homuncul

Диагноз, поставленный голосами в голове

Развлеку вас немного одной историей, приключившейся в середине 1980-х. О ней поведал врач-психиатр из больницы Ламбет, что в Лондоне, изложив подробности в известном медицинском журнале BMJ под рубрикой “Трудный случай”.

Представьте, обычной зимой обычная жительница Лондона, никогда не жаловавшаяся на здоровье, сидит дома с книгой и вдруг слышит голос. Он зазвучал прямо в ее голове:

“Пожалуйста, не бойтесь. Знаю, это может шокировать, когда вы слышите, что я с вами разговариваю, но это самый простой способ, о котором я подумал. Мы с другом работали в Детской больнице на Грейт Ормонд стрит и хотели бы помочь вам.”

Голос назвал три факта, о которых она не знала, но имела возможность проверить, и все оказались правдой. Женщина решила, что сходит с ума и обратилась в клинику. Автор пишет, что осмотрел ее и выписал препарат тиоридазин, который довольно скоро помог пациентке избавиться от слуховых галлюцинаций, к ее облегчению.


Воодушевленная, женщина отправилась на отдых за границу. Там ее снова настигли голоса. Они настаивали, что срочно нужно вернуться в Англию, ибо ей предстоит лечение. Даже сообщили адрес, куда следует приехать -- отдел компьютерной томографии крупного лондонского госпиталя.

По ее возвращении муж, весьма скептически настроенный, отвез жену туда на машине. Оказавшись на месте, женщина узнала от голосов, что ей необходимо сделать сканирование головного мозга, так как в мозге растет опухоль и воспален ствол. На следующий день она пришла к врачу-психиатру (автору заметки в BMJ), в сильном отчаянии. Тот не нашел у нее никаких внешних признаков болезни, но все же запросил у госпиталя процедуру сканирования, дабы развеять все тревоги.

Госпиталь отказал, сославшись на то, что процедура недешевая, а показаний реальных нет -- не будем же мы запускать прибор всякий раз, когда этого возжелают “голоса в голове”. Досталось от специалистов госпиталя заодно и самому психиатру, за чрезмерное рвение. Но путем трудных переговоров он все же добился, чтобы сканирование провели.

После первого пришлось сделать повтроное сканирование, с повышением контраста, и оно показало, что у пациентки в мозге менингиома, т.е. опухоль, растущая из клеток мозговой оболочки. После консультаций с нейрохирургом пациентка решилась на операцию. Голоса решение приветствовали.

Опухоль вырезали, и как только женщина пришла в сознание, она услышала в голове: “Мы были рады помочь. Всего хорошего”. Она легко и без осложнений восстановилась после операции, вернулась к обычной жизни, и голоса с тех пор больше никогда ее не тревожили.

В статье врач рассуждает о том, что это было. Это единственный известный ему случай, когда галлюцинации дают точный диагноз в отсутствие каких-либо внешних проявлений болезни и вдобавок сообщают, какая именно процедура необходима и где лучше всего ее провести.

Врач сделал доклад на конференции, даже привез туда пациентку, и мнения присутствующих разделились. Одни увидели в этом подтверждение телепатии, другие сознательное мошенничество со стороны женщины. Третьи же предположили, что опухоль пусть и не успела вызвать неврологические дефициты, но ее присутствие уже ощущалось организмом. Где-то глубоко в психике возник страх опухоли, и он вербализовался вот таким нетривиальным образом.

Хотя, если вдуматься, это наиболее простой путь сообщить новость сознанию -- напрямую, как есть, без знаков, символов и намеков.

BMJ | A difficult case: Diagnosis made by hallucinatory voices | doi: 10.1136/bmj.315.7123.1685

P.S. Подумалось вот что. Последнее время появляются данные, что опухоли определенным образом влияют на активность нервных клеток, отсюда гипотетически у ЦНС есть возможный механизм “узнать” о развивающейся патологии.
homuncul

Нейронет и нейротех: ставки на будущее

Будущее знать невозможно, но можно посмотреть, кто и какие ставки делает. Например, какие типы исследований и разработок получают приоритетное финансирование, куда идут деньги. Какая логика за этим стоит. Это помогает увидеть вероятные сценарии будущего.

