Лебедев про мозг

В отличие от представлений Декарта, наука смотрит на шишковидную железу, или эпифиз, более прозаично. Эта железа не является прибежищем нематериальной души, а выполняет эндокринную функцию, работая как биологические часы организма. Основная функция шишковидной железы заключается в выработке гормона мелатонина. Синтез этого вещества напрямую зависит от уровня освещенности. Когда сетчатка глаза регистрирует наступление темноты, эпифиз начинает активно выделять мелатонин в кровь, подготавливая организм ко сну. Гормон снижает температуру тела, замедляет обмен веществ и вызывает чувство сонливости. Утром, когда на сетчатку снова попадает яркий свет, производство мелатонина практически прекращается, что помогает нам проснуться и чувствовать себя бодрыми. Через это циклическое выделение гормона шишковидная железа регулирует циркадные ритмы, то есть наши внутренние суточные биологические часы. Она помогает организму адаптироваться к смене дня и ночи, а также к сезонным изменениям светового дня. Эпифиз также оказывает влияние на репродуктивную систему, помогая синхронизировать половое созревание и половые циклы с общими ритмами организма. #эпифиз #pinealgland

Рене Декарт построил свою философскую систему на разделении всего существующего мира на две совершенно разные основы, которые он назвал субстанциями. Под субстанцией он понимал то, что для своего существования не нуждается ни в чем другом, кроме Бога. Всю сотворенную реальность он разделил на мыслящую субстанцию и протяженную субстанцию. Этот подход стал основой его знаменитого дуализма. Мыслящая субстанция, которую ученый также связывал с душой или умом, обладает главным свойством, или атрибутом — мышлением. Для Декарта мышление включает в себя не только логические рассуждения, но и сомнение, понимание, утверждение, отрицание, желание, воображение и чувства. Эта субстанция нематериальна, она не имеет веса, формы, ее нельзя измерить или разделить на части. Именно через анализ мыслящей субстанции Декарт пришел к своему фундаментальному выводу о том, что если человек мыслит, то он существует. Протяженная субстанция — это весь материальный мир, включая физические тела, планеты и человеческие организмы. Главным атрибутом этой субстанции является протяженность в пространстве. Это значит, что любая материальная вещь имеет длину, ширину, глубину, занимает определенное место и может быть разделена на сколь угодно мелкие части. В отличие от ума, материя полностью лишена сознания, свободы воли и цели. Декарт рассматривал материальный мир как гигантский механический автомат, действующий строго по законам физики и геометрии. Главная трудность концепции Декарта, над которой до сих пор ломают голову философы, заключалась в вопросе о том, как вообще эти две независимые субстанции могут взаимодействовать в человеке. Если душа не имеет физических характеристик, а тело является лишь механизмом в пространстве, как наши мысли заставляют нас двигать рукой, и как физическая травма вызывает душевную боль. Декарт пытался решить эту проблему физиологически, утверждая, что местом встречи души и тела является шишковидная железа в мозге. По его мнению, именно там тончайшие частицы крови, которые он называл животными духами, передают импульсы от тела к душе и обратно. В его понимании это работало как сложный психофизический узел, связывающий две принципиально разные природы в единого живого человека. #сознание #дуализм #декарт

Из рубрики «Художественная фотография» Вид из окна накануне грозы. #художественнаяфотография

Из рубрики «Художественная фотография» Вид из окна накануне грозы. #художественноефото

Как и было обещано, рассказ о конференции в Самаре. Первая презентация там была моя: https://youtu.be/NwKscGpqryk?is=YugSdErqrkjtExx_ И это было о нейрональной доктрине против нейросетевой доктрины, что иногда изображают как некое реальное противостояние. Здесь могут возразить, что проблема выеденного яйца не стоит, но все же до сих пор эти вопросы обсуждаются в разных формах, с привлечением ИИ в том числе. За 30 минут я привел некоторые примеры и набросал схемы. Но этот доклад нужно дальше оттачивать, чем я и буду заниматься в ближайшие недели. #bcisamara

Из рубрики «Марсианские хроники» #марсианскиехроники

Оценили

Как тебе такое, Том Оксли?

