“Attention Dynamics: The research highlights a sequential activation of cortical networks from visual processing to action, illustrating a developmental continuum of attention in the cortex.”

https://neurosciencenews.com/visual-attention-network-25810/

Вот эта статья

https://www.nature.com/articles/s41467-024-46013-4

2 апреля

Математика в современной биологии
Руководитель секции:
Кирпичников Михаил Петрович, академик РАН, профессор
Секретарь секции: Шайтан Алексей Константинович, член-корреспондент РАН, shaytan_ak@mail.bio.msu.ru

Биолого-почвенный корпус МГУ, Аудитория М1

10:00 Вступительное слово М. П. Кирпичников
10:05 Математика в биологии - где точки роста? К. В. Шайтан Г. М. Кобельков, А. Т. Фоменко, М. П. Кирпичников
10:50 Математическое и компьютерное моделирование в проблемах гемостаза и тромбоза. М. А. Пантелеев
11:20 Нейроинтерфейсы для реабилитации М. А. Лебедев, Д. Ф. Клеева
11:50 Кофе-брейк
12:20 Методы искусственного интеллекта в задачах молекулярного моделирования процессов в биомакромолекулах. М. Г. Хренова, А. М. Кулакова, Т. И. Мулашкина, Р. А. Степанюк, И. В. Поляков
12:40 Компьютерное моделирование тубулинового цитоскелета Н. Б. Гудимчук
13:00 Квазидокинг: путь от классического к квантовому докингу А. В. Сулимов
13:20 Особенности моделирования ДНК и РНК комплексов: крупнозернистые модели и оптимизация последовательностей. А. И. Буглаков, А. И. Фатихова, А. В. Чертович, А. К. Шайтан, А. Р. Хохлов
13:40 Потенциал современных информационных технологий для анализа данных экспериментов на установках Cryo-EM и XFEL. С. А. Бобков, А. Б. Теслюк, В. Е. Велихов, В.А. Ильин
14:00 Математические методы в исследовании морфологии почвенных конкреций. Н. О. Ковалева, И. В. Ковалев, Е. А. Звычайная
14:20 Обед
15:10 Молекулярная и броуновская динамика взаимодействия белков в фотосинтезе И. Б. Коваленко, В.А. Федоров, С.С. Хрущев, Г.Ю. Ризниченко, А. Б. Рубин
15:30 Моделирование первичных процессов фотосинтеза. Иерархический подход Т. Ю. Плюснина, С. С. Хрущев, Г. Ю. Ризниченко, А. Б. Рубин
15:45 Улучшение предсказания доступности нуклеотидов РНК по ее последовательности при помощи ArmNet. Д. Д. Пензар, В. В. Вяльцев, Е. О. Носкова, А. О. Зинкевич, А. Н. Бакулин
16:00 Трансформеры с рекуррентной памятью для анализа длинных последовательностей ДНК. А. В. Шмелев, Ю. М. Куратов, В. С. Фишман, О. Л. Кардымон
16:15 Предсказание изменений экспрессии генов в единичных клетках с помощью методов глубокого обучения. Е. Е. Маркелова, Д. В. Антонец, А. Р. Минин, Ю. В. Вяткин, Д. Н. Штокало, Ю. А. Медведева, В. Е. Раменский
16:30 Кофе-брейк
16:50 Пространственно-спектральные характеристики электроэнцефалографии пациентов с фантомными болями. Д. Ф. Клеева, Г. А. Согоян, А. Биктимиров, М. Синцов, М. А. Лебедев
17:05 Машинное обучение в анализе электрической мышечной активности для управления протезом М. П. Кнышенко, Г. А. Согоян, Н. С. Пилюгин, М. А. Лебедев
17:20 PathScribe: программное обеспечение для работы с полнослайдовыми гистологическими изображениями для учебного процесса и научных исследований. А. В. Хвостиков, В. Б. Ипполитов, А. С. Крылов, И. А. Михайлов, П. Г. Мальков
17:35 Методы совмещения микроскопических изображений клеточных структур и их применение в задачах клеточной биологии Д. В. Сорокин, Н. А. Аношина, Е. А. Арифулин, Е. В. Шеваль

https://math-conf.msu.ru/program#accord

Итак, если интуиция это неосознанное знание, которое нам помогает быстро и эффективно принимать решения, то было бы круто, чтобы эти накопленные знания были не только из нашей жизни.

В перерыве между политическими шутками и философскими размышлениями, хочу рассказать вам об интересном эксперименте с «телепатическими» крысами. Один из его авторов Михаил Лебедев, наш старший товарищ.

Во время эксперимента навык и моторная информация от одной крысы буквально «перекачивались» в мозг другой, у которой никогда не было этого опыта.