Мы попытались. Выкладываю текст -- это часть доклада ОС Нейронет, который вышел в конце года. В тексте обозначены два направления, две ставки на будущее, уже сделанные серьезными игроками: неинвазивные нейроинтерфейсы и биоэлектронная медицина (электроцевтика). На мой взгляд, здесь важнее даже не отдельные решения, а сама логика, побуждающая искать в этих направлениях.

Давно хотел, чтобы по электроцевтике была справка на русском, со ссылками, чтобы каждый раз не рассказывать, что такое и зачем. Вот, наконец, сделал.

Первый раздел можно опустить -- в нем переподтверждаем выводы предыдущего доклада.

Если заинтересует, текст выложен в трех вариантах, кому как удобнее читать:

Ссылка на сам доклад yadi.sk

Ну и понятно, что ставок реально больше, но эти две одни из ключевых.
homuncul

Куда нас приведут исследования обезьян с человеческим геном

Почему они интригуют больше, чем нашумевший эксперимент по изменению ДНК китайских девочек Лулу и Наны?

«Представьте себе модифицированных макак особого типа. Они не служат моделью аутизма или болезни Альцгеймера, на них не тестируют лекарства. Их гены изменены, и в сравнении с обычными макаками эти особи более склонны к определенным зависимостям. Или же они более конформны в социальном поведении, или же острее реагируют на некий подпороговый стимул. Подобных обезьян совсем нетрудно вообразить, если проследить логику уже начатых исследований. Так на живых моделях будут проверены важные гены человека. И так генетическая инженерия получит шанс превратиться в социальную».


Изначально мой текст должен был быть про новость о встраивании гена человека в ДНК обезьян: такой опыт провели китайские генетики. Но я подумал, что полезнее будет взять шире и сказать о большой игре, которая началась. Это игра научных держав вокруг генов, влияющих на мозг: она наберет ход в ближайшие годы, и ее плоды могут быть весьма чувствительными для всех.

Фактически в тексте представлен один из сценариев. Или, если угодно, одна из стратегий, которая может быть реализована, исходя из логики развития научных исследований. Неизбежности тут нет, но неплохо бы знать, что происходит: какие риски открываются и какого рода соблазны возникают. Обезьяны -- как вы догадались, лишь подготовительный этап. Но ключевой. И вы поймете, почему.

Теперь об этом можно рассказать (с)

И да, самое главное: если вы как страна не участвуете в игре, вы уже проиграли.

Трансгенные обезьяны важнее гмо-детей

homuncul

Интерфейс с облаком

Читается как научная фантастика. Группа ученых написала программный текст про отдаленное будущее, где граждане будут иметь прямую высокоскоростную связь мозга с интернетом. Авторы называют ее “интерфейс мозг-облако”. Реализуется через введение в пространство внутри черепа огромного флота микро- и наноботов, которые отслеживают каждый нейрон и его синапсы. Прямо так и пишут: direct monitoring of the brain’s ∼86 × 10^9 neurons and ∼2 × 10^14 synapses.

Я сам всячески приветствую игру воображения и бывает, вполне сознательно, повышаю ставки. Но все же не в научном журнале: тут даже на мой вкус изложено слишком лихо. Авторы даже подсчитали, что все введенные боты не превысят 9% объема мозга, что в пределах допустимого.

В чем я солидарен с ними -- в том, что микро- и наноботы неизбежны. Это путь, по которому пойдут самые передовые разработки вокруг интерфейсов и прочих нейротехнологий. В DARPA так и считают и играют на опережение, стимулируя исследования именно в этом направлении и демонстративно отмахиваясь от улучшения традиционных’ методов типа МРТ или ЭЭГ. Есть, однако, разница: снимать сигнал со всех клеток коры (вполне верю) и снимать со всех нейронов мозга в целом, включая мозжечок (а зачем, собственно?). Плюс авторы как-то уж совсем игнорируют вопрос обработки столь мощного потока данных в реальном времени, просто уповая на дальнейший прогресс IT технологий. Удивлен.