Между тем в телевизоре

Прибыл на мероприятие

Из рубрики «Марсианские хроники» #марсианскиехроники

Сергей Шишкин был прав. Том Оксли, сооснователь и глава компании Synchron, разработавшей эндоваскулярный нейроинтерфейс Stentrode, использует eye tracking в качестве элемента управления. Более того, в официальных критериях отбора пациентов для клинических испытаний Synchron прописано требование: у пациента не должно быть нарушений движений глаз, которые могли бы помешать использованию систем айтрекинга. Эндоваскулярный интерфейс Stentrode вводится через яремную вену и располагается внутри кровеносного сосуда рядом с моторной корой. Так как он не внедряется напрямую в ткань мозга, качество сигнала значительно ниже, чем у внутрикорковых матриц. Нейроинтерфейс с горем пополам считывает попытку совершить движение, но им невозможно вести курсор по экрану. Оксли подчеркивает, что трекинг глаз идеален для быстрого и плавного перемещения курсора в нужную точку экрана. Однако по его утверждению глазами крайне тяжело кликать, скроллить или перетаскивать иконки; ведь для этого приходится долго задерживать взгляд или неестественно моргать, что быстро утомляет пользователя. Поэтому пользователям впаривают «гибридную» систему. Пациент переводит взгляд на нужную иконку или букву на экране смартфона или планшета, за что отвечает внешняя камера eye tracking. Затем «силой мысли», например, пытаясь сжать руку в кулак, он совершает нажатие, и за этот ментальный клик уже отвечает имплантированный Stentrode. Так водят за нос не только нас, но и всякие там Apple и т.п., которые вкладывают в эту ерунду миллионы. #шишкинбылправ

Сергей Шишкин был прав. Том Оксли, сооснователь и глава компании Synchron, разработавшей эндоваскулярный нейроинтерфейс Stentrode, использует eye tracking в качестве элемента управления. Более того, в официальных критериях отбора пациентов для клинических испытаний Synchron прописано требование: у пациента не должно быть нарушений движений глаз, которые могли бы помешать использованию систем айтрекинга. Эндоваскулярный интерфейс Stentrode вводится через яремную вену и располагается внутри кровеносного сосуда рядом с моторной корой. Так как он не внедряется напрямую в ткань мозга, качество сигнала значительно ниже, чем у внутрикорковых матриц. Нейроинтерфейс с горем пополам считывает попытку совершить движение, но им невозможно вести курсор по экрану. Оксли подчеркивает, что трекинг глаз идеален для быстрого и плавного перемещения курсора в нужную точку экрана. Однако по его утверждению глазами крайне тяжело кликать, скроллить или перетаскивать иконки; ведь для этого приходится долго задерживать взгляд или неестественно моргать, что быстро утомляет пользователя. Поэтому пользователям впаривают «гибридную» систему. Пациент переводит взгляд на нужную иконку или букву на экране смартфона или планшета, за что отвечает внешняя камера eye tracking. Затем «силой мысли», например, пытаясь сжать руку в кулак, он совершает нажатие, и за этот ментальный клик уже отвечает имплантированный Stentrode. Так водят за нос не только нас, но и всякие там Apple и т.п., которые вкладывают в эту ерунду миллионы. #шишкинбылправ

«Классическое» представление о локализации функций в мозгах опровергли в сотый раз. На этот раз исследовали вокальную коммуникации игрунок. Оказалось, что за взаимосвязь слухового восприятия, принятия решений и речевой моторики отвечают бегущие по коре волны, два типа волн: вращательные и поступательные. Частота — в тета-диапазоне. Поступательная волна непосредственно перед вокализацией модулирует высокочастотную активность в префронтальной и слуховой зонах. Зачем? А чтобы «обеспечить точное сенсорное предсказание и превратить разрозненные нейронные ансамбли в единый динамический интерфейс общения» (что бы это ни значило). https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.15.725341v1

