Главная страница > Новости > ОбЗОР НОВОСТЕЙ НЕЙРОТЕХНОЛОГИЙ 16.11.2020-22.11.2020

ОбЗОР НОВОСТЕЙ НЕЙРОТЕХНОЛОГИЙ 16.11.2020-22.11.2020

23 ноября 2020

Врачи готовятся к имплантации первого в мире человеческого бионического глаза

В рамках проекта Cortical Frontiers Университета Монаша исследователи разработали первые в мире миниатюрные беспроводные электронные имплантаты, которые располагаются на поверхности мозга и способны восстанавливать зрение. Также исследования показали, что эта технология может улучшить показатели здоровья пациентов с неизлечимыми неврологическими состояниями, такими как паралич конечностей.

Система состоит из специально разработанного “головного убора” с камерой и беспроводным передатчиком, видеопроцессора, программного обеспечения и набора плиток 9 × 9 мм., которые имплантируются прямо в мозг. Изображение, снятое видеокамерой, отправляется ​​в процессор, где оно обрабатывается для извлечения наиболее полезной информации. Данные передаются по беспроводной сети на схемы внутри каждой имплантированной плитки. Этот процесс преобразует данные в последовательность электрических импульсов, которые будут стимулировать мозг с помощью микроэлектродов толщиной с волос.

Зрительная система Gennaris, разработанная Monash Art Design and Architecture

Система уже продемонстрировала свою эффективность в доклинических исследованиях: 10 таких устройств имплантировали овцам, и в течение более чем 2700 часов стимуляции не наблюдалось никаких неблагоприятных последствий для здоровья испытуемых. Следующим таким этапом является процесс обширных клинических испытаний на людях, которые состоятся в Мельбурне.

Взломанный робот-пылесос подслушал разговоры при помощи лазера

Инженеры из Сингапура и США разработали метод, позволяющий распознавать звуки в комнате с помощью робота-пылесоса, не оснащенного микрофоном. Вместо него они воспользовались лидаром, который часто установлен в дорогих моделях, и научились регистрировать с помощью лазерного луча вибрации на поверхности предметов, образующиеся из-за звуков от человека или колонки.

Авторы показали применимость метода на задачах: определение произнесенных цифр, пола говорящего и начальной музыкальной заставки телепередачи, а также распознавание личности.

Инженеры немного модифицировали электрическую цепь в блоке лидара так, что он может регистрировать расстояние без вращения. Они отмечают, что того же эффекта можно добиться модификацией прошивки, но для простоты они обошлись аппаратным решением. Оно позволяет направить датчик на одну точку и записывать данные с частотой 1,8 килогерца, после чего алгоритмы проводят их фильтрацию.

Разработчики установили пылесос напротив мусорного ведра, которое выступало в качестве «мишени» лазерного излучателя, и включали звук громкостью 70 децибел на колонке, стоящей в 20 сантиметрах от ведра. В результате они получили достаточно высокую точность распознавания для такого метода: 96 процентов для определения пола, 91 процент для цифр, 90 процентов для телепередач (10 возможных вариантов передач) и 67,5 для определения личности (10 вариантов людей).

Ученые обнаружили удивительное сходство между строением мозга и Вселенной

Ученые из Университета Вероны сравнили структуру нейронных сетей человеческого мозга с сетью галактик во Вселенной и обнаружили у них множество общих черт. Они предположили, что, несмотря на огромную разницу в масштабе — более 27 порядков, — физические процессы, которые привели к структурированию материи в этих системах, действовали по одним и тем же законам. В итоге сформировались структуры с одинаковыми уровнями сложности и самоорганизации.

Срез мозжечка с 40-кратным увеличением, полученный с помощью электронной микроскопии (слева) и часть космологической модели Вселенной (справа)

Исследователи рассчитали спектральную плотность двух систем. Этот метод часто используется в космологии для изучения пространственного распределения галактик. Анализ показал, что распределение колебаний в нейронной сети мозжечка в масштабе от одного микрометра до 0,1 миллиметра следует той же прогрессии, что и распределение материи в космической паутине, но, конечно, в более крупном масштабе — от 5 до 500 миллионов световых лет.

Ученые также оценили параметры, характеризующие как нейронную сеть, так и космическую паутину, — среднее количество соединений в каждом узле и тенденцию кластеризации нескольких соединений в центральных узлах внутри сети — и снова выявили неожиданно высокие уровни согласования. Удивительная степень сходства предполагает, что самоорганизация обеих сложных систем, вероятно, формируется в соответствии с теми же принципам сетевой динамики.

Компьютерное зрение на смартфоне позволило слепым заниматься бегом

Разработчики из компании Google создали приложение для смартфона, позволяющее слепым заниматься бегом без поводыря. Оно распознает полосу на дороге и старается держать человека на ней, давая звуковые подсказки. Для его работы необходим смартфон с достаточно мощным процессором, потому что оно использует алгоритмы машинного обучения, работающие на самом устройстве без необходимости в интернете. 

Для начала бега нужно закрепить смартфон на поясе так, чтобы камера смотрела на дорогу перед человеком, и подключить к нему наушники. После этого приложение начинает работать примерно так же, как система удержания в полосе в автомобилях: оно подсказывает звуковым сигналом, что человек смещается от центра вбок. Сигнал при этом звучит не в обоих ушах, а с той стороны, в которую человек смещается.

Изначально разработчики разметили полосу на закрытой беговой трассе и собрали с нее множество записей бега, чтобы обучить алгоритм распознавать смещения. После этого они сначала тестировали работу приложения на закрытой трассе, а потом перешли к тестам в лесу. Разработчики отмечают, что на закрытой круговой трассе их доброволец с полной потерей зрения смог самостоятельно пробежать восемь кругов.

Продемонстрирована связь кишечной микрофлоры с болезнью Альцгеймера

Предполагается, что определенную роль в накоплении амилоидов играют симбиотические бактерии кишечной микрофлоры — во всяком случае, ее состав у пациентов с болезнью Альцгеймера действительно отличается от «нормального». Ученые из Швейцарии и Италии продемонстрировали, что белки, которые производят определенные виды микробов, попадают в кровь и могут влиять на работу иммунных и нервных клеток, стимулируя накопление бляшек в нейронах.

Бактерии запускают иммунную реакцию, которая воздействует и на работу нервных клеток. На это косвенно указывает тот факт, что в амилоидных бляшках и окружающих их сосудах страдающих болезнью Альцгеймера обнаруживаются липополисахариды — вещества, характерные для клеточных стенок бактерий и вызывающие воспалительные реакции. Кроме того, микробы могут производить определенные вещества, которые сами воздействуют на работу организма хозяина.

Авторы исследовали группу из 89 добровольцев в возрасте от 65 до 85 лет, как страдающих нейродегенеративными заболеваниями, так и нет. Их работа показала, что количество бляшек коррелирует с высоким содержанием в крови липополисахаридов, а также определенных короткоцепочечных карбоновых кислот. Зато присутствие такой кислоты, как масляная, показало отрицательную корреляцию с накоплением амилоидов.