Впрочем, там и помимо обработки очень много вопросов, как практических, так и теоретических. Напр., авторами неявно подразумевается, что имея детальную картину активности всех клеток, мы сможем загружать знания и навыки в человека в готовом виде. Откуда это следует, неясно. Я специально посмотрел дату публикации и убедился, что она датирована не первого апреля.

Если же не привязываться к нереальным, на мой взгляд, ориентирам, посыл статьи сильно перекликается с текстом, который я писал на ту же тему: что нас ждет симбиоз человека и техносферы через подключение напрямую к мозгу. Правда, я писал в убеждении, что немного перегибаю, а оказалось что поскромничал, на фоне смелых редакторов Front. Neurosci.
Группа авторов: Human Brain/Cloud Interface
homuncul

Свет и звук как средство лечения болезни Альцгеймера?

Пару лет назад в MIT разработали простой и дешевый метод борьбы с амилоидными скоплениями в мозге, которые сопровождают развитие болезни Альцгеймера. Писал тогда об этом в fb. Теперь история получила продолжение.

Кратко метод был в следующем -- мышке с Альцгеймером (модель заболевания) по часу в день включали свет, мерцающий на частоте 40 Гц. И ткани мозга мышки в зрительной коре постепенно избавлялись от бляшек. Результат интересный и интригующий. Но встал вопрос, как бы то же самое провернуть с другими областями мозга. Уже тогда было ясно, что стоит попробовать иные формы стимуляции, чтобы сигнал шел не через глаза. Первый выбор -- звук, конечно. Просто и неинвазивно. И вот на днях в Cell вышла статья той же группы, где они использовали звуковую стимуляцию таких же мышей, включая им щелчки на частоте 40 Гц.

И что же, на этот раз бляшки исчезали в слуховой коре и в гиппокампе, а у мышей улучшилась пространственная память. Для усиления эффекта грызунам затем устроили настоящую дискотеку,  сочетали оба вида стимуляции, свет со звуком, и амилоидные скопления сократились по всему неокортексу. А ведь и гиппокамп, и префронтальная кора как раз важны для поддержания когнитивных функций, которые страдают при Альцгеймере.


Как это работает, по-прежнему не ясно, но подозрения падают на микроглию. Якобы стимуляция активирует эти клетки, и они начинают эффективнее очищать мозг от мусора. Авторы планируют в ближайшем будущем начать испытания с людьми. Будем следить за развитием сюжета. Повторю то, что писал два года назад: до реального лечения Альцгеймера еще далеко. Пока есть результат на мышах, но модельные мыши, при всем уважении, не люди. Эффект неустойчивый. Служат ли бляшки причиной Альцгеймера -- тоже под вопросом. Однако сам факт, что столь простой, предельно нехайтековый метод дает ощутимое улучшение -- удивителен сам по себе.

Multi-sensory Gamma Stimulation Ameliorates Alzheimer’s-Associated Pathology and Improves Cognition -- Cell, 2019
A Possible Alzheimer’s Treatment With Clicks and Flashes? It Worked on Mice -- NY Times
homuncul

В поисках человека. Серая зона

“Несколько лет назад психологи из Гарварда обнаружили, что люди воспринимают пациентов, находящихся в вегетативном состоянии, более мёртвыми, нежели реально мёртвых. Похоже, это связано с тем, что смерть мы явно или подспудно расцениваем как отделение души от тела, и душа, таким образом, продолжает осознавать, размышлять и чувствовать, а в состоянии «овоща» сознание отсутствует – нет ни мыслей, ни эмоций”.

Написал на днях про исследования Оуэна -- он доказал, что часть вегетативных больных находится в сознании, и даже смог установить с ними контакт. В реальности, путь от первых догадок до полноценных и убедительных экспериментов занял много лет. Пройти такой путь, от всеобщего скепсиса до триумфа, мог только по-настоящему увлеченный и упорный человек.