В современной клинической нейрофизиологии ключевой задачей является восстановление двунаправленного обмена информацией между мозгом и телом, нарушенного из-за инсульта или травм спинного мозга. Для этого используются методы «считывания» (декодирование намерений из нейронной активности) и «записи» (целевая электростимуляция или механическая поддержка) на кортикальном, спинальном и периферическом уровнях. Объединение декодирования и актуации в замкнутые системы с обратной связью позволяет не только повысить точность управления и чувство воплощения протеза, но и задействовать активность-зависимую нейропластичность для долгосрочного восстановления нарушенных функций. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S138824572600413X

Из рубрики «Философские притчи» Однажды голуби ориентировались по солнцу, когда строили свой маршрут. И поэтому у них всегда получалась правильная траектория из любой точки домой. Правда, они не учли, что расположение солнца на небе разное в зависимости от времени суток. Поэтому их результат несколько напоминал фальсификацию результатов. А вот другой группе голубей было не до фальсификаций, потому что ученые уничтожили в их организме все макрофаги, выполнявшие важные физиологические функции. Эти голуби решили никуда не лететь и лишь только мастурбировать напоследок. Вот так же и сознание. В нем есть перемещения во времени и пространстве. Но это все лишь иллюзии. На самом деле ни времени, ни пространства нет, хотя они и присущи сознательному восприятию. И, значит, в самом деле можно никуда не летать. #философскиепритчи

Картинка дня: Вот так по мнению ИИ образуется магнитное поле мозга. Если не согласны (или согласны), комментируйте.

Из рубрики «Для эрудитов» Принцип работы магнитно-резонансной томографии основан на свойствах атомов водорода, которые в огромном количестве содержатся в тканях человека в составе воды и жиров. Ядро каждого атома водорода представляет собой протон, обладающий собственным магнитным моментом, то есть ведет себя как крошечный магнит. В обычных условиях эти протоны ориентированы хаотически, но при помещении пациента в сильное постоянное магнитное поле томографа их магнитные моменты выстраиваются вдоль силовых линий поля, подобно стрелке компаса. Это создает суммарную намагниченность тканей. Затем аппарат генерирует радиочастотный импульс, точно настроенный на резонансную частоту протонов. Этот импульс подается перпендикулярно постоянному полю и заставляет часть протонов синхронно перевернуться, отклонившись от оси основного поля. После окончания импульса протоны начинают возвращаться в исходное состояние, процесс, называемый релаксацией. При этом они отдают поглощенную энергию, испуская собственный радиочастотный сигнал. Время релаксации различается для разных тканей, например, для жира и воды, а также меняется при патологических изменениях. Градиентные катушки создают дополнительные слабые магнитные поля, которые линейно меняются в пространстве, что позволяет протонам в разных точках тела прецессировать, то есть вращаться, с разной частотой. Компьютер анализирует полученные сигналы, определяя их происхождение по частоте и фазе, и строит трехмерное изображение среза тела. Так получают классические анатомические снимки МРТ. Функциональная МРТ, или фМРТ, использует тот же физический принцип, но измеряет не структуру, а активность мозга. Ее работа опирается на эффект, известный как BOLD, что расшифровывается как контраст, зависящий от уровня оксигенации крови. Когда какой-либо участок мозга активно работает, его нейроны потребляют больше кислорода и глюкозы. Сосуды в этом месте расширяются, и приток свежей, богатой кислородом крови возрастает значительно сильнее, чем это нужно для покрытия потребления. В результате концентрация оксигемоглобина, то есть гемоглобина, связанного с кислородом, в активной зоне оказывается выше, чем в покое. Оксигемоглобин является диамагнитным веществом, он почти не искажает локальное магнитное поле. В отличие от него, дезоксигемоглобин, или гемоглобин без кислорода, обладает парамагнитными свойствами и создает микроскопические неоднородности магнитного поля, которые ускоряют потерю сигнала МРТ. Таким образом, когда активность нейронов повышает соотношение оксигемоглобина к дезоксигемоглобину, неоднородности магнитного поля уменьшаются, и сигнал МРТ на этом участке становится чуть сильнее. Компьютер сравнивает серии быстрых снимков, сделанных с интервалом в несколько секунд, и выявляет области, где сигнал систематически возрастает во время выполнения определенного задания. На карте мозга эти зоны отображаются как цветные пятна, показывая, какие участки вовлечены в процесс мышления, движения или восприятия. #дляэрудитов