У нас две милые крысы. Первая в клетке учится нажимать на рычаги, рядом с которыми загораются лампочки. Если загорелась левая лампочка, крысе нужно нажать на левый рычаг, и тогда — вознаграждение (а если правая — на правый рычаг). Первая крыса всегда знает правильный ответ и просто отрабатывает свой навык. В это время считывается нейроактивность ее мозга через вживленные в него инвазивные электроды. Эту активность транслируют второй крысе в соседней клетке, у нее установлен только стимулятор.

Задача второй — нажать на тот же рычаг, что и первая до этого. Вторая крыса не знает, на какой рычаг нужно жать, чтобы получить вознаграждение. В ее клетке одновременно загораются обе лампочки, и все, что у нее есть, — это декодированные учеными сигналы нейростимуляции от первой крысы.

Но получить вознаграждение очень хочется. И тут ей прилетает подарок-подсказка от первой крысы. Когда первая нажимает на левый рычаг — второй крысе посылается малое количество электрических импульсов. Если на правый — большое количество. Если вторая нажимала правильно, обеим давали вознаграждение.

Надо будет сделать, чтобы мы также неосознанно чувствовали верное решение, которое сформировано на основе чужого болезненного опыта). А то задолбаешься на все швабры самостоятельно наступать!

Статья в Nature для тех, у кого iAPF>11

Своеобразное положение астроцитов, соединяющее синаптические и сосудистые отделы, позволяет им «вычислять» состояние мозга и, следовательно, секретировать факторы в кровоток, которые могут служить диагностическими биомаркерами различных здоровых или болезненных состояний. Здесь мы собрали последние достижения в области астрогенеза и опосредованной астроцитами регуляции ремоделирования нейронной сети в ранние постнатальные критические периоды развития мозга, уделяя особое внимание устранению синапсов. Затем мы предлагаем альтернативные гипотезы участия аберрантностей в этих процессах в возникновении нервно-психических и нервно-психических расстройств.

https://www.nature.com/articles/s41380-024-02534-4

Начиная с запаса стволовых клеток, первоначально взятых из человеческого эмбриона, созданного с помощью ЭКО, Neurona выращивает «тормозные интернейроны». Задача этих нейронов — подавлять активность мозга — они приказывают другим клеткам снизить свою электрическую активность, секретируя химическое вещество под названием ГАМК.

https://www.technologyreview.com/2024/03/29/1090301/brain-cell-transplants-are-the-newest-experimental-epilepsy-treatment/

Как и многие важные научные открытия, использование этого процесса для визуализации кислорода в мозгу было сделано случайно. Феликс Бейнлих, доцент Центра трансляционной нейронауки Копенгагенского университета, изначально намеревался использовать люминесцентные белки для измерения активности кальция в мозге. Стало ясно, что произошла ошибка в производстве белка, что привело к задержке исследований на несколько месяцев.

https://www.news-medical.net/news/20240328/New-imaging-technique-maps-oxygen-movement-in-the-brain.aspx

Вот эта статья:

Мозг должен тонко балансировать доставку и потребность в кислороде, чтобы постоянно поддерживать оксигенацию тканей. Однако наше понимание динамики напряжения кислорода в тканях мозга в физиологических условиях все еще ограничено. Бейнлих и др. использовали биолюминесцентный индикатор кислорода для изучения парциального давления кислорода в различных частях мозга мыши с высоким пространственным и временным разрешением. Они обнаружили, что временные и пространственно ограниченные периоды гипоксии возникают спонтанно — явление, которое они назвали «гипоксическими карманами». Систематическое изучение реакции на различные экспериментальные условия показало, что физическая активность, такая как бег, снижает возникновение гипоксических областей.

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adn1011

«Новое устройство интересно, потому что оно дает нам чрезвычайно детальное описание электрической активности мозга, собирая тысячи точек данных в секунду из тысячи участков мозга у каждого участника. Отслеживая активность нейронов с таким беспрецедентным разрешением, наша междисциплинарная команда в Маунт-Синай надеется получить важную информацию о том, как функция мозга поддерживает поведение и на нее влияют болезненные состояния».

https://neurosciencenews.com/bci-brain-mapping-25808/

Видео дня

Наконец хоть какие-то хорошие новости

https://futurism.com/neoscope/human-brains-larger

“The daytime pattern of sharp-wave ripples was replayed during the night, a process that moved the experience into long-term memory.”

