большого количества NPC и полагаются на взаимодействие игрока с ними. Но большинство NPC не проявляют глубоких социальных навыков, они словно застывают во времени, повторяя одно и то же действие. Для управления поведением NPC используют скрипты, деревья решений диктуют реакцию NPC на то, что делает игрок. И тогда игроки, принимающие одни и те же решения, получат одинаковый ответ NPC. Авторы взялись повысить разнообразие реакций неигровых персонажей и перейти к более захватывающему игровому опыту.

 

Упрощенное представление компонентов CIF-CK и отношений между ними.

Они построили модель, названную CIF-CK, на архитектуре искусственного интеллекта Comme il-Faut (CIF), разработанного в Калифорнийском университете в Санта-Крусе. Изначальная модель CIF опирается на теорию социальных взаимодействий Эрвинга Гоффмана, предсказывая, как поведение одного агента повлияет на отношение к нему других агентов. Так, если агент А сдружился с агентом В, но агента В ненавидит агент Х, тогда с меньшей вероятностью агенту Х понравится агент А.

Модель CIF-CK расширяет этот подход. В CIF каждый агент знает о всех других агентах. В версии CIF-CK любой NPC знает столько, сколько определил разработчик, этот параметр регулируется. Модель CIF-CK позволяет всем NPC действовать исходя из того, как они рассматривают игрока. Их отношение к нему, в свою очередь, основано на том, что они знают о взаимодействии игрока с другими игроками и неигровыми персонажами. Авторы увеличили автономию NPC, наделив их моделями убеждений, вдохновляясь человеческим умением строить модель сознания "другого" (Theory of Mind). Это расширяет пространство взаимодействий NPC, предлагая игроку более интересные варианты действий и более правдоподобных персонажей.

Прототип CIF-CK выложен для тестирования всеми желающими на сайте сообщества STEAM.

Автор: Денис Тулинов

15.12.2017Обзор новостей нейротехнологий. 09.12.17 - 15.12.17

Самые актуальные новости за неделю.

Подробнее
15.12.2017НейроЧат на инновационном форуме Подмосковья

Компания НейроЧат приняла участие в Инновационном  форуме Подмосковья, прошедшем 13 декабря в Доме правительства Московской области. 

Подробнее
15.12.2017Компания ВИКИУМ прошла в финал шоу "Идея на миллион" на канале НТВ

Поздравляем наших партнеров с успешным прохождением в финал и желаем победы на дальнейших этапах битвы стартапов!

Подробнее
15.12.2017Обзор новостей в России и мире. СТАРТАПЫ И БИЗНЕС в сфере нейротехнологий 09.12.17 - 15.12.17

Самые актуальные новости бизнеса в сфере нейротехнологий.

Подробнее
13.12.2017Предновогодняя встреча участников AR/VR-индустрии

Приглашаем поделиться итогами и достижениями в AR/VR-индустрии, обсудить планы и прогнозы на ближайшее (и не только) будущее.

Подробнее
13.12.2017Опубликована программа конференции OpenTalks.AI

Открытая конференция по искусственному интеллекту пройдет с 7 по 9 февраля 2018 года в Москве.

Подробнее
11.12.2017В МФТИ пройдёт корейско-российский форум по искусственному интеллекту

Он впервые объединит экспертов федерального и международного уровня.

Подробнее
8.12.2017Обзор новостей нейротехнологий 01.12.17 - 08.12.17

Самые актуальные новости на неделю.

Подробнее
7.12.2017Обзор новостей в России и мире. СТАРТАПЫ И БИЗНЕС в сфере нейротехнологий 30.11.17 - 07.12.17

Самые актуальные новости бизнеса в сфере нейротехнологий за неделю

Подробнее
6.12.2017"Котел идей" представил широкой общественности самые прорывные исследования в сфере нейронаук

В пространстве "Точка кипения" прошла юбилейная сессия ученых и разработчиков "Котел идей Нейронет".

Подробнее
6.12.2017В МФТИ прошел круглый стол «Предпринимательство и инновации»

В нем приняли участие известные предприниматели, инвесторы, учёные, студенты и преподаватели  — все те, кого в разное время объединил Физтех, и кому небезразлична его дальнейшая судьба.

Подробнее
5.12.20172 декабря состоялись первые в мире состязания по миослалому на платформе Lego MINDSTORMS

2 декабря в рамках Инженерных стартов (категория "бионейроупривление") в Технопарке лицея № 1523 прошли соревнования по миослалому. Главный судья соревнований - старший преподаватель и ведущий инженер BiTronics Lab - Кудрявцев Валерий Рудольфович.

Подробнее
1.12.2017Программа открытой сессии "Котел идей Нейронет"

Юбилейная сессия "Котел идей Нейронет" состоится 5 декабря в пространстве "Точка кипения".

Подробнее
1.12.2017Обзор новостей нейротехнологий 24.11.17 - 01.12.17

Самые актуальные новости за неделю

Подробнее
1.12.2017Обубликован рейтинг нейронет-центров

Отраслевой союз «Нейронет» публикует рейтинг университетских территорий, обладающих наибольшим потенциалом для разворачивания сети Нейронет-Центров

Подробнее
30.11.2017Обзор новостей в России и мире. СТАРТАПЫ И БИЗНЕС в сфере нейротехнологий 24.11.17 - 30.11.17

Самые актуальные новости бизнеса в сфере нейротехнологий за неделю

Подробнее
27.11.2017Завершились первые международные соревнования людей и ассистивных нейротехнологий НЕЙРОТЛОН

26 ноября в Санкт-Петербурге в «Планетарии №1» и креативном пространстве «Люмьер-Холл» прошел НЕЙРОТЛОН – соревнования людей с ограниченными возможностями, использующих ассистивные технологии. 

Подробнее
26.11.2017Один из учредителей Отраслевого союза «Нейронет», Биофармкластер «Северный», представил разработки своих стартапов в Германии

Компании-участники Биофармкластера «Северный», профинансированные «КСИ Венчурс», приняли участие в 49-й международной специализированной выставке MEDICA - одной из крупнейших мировых выставок по медицинской тематике, прошедшей 13-16 ноября в Дюссельдорфе.

Подробнее
25.11.2017Система SleepAlert проходит апробацию в Новгородской области

SleepAlert проходит апробацию в Новгородской области, и первый автобус, оборудованный электронным комплектом для диагностики состояния водителя за рулем, вышел на улицы Великого Новгорода.

Подробнее
24.11.2017Обзор новостей нейротехнологий 18.11.17 - 24.11.17

Самые актуальные новости за неделю.

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