Из рубрики «Для эрудитов» Функциональная магнитно-резонансная томография, или фМРТ, это метод нейровизуализации, который позволяет отслеживать активность различных областей мозга в реальном времени, хотя и с некоторыми ограничениями. Принцип работы основан на кровоснабжения мозга. Нервные клетки, когда они активно работают, потребляют больше кислорода и глюкозы. В ответ на это кровеносные сосуды локально расширяются, и приток крови к активной зоне увеличивается. Оксигемоглобин (с кислородом) является диамагнитным, то есть почти не влияет на магнитное поле, а дезоксигемоглобин (без кислорода) парамагнитен и создает локальные неоднородности поля. фМРТ регистрирует именно изменение соотношения окси- и дезоксигемоглобина в каждом маленьком объеме мозга, или вокселе. Этот контраст называется BOLD, что расшифровывается как уровень оксигенации крови, зависящий от магнитных свойств. Когда активность нейронов возрастает, приток свежей крови приносит избыток оксигемоглобина, магнитное поле становится более однородным, и сигнал от этой области на фМРТ увеличивается. Разновидности фМРТ определяются тем, как именно организуется измерение сигнала. Самая распространенная разновидность это BOLD-фМРТ, которая используется для картирования зон мозга, задействованных в конкретных задачах. Существует также перфузионная фМРТ, или ASL, которая измеряет абсолютный кровоток, а не только оксигенацию: она метит воду в артериальной крови с помощью радиочастотного импульса и отслеживает, как эта меченая кровь поступает в ткани. Этот метод дает более количественную информацию, но имеет гораздо более низкое соотношение сигнал-шум. Другой вид фМРТ это диффузионно-взвешенная фМРТ, которая реже применяется для отслеживания активации и чаще связана с диффузионной МРТ, но существуют протоколы для изучения быстрых изменений в микросреде нейронов. Кроме того, существует так называемая парадигмальная фМРТ, где пациенту дают задания в виде блоков задач или событий. Блоковый дизайн предполагает чередование периодов активности и покоя, что дает высокую статистическую мощность. Событийный дизайн позволяет показывать отдельные стимулы в случайном порядке, что даёт возможность разделять реакции на разные типы событий, но требует более сложного анализа. Пространственные и временные характеристики фМРТ являются ключевыми для понимания её сильных и слабых сторон. Пространственное разрешение фМРТ довольно высокое по сравнению с другими функциональными методами, такими как электроэнцефалография. Обычно в клинических и исследовательских протоколах размер воксела составляет от двух до четырёх миллиметров в каждом измерении, что позволяет различать области мозга размером в несколько кубических миллиметров. В очень мощных томографах с полем 7 Тесла и выше можно достичь субмиллиметрового разрешения и видеть слои коры или функциональные колонки, но это скорее исследовательская экзотика. За высокое пространственное разрешение приходится платить низким временным разрешением. Временная характеристика фМРТ определяется скоростью гемодинамической реакции, которая очень медленная по сравнению с самими нейронными событиями. Нейроны генерируют потенциалы действия за миллисекунды, но пик BOLD-сигнала наступает только через четыре-шесть секунд после начала активности, а возвращается к базовому уровню через двенадцать-шестнадцать секунд. Типичное время повторения, то есть интервал, за который сканируется весь объём мозга, для фМРТ обычно составляет от одной до трёх секунд. Это позволяет отслеживать изменения активности в масштабе секунд, но не миллисекунд. #дляэрудитов