Главная страница > Новости > ОБЗОР НОВОСТЕЙ НЕЙРОТЕХНОЛОГИЙ 17.08.2020-23.08.2020

ОБЗОР НОВОСТЕЙ НЕЙРОТЕХНОЛОГИЙ 17.08.2020-23.08.2020

21 августа 2020

Ученые ДВФУ предложили восстанавливать нервную ткань с помощью пектиновых гелей

В Школе биомедицины Дальневосточного федерального университета разработали имплантируемые гидрогели на основе растительных полисахаридов (пектинов), которые могут играть роль искусственного внеклеточного матрикса — особой сети молекул, заполняющей пространство между клетками. Их предлагают использовать, как средство доставки лекарств и восстановления мозга после удаления злокачественных опухолей, а также как среду для выращивания тканей и органов.

Морфология клеток глиомы в матриксах различного состава после 3 суток культивирования

Матрикс нервной системы отличается от матрикса многих тканей тем, что он в большей степени углеводный, напоминает по физико-химическим свойствам мармелад или «птичье молоко». Этим он существенно отличается от более упругого и жесткого матрикса с преобладанием белкового компонента, который свойственен для соединительных тканей. По углеводному матриксу клеткам практически невозможно передвигаться.

Проблема в том, что опухолевые клетки управляют жесткостью окружающего их внеклеточного пространства, добавляя в него белковые компоненты. Таким образом они сами «стелят» себе дорогу, по которой убегают, чтобы метастазировать и образовывать новые опухоли в других регионах организма. Имплантированный после удаления опухоли матрикс с преобладанием углеводного компонента не только сдержит рост и распространение клеток, но и прекрасно подойдет в качестве средства доставки высокотоксичных лекарств.

Разработана система для создания более «умных» интерфейсов мозг-компьютер

Специалисты из Сколтеха, INRIA и RIKEN Advanced Intelligence Project исследовали возможности нескольких современных алгоритмов машинного обучения по решению определения умственной нагрузки и аффективных состояний человека. Разработанное программное обеспечение может быть использовано при создании более «умных» интерфейсов мозг-компьютер (ИМК), которые могут найти применение в медицине и других областях.

Ученые рассмотрели две группы алгоритмов машинного обучения, классификаторов на основе римановой геометрии (RGC) и сверточных нейронных сетей (CNN). В экспериментах использовались реальные данные ЭЭГ из более ранних экспериментов одного из авторов статьи Фабьена Лотте и его коллег, а также база данных DEAP, где собраны данные по анализу эмоциональных состояний человека.

Ученые обнаружили, что глубокая нейронная сеть обошла всех своих «конкурентов» в решении задачи оценки умственной нагрузки, но при этом плохо справилась с задачей классификации эмоциональных состояний, а вот два алгоритма с римановой оптимизацией неплохо проявили себя в решении обеих задач. В статье авторы делают вывод о том, что использовать пассивный ИМК для классификации аффективных состояний гораздо сложнее, чем для оценки умственной нагрузки.

Российские учёные создают устройство, которое позволит видеть кожей

В основе проекта учёных из лаборатории оптических излучений научно-технологического парка «Фабрика» Балтийского федерального университета имени И. Канта лежит технология нейропластичности, позволяющая заменить один способ восприятия другим. 3D-камера считывает окружающее пространство незрячего пациента, изображение поступают на встроенный в устройство мини компьютер, и он выстраивает карту удалённости предметов, находящихся в поле зрения.

По замыслу авторов незрячие люди смогут «видеть» окружающий мир с помощью осязания. Передача зрительной информации происходит по определённому алгоритму, изучив который, человек может представлять глубину и очертания находящихся перед ним предметов и объектов. На трехмерной карте окружающего пространства каждому объекту присваивается значение удаленности, и чем ближе к незрячему находится предмет, тем больше вибрация в соответствующей области виброматрицы.

Посредством специального контроллера и виброматрицы эта карта превращается в цепочку вибро-тактильных передач, который незрячий человек в буквальном смысле ощущает на своей руке. Ученые создали программу для обработки изображения со стереокамеры, которая также умеет разбить это изображение на участки-пикселы и присваивать каждому из них значение удалённости. Отдельной и не менее сложной задачей проекта является разработка контроллера и виброматрицы с хорошим разрешением.

США резко увеличат госрасходы на разработку ИИ и квантовые технологии

В бюджете на 2021 финансовый год администрация Дональда Трампа планирует на 30% увеличить госфинансирование разработок в области ИИ и квантовых технологий — около $1,5 млрд пойдут на разработку ИИ и $669 млн на квантовые технологии. Финансирование ИИ подразумевает использование машинного обучения в том числе в развитии сферы здравоохранения, а квантовые технологии направлены на вычисления, криптографию и передачу данных на высоких скоростях, которые позволят создать системы безопасности нового поколения.

Выделенные средства получат исследовательские институты, созданные Национальным научным фондом США, Министерством сельского хозяйства и другими организациями, заявляют представители администрации. Кроме того, $25 млн будут потрачены на программу Министерства энергетики, в рамках которой разрабатывается пилотная версия квантового интернета.

По словам директора по технологиям в администрации эти две сферы критически важны для экономического роста и национальной безопасности, поскольку Китай движется быстрее США и в области квантовых исследований, и в области развития систем искусственного интеллекта. Причем не только благодаря щедрым программам госфинансирования, но и за счет значительных бюджетов, которые выделяют на эти направления крупные китайские компании и региональные правительства.

Создан первый диод на основе сверхпроводников

Японские физики из Токийского университета создали первый в мире диод на сверхпроводниках. Он проводит ток без сопротивления только в одну сторону. Благодаря этому открытию на базе сверхпроводников можно будет создавать электронные устройства и компьютеры, которые почти не потребляют энергию или же обладают сверхвысокой чувствительностью к электромагнитным полям.

Физики изготовили тонкую пленку из нецентросимметричного сверпроводника, чередуя нанометровые слои из ниобия, ванадия и тантала. Каждый из них при низких температурах сам по себе превращается в классический сверхпроводник. Однако у многослойной структуры из этих металлов нет "центра инверсии", поэтому она становится нецентросимметричным сверхпроводником.

Схематические изображения сверхпроводящего диода, управляемого внешним магнитным полем. Когда направления тока, магнитного поля и нарушения симметрии инверсии ортогональны друг другу, куперовские пары могут течь только в одном направлении.

Ученые обнаружили, что если поместить этот сверхпроводящий бутерброд в мощное магнитное поле, его свойства сильно поменяются. Он превратился в сверхпроводящий диод и стал пропускать ток без сопротивления в одну сторону, но при этом не позволял ему двигаться в обратном направлении. Что интересно, полярностью этого диода можно было управлять, просто "развернув" магнитное поле в противоположном направлении.