👼 Визуальный опыт, уникальный для раннего младенчества - это строительный материал для нашего взрослого зрения

Детские офтальмологи уже давно рассказывают родителям что видят их карапузы и на какие картинки надо смотреть. Зачем? Это должно как-то помочь лучше развиваться зрению. Может кто поправит, но я что-то не встречал исследований объективней, чем показ разных картинок малышам и наблюдение за их реакцией. Не то, чтобы я отрицал важность этого, но мне хочется видеть в этом какие-то причинно-следственные связи, а не только гипотезы.

И тут мне на глаза попадается любопытная работа из Индианы, в которой исследователи вешали камеры младенцам и взрослым, наблюдая куда они смотрят, освещая тем самым некоторые темные места вопроса. А именно зачем это нужно.

Соображения авторов:

- Ранние сцены содержат материалы, которые необходимы для создания прочной основы для человеческого зрения.
- То, что мы обнаружили, это очень особенная, ранняя "диета" для визуального развития. Как и в еде, маленькие дети начинают не с богатых сложных блюд, а с простого, специфичного для развития питания.
- Один из вопросов, который автор всегда себе задавал, будучи аспирантом: "Почему у человеческих младенцев так медленно развивается моторика. Примерно три месяца они просто слушают и смотрят, а еще шесть месяцев - немного учатся держать осанку и контролировать голову. Почему они так медленно развиваются, тогда как лошади выходят и сразу бегут наперегонки? Данное исследование позволяет предположить, что в течение эволюционного развития эти медленные, постепенные и оптимизированные движения работают над созданием очень умной зрительной и слуховой системы.

Несколько интересных деталей в комментариях, все не помещается 🍽

Для проекта ELVIS V это тоже имеет практическое значение, потому что при первом включении бионического зрения, человек будет видеть словно младенец и нам предстоит научить его мозг видеть заново.

Выглядит «надежно» 😉

Вообще нормальный органоклмплекс они выбрали, тут по большому счету проблема только со спинным мозгом, как соединить и чтобы это нормально работало.

Некстгенератион Ромашка Федорова 2.0 из коминг 😊 если без шуток, то после решения вопроса со спинным мозгом с высокой долей вероятности (как минимум не сто лет ждать придется) решится задачка и со зрительным нервом, а значит можно будет глазики пересаживать. Было бы очень эффектно, если бы такое создалось в МНТК, но в нем такую схему развернуть уже не получится, это сто пудов будет разработка DeepTech компании или института по типу СамГМУ.

https://youtu.be/szXbuUlUhQ4?si=Y-oGaa375vRC72fi

💧 Новая линза для мониторинга внутриглазного давления, терпимая к температурным перепадам

Новая, потому что в этом направлении на самом деле работ уже довольно много за последние лет 10 назад. Например, в этой статье есть очень емкий обзор, а в этой - еще и информацию по базовым техпроцессам изготовления можно найти. Забавно, что вторая публикация самарская, приятно этому удивился ☺️

О свеженькой линзе решил написать, потому что мне и в голову не приходило, что температура может давать ощутимые сдвиги на такие сенсоры. Да и сейчас в это не сильно верится, честно говоря, потому что линза подогревается глазом и мне сложно представить сценарии серьезных температурных колебаний. Кто-то замерял температуру глаз? 🤓

Принцип здесь заключается в том, что используется две катушки с разной резонансной частотой, они располагаются с внутренней и с наружней сторон линзы. У каждой свой канал передачи и анализируя информацию индивидуального температурного отклика с обеих, происходит математическая "компенсация". Авторы считают, что это даст возможность создать "тонометры при любой погоде" 😶‍🌫️

Еще один пример использования дополненной реальности в медицине

Здесь мы можем увидеть как минимум четыре вещи:

1. Можно расшарить экран реальный в виртуальный мир. Здесь один экран показан, но технически таких можно сделать несколько. Этот экран висит где ты его повесил, даже если он за спиной и никуда не денется, потому что в шлеме есть датчики, которые сканируют комнату и запоминают расположение всяких объектов.

2. Манипуляция экраном. Ставь куда удобно, экран в принципе не занимает место в операционной. Можно закрыть им того, кто тебе не нравится 😅

3. Размер и детализация. Тут не показано, но экран можно делать любого размера, хоть кинотеатр ставь.

4. Шеринг в другой шлем. Твой экран может видеть другой пользователь шлема, причем там, куда ты его поставил. Это достигается с помощью информации с датчиков из первого пункта. А еще можно отобрать экран и поместить его в другое место 😄

В сентябре планируется старт исследования по выращиванию зубов 🤔

А вы знали, что есть исследовательская работа, в которой выращивают хрусталик в собственной капсуле? 🤓

А что до этого хрусталика выращивали бокал сетчатки? 🙂

🫥 Как нейроны сетчатки выстраиваются в свою трехмерную структуру

Все становится физикой, когда не знаешь магии 😊 Как формируется сложная архитектура сетчатки такой, какая она есть???

Понятно, что нейронам нужно питание (они же такие работяги), причем желательно какое-то равномерное, чтобы нормально функционировали все клетки, а не кому как повезет. Но как этот баланс создается, кто диктует правила? Вот знаем мы про фактор роста сосудов, который прилетает от грустных нейронов и на их жалобы прорастают дохленькие сосудики. Оказывается есть тип нейронов, который менеджерит этот процесс нормально.