Началось с того, что Оуэна посетила гениальная идея. Возможно, она посещала не только его, но именно ему хватило смелости и безрассудства, чтобы ее воплотить. С середины нулевых он неоднократно становился хэдлайнером новостей, в т.ч.и я писал про его знаменитый эксперимент.

Но тогда я просто изложил техническую часть. Теперь же мне важно было поставить акцент -- о чем эти эксперименты “на самом деле”. Как пишет сам Оуэн в конце 5-й главы своей книги:

I realized that by investigating the gray zone, we were really investigating what it means to be alive. We were exploring the border between life and death. We were right at the nexus of trying to figure out the difference between a body and a person, the difference between a brain and a mind.

Фактически, замер сознания у пациентов -- не только медицинский вопрос. На более фундаментальном уровне это попытка определить, кого мы считаем человеком. Со времен известного спора Платона и Диогена мы укротили атом и вырвались в космос, но в понимании самих себя вряд ли бы сильно впечатлили древних греков.

А зачем понимать? Хотя бы затем, что вскоре у нас в руках будут инструменты, способные направленно и глубоко изменять природу человека [прежде всего, генная инженерия и нейротехнологии]. И затем, что прежние нормы и системы управления рушатся, а в турбулентности у нас уже вполне хватит сил уничтожить цивилизацию целиком. И еще затем, что “радио есть, а счастья нет”. Словом, это не блажь и не любопытство философа. Это способ наименее болезненно войти в новую эпоху, где веками выработанные правила и приемы перестают работать. Чтобы сохранить ценное.

Возвращаясь к Оуэну, в книге он описывает свой многолетний поиск, делится любопытными деталями экспериментов с пациентами, своими мыслями и переживаниями. Добавляет объема в восприятие темы. История из первых рук -- читал не отрываясь, язык простой и понятный. Надеюсь, переведут.

В оригинале книгу выложил здесь

Моя новая статья про Оуэна.
homuncul

О технологических вызовах в нейро

Если вдруг кому интересно текущее состояние передовых технологий вокруг нейро, то вот небольшой обзор. Я делал его в конце 2018 года для аналитической справки Отраслевого союза “Нейронет”. Формально он -- про технологические барьеры, которые необходимо преодолеть. В сущности, из текста вытекает картина текущего состояния и ближайших перспектив. В первом приближении, конечно, поскольку обзор краткий, без сильного ухода в детали.

Текст для узкой аудитории, не науч-поп. статья, с неизбежными отсылками на Нейронет, без картинок и насыщен терминами. Особо важным мне представляется раздел о применени нанотехнологий в нейро. Область новая, толком не исследована, полно низковисящих плодов, потенциальные возможности с запасом обходят все прочие решения.

Читать можно в medium или в google.docs

Аналитическая справка целиком выложена здесь. Но верстка там не для онлайн, а для печати.
homuncul

Прорывные нейротехнологии -- у военных

Программа N3 агентства DARPA, объявленная в 2018 году, определенно заслуживает пристального внимания. Как со стороны ученых в области нейронаук, так и со стороны тех, кто хочет (или по должности обязан) знать, какие технологии и возможности будут доступны в горизонте 10-15 лет.

Программа звучит как «Нехирургическая нейротехнология следующего поколения». Цель -- разработка неинвазивных ИМК высокого разрешения, которые обеспечат быстрое, эффективное и интуитивное взаимодействие солдат с военными системами. Если предыдущие программы DARPA были направлены на создание интерфейсов для восстановления раненых, то N3 заточена на применение нейронных интерфейсов в бою.

Как заявляет DARPA, они работают над усилением партнерства людей с компьютерными системами, чтобы идти в ногу с ожидаемой скоростью и сложностью будущих военных миссий. Крайне важно, чтобы военнослужащие могли в режиме реального времени и интуитивно взаимодействовать с интеллектуальными полуавтономными и автономными агентами, что невозможно при использовании обычных интерфейсов.

Абзац выше -- это, по сути, цитата.

Технологически задача состоит в том, чтобы неинвазивно, без хирургических операций, связываться с нервной тканью через череп, сохраняя при этом высокое пространственное и временное разрешение; причем как для записи, так и для стимуляции активности клеток.

