Главная страница > Новости > Обзор новостей нейротехнологий 18.05.20-24.05.20

Обзор новостей нейротехнологий 18.05.20-24.05.20

22 мая 2020

Впервые создан бионический глаз с искусственной сетчаткой

Команда исследователей из Гонконгского университета науки и техники, Калифорнийского университета и Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли создала искусственный глаз, который очень близок по своим параметрам, включая размер и способность фокусировки, к человеческому «оригиналу». Чтобы сделать это, ученые фактически, построили устройство по образу и подобию естественного биологического глаза, сохранив форму его частей.

Искусственный глаз способен реагировать на тот диапазон интенсивностей света, что и человеческий глаз.

Новый искусственный глаз покрыт защитной оболочкой из вольфрама с нанесенным на нее алюминием. В его передней части, как и у обычного глаза, расположен хрусталик и радужка, а сзади — сетчатка. Корпус устройства заполнен ионной жидкостью. Сетчатка создана на основе оксида алюминия, который содержит множество пор с фотодетекторами внутри.

В задней части сетчатки находятся тонкие гибкие провода, изготовленные из эвтектического галлий–индиевого сплава и заключенные в мягкие резиновые оболочки. Сетчатка удерживается на месте специальной полимерной конструкцией, которая обеспечивает электрический контакт между перовскитными нанопроволоками и проводами с жидким сплавом сзади. Нанопроволоки соединяются вместе и подключаются к компьютеру, который обрабатывает информацию, поступающую от сетчатки глаза.

Микрофон беспроводных наушников превратил кожу головы в датчик жестов

Инженеры из США и Китая создали прототип беспроводных наушников, которыми можно управлять жестами, прикасаясь или проводя пальцев по коже в области уха. Для распознавания жестов используются данные с микрофона, поэтому эту возможность можно добавлять в уже выпускаемые наушники с помощью программного обновления, работа представлена на конференции CHI 2020.

При работающем алгоритме наушники постоянно передают звук с микрофона на компьютер для обработки. На первом этапе со звуком работает трехслойная полносвязная нейросеть, которая анализирует 180-миллисекундные отрезки звука и определяет, есть ли на них какой-либо жест. Если жест не обнаружен, этот отрезок отсекается, а если обнаружен, то он передается на другой алгоритм. 

Перед вторым этапом звук преобразуется в мел-спектрограмму, а затем передается сверточной нейросети DenseNet, предварительно обученной на датасете ImageNet, а затем дообученной на датасете авторов. Эта нейросеть работает в качестве классификатора, который выдает итоговый результат — тип совершенного пользователем жеста.

Стволовые клетки человека восстановили миелиновые оболочки в мозге взрослых мышей

Клетки-предшественники глии, которые группа исследователей из Медицинского центра Рочестерского университета пересадила в демиелинизированный мозг взрослых мышей, расселились по всему переднему мозгу, дифференцировались в олигодендроциты и восстановили миелиновые оболочки аксонов. В результате у животных улучшились моторные функции и электрофизиологические показатели нервных волокон.

Пересаженные предшественники глии экспрессировали гены, которые связаны с дифференцировкой в олигодендроциты, перемещением клеток и началом миелинизации. Эксперименты показали, что пересаженные стволовые клетки могут ремиелинизировать не только аксоны, на которых никогда не было оболочек, но и отростки, потерявшие миелин во взрослом возрасте. Безмиелиновое окружение стимулировало стволовые клетки активно расселяться и дифференцироваться в олигодендроциты — через 36 недель после операции больше четверти олигодендроцитов в мозге мышей были человеческими.

А: дизайн эксперимента. После рождения мышатам пересаживают человеческие предшественники глиальных клеток, а с 17 по 29 неделю животных кормят купризоном. B, C: распространение человеческих клеток в мозге мышей (B: контрольных; C: потреблявших купризон) на 49 неделе от рождения

Наконец, ученые оценили физиологические улучшения в состоянии мышей после пересадки стволовых клеток. Животных протестировали на беговой дорожке, измерили проводящую способность волокон мозолистого тела и степень их миелинизации. В нервных импульсах волокон мозолистого тела увеличился компонент, который соответствует толстым миелинизированным волокнам, и, как результат, увеличилась скорость проведения импульса

ИИ научили распознавать черепно-мозговые травмы

Группа исследователей Имперского колледжа Лондона и Кембриджа представила инструмент на ИИ, который обнаруживает черепно-мозговые травмы на снимках компьютерной томографии. Нейросеть BLAST-CT может обнаруживать участки поврежденных тканей и различить типы поражений. Сильная сторона новой системы заключается в том, что она может выявлять даже мельчайшие изменения на снимке, которые может пропустить врач-радиолог. 

Использование BLAST-CT экономит время анализа

Систему обучали на более 600 чем томограммах с различными типами поражений головного мозга, а затем нейросеть использовали для анализа снимков, по которым уже выставили диагнозы. По мнению авторов разработки, она позволит развивать новые формы лечения и прогнозировании черепно-мозговых травм. Помимо прочего, систему можно устанавливать в больницах тех регионов, где наблюдается дефицит квалифицированных врачей-радиологов.

Травмы головы ежегодно получают до 60 млн человек, и это основная причина смертности среди молодых людей. Исследователи говорят, что их разработка может быть полезна и для будущих исследований того, как развиваются травмы головы, а также будет играть важную роль в тяжелых случаях, когда врачи не могут тратить несколько часов на анализ и диагностику.