Звучит замечательно, но есть небольшая проблема: мыши спят, в основном, днем. Ну и спят они очень короткими эпизодами; это не так, что они ложатся в кровать и спят много часов подряд.

https://www.nbcnews.com/health/health-news/brain-chooses-memories-sleep-rcna145159

Коварная чистоплотность

https://thedaily.case.edu/common-household-chemicals-pose-new-threat-to-brain-health/

Загадка происхождения жизни разгадана

https://news.1rj.ru/str/khokhlovAR/624

Видео дня

Доклады 2 апреля (кое-что было добавлено):

11:20 – 11:50 Нейроинтерфейсы для реабилитации
М. А. Лебедев, профессор, МГУ имени М. В. Ломоносова
Д. Ф. Клеева

16:50 – 17:05 Пространственно-спектральные характеристики электроэнцефалографии пациентов с фантомными болями
Д. Ф. Клеева, научный сотрудник, Институт перспективных исследований проблем искусственного интеллекта и интеллектуальных систем МГУ имени М. В. Ломоносова, Сколковский институт науки и технологий
Г. А. Согоян, А. Биктимиров, М. Синцов, М. А. Лебедев

17:05 – 17:20 Машинное обучение в анализе электрической мышечной активности для управления протезом
М. П. Кнышенко, студент, Центр нейробиологии и нейрореабилитации имени Владимира Зельмана, Сколковский институт науки и технологий
Г. А. Согоян, Н. С. Пилюгин, М. А. Лебедев

17:50 – 18:05 Моделирование распространяющихся волн нейронной активности в моторной коре объясняет вращательную динамику
Е. А. Кузьмина, аспирант, Сколковский институт науки и технологий
Д. О. Крюков, аспирант, Сколковский институт науки и технологий, М. А. Лебедев, профессор, МГУ имени М. В. Ломоносова

https://math-conf.msu.ru/program#accord

$7,4 млрд к 2033 году - объём мирового рынка нейроинтерфейсов по данным Market.

Такая оценка возможна при среднегодовом темпе роста 15,7%. Движущей силой станет большой спрос на нейроинтерфейсы особенно в здравоохранении.

В 2023 году рынок был оценен в $1 790 млн.

Неинвазивные нейроинтерфейсы доминируют на рынке - 84,2% доля.

Сектор здравоохранения занимает львиную долю рынка - 60,8%.

Среди конечных пользователей медицинский сектор лидирует - 45,4%.

Аппаратный компонент рынка BCI составляет значительную долю дохода в 64,8%, что показывает его критическую роль в функциональности системы.

США лидирует на мировом рынке BCI - 40,2%, за ней следует Азиатско-Тихоокеанский регион.

Про физиологические основы дикости

Из лекции академика Ивана Петровича Павлова "Основа культуры животных и человека" 27 мая 1918 года:

Вы видите, что основа культуры - совершенство жизненного приспособления - зависит от правильного соотношения двух процессов - раздражения и торможения.

Но уже по тому, что мы знаем, ясно, что наша жизнь тоже переполнена инстинктами... т. е. теми же рефлексами. И если вы даже случайно, но сколько-нибудь настойчиво и внимательно наблюдаете жизнь животного, то нельзя не быть пораженным сходством этой жизни с нашей жизнью, как мы ни гордимся своим превосходством.

Все совершенство, вся тонкость жизни, все это осуществляется при посредстве торможения. И если вы отнимете эту половину нервного механизма, а оставите лишь одно раздражение, то настанет хаос, который уничтожит все совершенство жизни, все соответствие животного с окружающим миром. Таким образом, надо признать как основной закон жизни, подобно закону тяготения, что мыслительная деятельность состоит из двух половин, из двух проявлений, из свободы, раздражений и из торможений, дисциплины, узды.

Безусловно, это фундаментальный закон и для человека, только для него он еще более притязателен, более необходим, потому что и условия жизни человека более сложны. Так же, как и животные, так же различаются между собою в этом отношении и люди, и нации. Мы знаем очень хорошо, что в человеческой жизни практикуется - и нарочно - сознательно масса тормозов. Тормоза эти известны. Я сначала дам их на том типе, на тех народах, где эти тормоза развиты наиболее резко, наиболее приближаются к идеалу, т. е. на английском и германском народах. Эти тормоза представлены, во-первых, религией, затем законом, властью, контролем, далее воспитанием, обычаями, привычками. Это все тормоза.

До какой степени это есть закон жизни, мы можем видеть на нашем революционном времени. Оно великолепная и ужасная иллюстрация. Что такое революция вообще? Это есть освобождение от всех тормозов, о которых я говорил. Это есть полная безудержность, безуздность. Были законы, обычаи и т. д. Все это теперь идет насмарку. Старого не существует, нового еще нет. Торможение упразднено, остается одно возбуждение. И отсюда всякие эксцессы и в области желаний, и в области мысли, и в области поведения.

Почитайте также об опытах на собаках, о людях, о "малороссах и великороссах", о "Лейпциге и Липецке", о "передовых нациях", о "религии и традициях", и другие рассуждения Ивана Петровича Павлова в тексте этой его майской лекции 1918 года. Найдите текст, прочитайте, узнайте мнение мудрого человека, которое, может быть, сделает кого-то чуть мудрее и сегодня.

Дублирую ссылку на февральское видео, записанное на смартфон в этом году, в день памяти И.П. Павлова, с цитатами классика, около 9 минут - смотреть в отечественном видеохостинге VK или в зарубежном YouTube*