Открытие, описанное в этой статье, рассматривается авторами как потенциальная возможность для создания новых методов лечения состояний, связанных с нарушением кровотока. Потому что здесь они впервые описывают нейроны, использующие прямой контакт с сосудами сетчатки в качестве способа формирования точных 3D-решеток. Описывать что-то не на двумерной структуре тоже новое, и возможно это стало с помощью новых мультифотонных микроскопов.

Короче, есть особые перивоскулярные нейроны, которые сначала контактируют с сосудами и облепливают их, направляя на формирование организованной решетки. Эти нейроны вырабатывают белок PIEZO2, который позволяет им «чувствовать» прикосновение к другой клетке. В экспериментах, когда этот белок блокировался, нейроны не могли поддерживать контакт с сосудами и процесс роста становился дезорганизованным и с нарушенной трофикой. То же самое они наблюдали и в мозге, а это значит, что данное явление может присутствовать в мультинейродегенеративных заболеваниях (что-то на умном медицинском 😐).

Сколько себя помню, я всегда маньячно погружался в глубь процессов вплоть до электронов, чтобы предсказывать, а не предполагать и придумывать оправдания полученным результатам. Именно такой я вижу настоящую науку. В этой работе исследователи делают похожее и, наверное, по этой причине она изучалась мной с довольной лыбой.

Лекция на тему

🙂 Почему нашему мозгу не нужен цвет, чтобы надежно распознавать изображения?

В MIT провели исследование, которое описывает возможное объяснение того, как наш мозг становится способным идентифицировать как цветные, так и ЧБ изображения. Ранее я рассказывал про похожее исследование в области зрительного восприятия малышей, а этого его дополняет, причем основной автор комментирует его так:

Общая идея о том, что есть что-то важное в изначальных ограничениях, которые мы имеем в нашей системе восприятия, выходит за рамки цветового зрения и остроты зрения.

А это в очередной раз наводит нас на вывод: надо изучать фундамент и тогда фантазий в клинической практике будет меньше. В самом исследовании приняли участие 10 с рождения слепых детишек, которые позже смогли видеть после хирургии катаракты. Если не вдаваться в подробности, то суть описывается вторым автором так:

Наша способность к визуальному распознаванию удивительно устойчива к изменениям цвета. Здесь мы рассказываем об истоках этой устойчивости, основываясь на наблюдениях за врожденно слепыми детьми, которые обрели зрение в позднем возрасте в рамках проекта

Prakash.

Мы обнаружили, что после операции по восстановлению зрения удаление цветовых подсказок значительно снижало эффективность распознавания, в то время как у нормально видящих детей такого снижения не наблюдалось. Мы предполагаем, что этот результат может быть объяснен зрелостью цветовой системы поздно прозревших детей, что приводит к чрезмерному доверию к хроматическим сигналам. Типично развивающиеся младенцы, напротив, избегают этого побуждения из-за незрелых неонатальных колбочек сетчатки. Моделирование с помощью глубоких нейронных сетей подтверждает эту гипотезу. Эти результаты подчеркивают адаптивное значение типичных траекторий развития и дают рекомендации по улучшению систем машинного обучения.

Какой из этого может быть полезный выход:

1️⃣ Если часть механизма развития зрения действительно такая, то ранняя хирургия катаракты может быть обоснована потенциальными функциональными ограничениями в будущем, а это влияет и на выбор профессии, например.

2️⃣ Полученная информация может быть использована для усиления программ реабилитации слабовидящих, то есть их дополнение новыми инструментами или модификациями.

3️⃣ Может быть стоит пересмотреть некоторые формы амблиопии с прицелом на цветность, с учетом новых вводных.

4️⃣ Возможно, это надо будет как-то учесть в реабилитации пользователей ELVIS V, поскольку их новое зрение может оказаться равным уровню новорожденных.

🍽 Мягкая контактная линза для электроретинографии

Метод ЭРГ используется для оценки состояния сетчатки и это кажется хорошей штукой, потому что мы видим фактическую активность нейронов в ответ на стимуляцию.

Если капнуть в литературу, то “Линза для ЭРГ” сама по себе не супер новация, потому что, например, в этой работе от 18 года описывается интересная линза с графеном. Но это направление все еще остается поисковым и исследователи пробуют по-разному решить задачку.

Японцы придумали использовать классические электроды, классические мягкие контактные лизы и классический полимер в непривычном сочетании.

Еще одно напоминание о том, что все инновации плодятся как грибы только на стыке технологий из разных областей.

В исследовании описывается техпроцесс и выглядит он так:

- Берут коммерческую линзу (не знаю какой материал);
- Погружают в раствор EDOT (мономер);
- На внутренней поверхности линзы размещают золотые электроды, от которых к нейромонитору идут провода, естественно;
- Пропускают ток через EDOT и он превращается в полимер PEDOT, который в виде пленочки осаждается и попутно фиксирует электроды;

Фишка в том, что если жахнуть током PEDOT в сухом виде, то он переокислится и станет изолирующим слоем, предотвращая помехи от соседних электродов. При этом сами электродные контакты обрабатывают, чтобы они не переокислились и могли снимать потенциалы.

Линзы протестировали на кроликах и вот что говорят авторы: “Устройство использовали на животных, подтвердив биосовместимость и корреляцию между расположением электродов и интенсивностью записанных сигналов ЭРГ. Другими словами, конструкция может обеспечить точные пространственные измерения нескольких сигналов ЭРГ одновременно”.