Главная страница > Новости > ОБЗОР НОВОСТЕЙ НЕЙРОТЕХНОЛОГИЙ 17.02.2020 – 21.02.2020

ОБЗОР НОВОСТЕЙ НЕЙРОТЕХНОЛОГИЙ 17.02.2020 – 21.02.2020

21 февраля 2020

СТИМУЛЯЦИЯ ТАЛАМУСА ПРОБУДИЛА МАКАК ОТ НАРКОЗА

Американские и израильские ученые обнаружили, что при глубокой электростимуляции таламуса с частотой в 50 герц макаки приходят в сознание при общей анестезии: начинают двигаться, реагировать на свет, а также меняются их физиологические показатели вроде сердечного ритма и дыхания. Статья опубликована в журнале Neuron.

Имплантировали микроэлектроды в передний зрительный отдел и боковую внутритеменную зону правого полушария — отделы, вовлеченные в работу зрительной системы: их активность меняется, например, во время глубокой фазы сна. Кроме того, микроэлектроды также подключили к центральной части латерального ядра таламуса. После имплантации электродов активность мозга макак изучили в трех условиях: во время бодрствования, глубокого сна и медикаментозной анестезии.

При стимуляции таламуса во время анестезии макаки показали все признаки бодрствования: они открыли глаза, начали двигать конечностями, реагировали на свет, а также изменилось их дыхание и сердечный ритм. При этом сам эффект зависел от частоты посылаемых в электроды сигналов: в сознание макаки приходили только при стимуляции в 50 герц. Стимуляция самой коры макак в сознание не привела.

РАЗГАДАНА ЗАГАДКА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЧАСТИЦ, ОТКРЫВАЮЩИХ УНИКАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ДЛЯ ПОЛНОСТЬЮ ОПТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ

Команда ученых из Лаборатории гибридной фотоники Сколтеха и Университета Шеффилда (Великобритания) совершила прорыв в понимании явлений сильного взаимодействия света с органическими молекулами. Принципы сильной связи открывают уникальные возможности для полностью оптической обработки информации в обход потерям скорости и энергии сигналов при преобразовании в ток.

Новые принципы оптоэлектроники основаны на сильном взаимодействии света с органическими материалами. При таком режиме взаимодействия происходит «смешение» света, т.е. фотонов, и электронных возбуждений молекул, экситонов. В результате возникают новые частицы – поляритоны, которые сочетают в себе высокую скорость распространения света и электронные свойства вещества. Из экспериментов известно, что при конденсации поляритонов в органике происходит резкий сдвиг спектральных свойств, причем этот сдвиг всегда приводит к увеличению частоты поляритонов.

Сильное взаимодействие света с веществом
в заполненной красителем микрорезонаторе

Ученые впервые обнаружили сильное влияние переноса энергии между соседними молекулами на нелинейные свойства поляритонов. Теперь они знают, что является движущей силой поляритон. Используя построенную теорию, можно определить экспериментальные параметры, необходимые для связи нескольких поляритонных конденсатов в единую цепь для построения поляритонных процессоров. С фундаментальной точки зрения, полученные знания, возможно, позволят объяснить явление сверхтекучести поляритонов в органике.

НЕЙРОИНТЕРФЕЙС ВВОДА ТЕКСТА ОБМАНУЛИ НЕБОЛЬШИМИ КОЛЕБАНИЯМИ СИГНАЛА

Китайские разработчики из Хуачжунского научно-технического университета обнаружили, что нейроинтерфейсы, которые выводят символы на основе вызванных потенциалов головного мозга, можно обмануть с помощью внедрения в тестовую выборку небольших колебаний сигнала, незаметных человеку. В этом случае колебания служат состязательным примером и путают алгоритм, из-за чего он в итоге выводит не тот символ, который нужно, считывая внедренные сигналы.

Авторы установили, что для того, чтобы обмануть каждую из систем — позитивный компонент P300 и зрительный вызванный потенциал устойчивого состояния SSVEP — необходимо внести корректировки сигнала с помощью гауссовского шума в несколько данных из тестовой выборки. Полученные корректировки незаметны человеческому глазу, но учитываются компьютером при обработке — это считается хорошим состязательным примером.

Самые интенсивные P300 появляются на ЭЭГ тогда,
когда нужный символ находится в подсвеченном столбце и ряду,
а их пересечение позволяет точно указать символ и вывести его на экран

У таких атак два ограничения. Во-первых, она должна быть настроена на определенного пользователя интерфейса, что не делает ее универсальной. Во-вторых, необходимо знать время предъявления стимула, чтобы понимать, в какой момент использовать состязательный пример. Если эти ограничения обойти, утверждают ученые, нейроинтерфейсы будут более уязвимы к атакам, что может привести к серьезным проблемам для безопасности тех, кто их использует.

МОДИФИЦИРОВАННЫЙ ПРОТЕЗ ПОМОГ ВЛАДЕЛЬЦУ ВОСПРОИЗВОДИТЬ МУЗЫКУ СИЛОЙ МЫСЛИ

Музыкант Бертольт Мейер, родившийся без части левой руки, на своем ютьюб-канале показал уникальный протез. Устройство позволяет ему сыграть мелодию, просто подумав о ней. Мужчина превратил свой протез в устройство, которое позволяет преобразовывать мысли в музыку, не используя пальцы — ни настоящие, ни искусственные.

Бертольт использует протез с тех пор, как ему исполнилось три месяца. Отсутствие полноценной руки не помешало ему стать музыкантом. При помощи друзей он модифицировал свой протез, заменив кисть на контроллер для управления синтезатором. Нервные сигналы, поступающие в протез, преобразуются на контроллере, превращаясь в мелодию. Модифицированное устройство назвали SynLab.

Музыкант записал видео, в котором объяснил механизм своего «музыкального протеза» и протестировал его, «наигрывая» танцевальную электронную мелодию. «Для меня это как управлять синтезатором силой мысли», — говорит Мейер.

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ БРАСЛЕТ СКРЫЛ РАЗГОВОРЫ ОТ ГОЛОСОВЫХ ПОМОЩНИКОВ

Американские инженеры из Чикагского университета создали браслет с ультразвуковыми излучателями, которые мешают микрофонам умных колонок или смартфонов распознавать речь. В устройстве установлено 23 излучателя, а сам браслет двигается вместе с рукой, поэтому вокруг пользователя образуется постоянно меняющаяся зона помех без «слепых зон».

Когда браслет работает, микрофоны вокруг улавливают громкий шум,
который мешает распознавать слова людей

Авторы создали прототип устройства, которое позволяет не лишать себя удобства использования голосовых помощников, но при этом защищает конфиденциальные данные из разговоров по нажатию переключателя. Устройство представляет собой круглый и достаточно толстый браслет. Внутри корпуса установлены микропроцессор, генератор сигнала и аккумулятор, а снаружи есть переключатель и светодиод, отображающий статус генератора помех.

Когда браслет находится в режиме создания помех, его излучатели непрерывно испускают звук с частотой от 24 до 26 килогерц, причем частота меняется каждые 0,45 миллисекунды. Ультразвук распространяется по помещению и когда он попадает на микрофон, внутри полости микрофона возникают искажения и звук преобразуется в слышимый. Благодаря этому он преодолевает фильтр ультразвуковых частот, который обычно есть в микрофонах смартфонов, умных колонок и других устройств.