Т.е. это должен быть двунаправленный интерфейс, позволяющий считывать сигнал из мозга и отправлять его в мозг. Категорий сигналов -- от шести и более в каждом направлении. Размер устройства -- в пределах 125 куб. см. И главное, оно устойчиво к движениям. Интерфейсы, что сегодня используют в медицине или научных исследованиях, нужно долго калибровать, а затем человек почти неподвижно сидит перед монитором.

Программа включает два типа технологий: неинвазивную и “слегка” инвазивную. Последняя допускает доставку вирусов, молекул, наночастиц и т.п., которые вводятся в мозг инъекцией, таблеткой или в виде спрея. Они усиливают или преобразуют сигнал от клеток таким образом, чтобы его могло считать внешнее устройство. В этом случае требование -- прибор должен регистрировать активность на уровне отдельных нейронов.

В DARPA считают, во-первых, что понадобятся новые решения в области физики рассеяния и ослабления сигналов при их прохождении через кожу, череп и ткань мозга; во-вторых, предлагают искать новые признаки активности нейронов, напр., оптические, акустические, магнитные. Отдельно прописано, что текущие методы, требующие громоздкого оборудования, типа МЭГ или МРТ, не будут рассматриваться. Улучшения в съеме ЭЭГ -- не предлагать.

В целом звучит довольно лихо для ближайших лет, но раз такая программа сформулирована, то, вероятно, некоторые идеи и технологические заделы уже имеются. Это жутко интригует.
Collapse )
homuncul

Мозг, машины и просветление. Сценарий Ликлайдера

Написал о том, как и почему людям почти неизбежно придется подключать мозг к компьютерам. В чем логика и основной драйвер (за пределами медицины), какие инструменты нейротеха уже имеются либо разрабатываются.

Полный текст в жж не помещается, выложил на отдельной страничке.

homuncul

Этика мозга в пробирке

Несколько видных ученых, среди которых такие крупные фигуры как George M. Church и Christof Koch, собрались подумать, куда идет техника создания органоидов и химер. Какие проблемы мы получим в недалеком будущем.

Сейчас органоиды всего лишь комки клеток, с ними проводят разные эксперименты, тестируют лекарства, но где остановиться? Можно вырастить мини-мозг и делать с ним всякое -- с какого момента (объема) он превращается в чувствующий объект, к которому применимы этические принципы?

То же касается химер, животных с человеческими органами (частями органов). Вот, скажем, мыши с половиной мозга из клеток человека, надо ли к ним относиться как-то иначе. Или, добавлю от себя, обезьяны со встроенными генами человека. Технически многие вещи уже возможны либо будут скоро возможны.

“По мере того, как суррогаты мозга становятся более крупными и более сложными, вероятность того, что они обладают способностями, близкими к человеческим, может стать менее отдаленной. Такие возможности могут включать в себя способность чувствовать (в некоторой степени) удовольствие, боль или страдание; способность хранить и извлекать память; или, возможно, даже восприятие субъектности или осознание себя”.






Трудность в том, что ситуация уникальна, никогда человек с подобным выбором не сталкивался. Нет ориентиров в прошлом опыте, трудно понять, от чего отталкиваться. Плюс технически мы не умеем “измерять” сознание или уровень страдания, да и в целом эмоции и переживания.

Если органоиды соединены в систему -- вот мозг(и), вот печень и сердце, вот легкие и желудок -- то какой статус у этой системы? Это чувствующий организм или препарат для опытов любого рода? Неизвестно.

Авторы формулируют вопросы, которые появляются при развитии нынешних биотехнологий и не дают ответов. Ответы они призывают искать сообща.

Что меня порой смущает в таких воззваниях -- чрезмерное педалирование этической стороны, которая может препятствовать научной работе. Особенно в нынешних условиях, когда чувства, интеллект и сознание “находят” повсюду, от растений до одноклеточных.

С другой стороны, вопросы интересные и нетривиальные. А опыты с такими системами могут пролить свет как раз на природу и механизмы сознания.

The ethics of experimenting with human brain tissue” -- Nature, April 2018