homuncul

Живое и мертвое

Здоровый ребенок родился от женщины с мертвым мозгом, о чем нам сообщает майский American Journal of Case Reports. В медицинской литературе описано немногим более 30 эпизодов, когда у беременной женщины случалась смерть мозга, а плод оставался живым, и тогда врачи прибегали к искусственной поддержке функций организма матери, чтобы дать плоду и дальше развиваться в утробе.

При этом большинство исходов положительные, то есть плод успешно доводили до стадии, когда можно было делать кесарево сечение и вызволять младенца на свет.

На этот раз подвиг совершили чешские врачи, у них родилась здоровая девочка. И, похоже, они обновили рекорд: их соматическая поддержка длилась 117 суток. До чешской публикации самым долгим периодом, известным мне, был кейс из ОАЭ от 2013 г, там поддержка длилась 110 дней.

Хотя сильнее впечатляла статья 1989 года – медики из больницы в г. Берлингтон, Вермонт (США) поддерживали плод 107 суток, начиная с возраста 15 недель. Сильнее, потому что тридцать лет назад возможности медицины были другие. В начале десятых я даже связался с автором, он заверил меня, что ребенка наблюдали еще несколько лет и он развивался нормально.

В течение всего срока такой необычной беременности медикам приходится решать вопросы гомеостаза материнского организма: механическая вентиляция, постоянная доставка крови в плаценту, обеспечение питательными веществами, витаминами и микроэлементами, поддержание pH, поступление гормонов, регуляция температуры тела, защита от инфекций и загрязнений, вывод отходов и прочее.

Чехи подробно описывают свою работу, какие технические и этические проблемы им приходилось решать, и замечают, что такого рода случаи пока очень редки, однако они будут становится все более распространенными.

Delivery of a Healthy Baby from a Brain-Dead Woman After 117 Days of Somatic Support: A Case Report - Am J Case Rep. 2021 (link)
homuncul

Какими могут быть машины будущего

В 2020-м году мировые сми писали про ксеноботов , причудливых созданий из живых клеток лягушки, их соорудили Джошуа Бонгард с Майклом Левиным. Однако не все знают, что Бонгард и Левин написали затем концептуальную статью о том, куда вообще движутся наши технологии создания машин и что из этого следует. А следствия там очень интересные. И это пока лучшая из всех статей, что я успел прочесть в этом году.

Авторы предлагают стереть границы между биологией, инженерией, информатикой и создать новую область науки. Ей предстоит изучать машины будущего, которых ещё нет и которые не похожи на всё, что люди конструировали до сих пор. Такими машинами нельзя управлять напрямую, их придётся убеждать. Статья меняет привычные представления о многих вещах, мне захотелось рассказать о ней, и я написал этот текст.

Бонгард (Josh Bongard), информатик из Университета Вермонта (The University of Vermont), много лет изучает и моделирует адаптивных роботов, умеющих видоизменять своё тело. В 2007 году он вошёл в топ-35 лучших молодых инноваторов мира, рейтинг, ежегодно составляемый MIT Technology Review, а в 2010-м на церемонии в Белом доме был награжден Президентской премией.

Левин (Michael Levin), директор Центра регенеративной биологии и биологии развития Университета Тафтса (The Allen Discovery Center at Tufts University), исследует механизмы регенерации и роста, экспериментируя с земноводными. Его нетривиальные идеи ценят в Агентстве перспективных исследований министерства обороны США: Левин вовлечён сразу в несколько проектов DARPA.

В марте 2021 года они опубликовали статью под заголовком: «Живые объекты не являются машинами (в понятиях ХХ века): обновляем метафоры механизмов в свете современной науки о поведении машин». По сути это манифест, где затронуты глубокие идеи о том, как устроена реальность. Бонгард и Левин полагают, что биология и информатика изучают одни и те же процессы, и пора совместить эти науки.

Технологии, развиваясь, говорят они, меняют смысл таких понятий как «машина», «робот» или «программа». Компьютеры — лишь малая часть пространства вычислительных систем, куда входит и живая природа, и нужно исследовать все их разнообразие, включая «машины, какими они могли бы быть».

Читать далее "Новые машины: скорее организмы, чем механизмы"
homuncul

Свет, звук и Альцгеймер

Лет пять назад ученые из MIT запустили 'странный' проект: они искали способ лечить Альцгеймер без лекарств. Они создали ГМО мышей с амилоидными бляшками и каждый день на час включали грызунам мерцающий свет. Бляшки стали исчезать – похоже, мерцание вызывало в мозге гамма-ритм, который стимулировал нейроны и клетки микроглии.


Тогда я писал об этом в fb, см. подробности там.


В 2019 году та же команда добавила к свету звук. Возбуждение теперь запускалось и по зрительным, и по слуховым нервным путям (двойной удар по амилоиду). Бляшки исчезали в разных зонах мозга, а память мышей улучшилась. Я снова писал об этом в fb, почти ровно два года назад.


Никто толком не понимал, как это работает. Но восхищала простота и дешевизна решения – в сфере, где на исследования тратят $ миллиарды без особого успеха. Тут же цена вопроса лишь несколько светодиодов и динамик. Впрочем, успех на мышах ничего не гарантирует. Покажите на людях!


И вот на днях случилось продолжение истории.


Сейчас идет клиническое исследование на людях с легкой формой деменции при AD. Каждый день они включают у себя дома устройство GENUS, которое выдает мерцание и щелчки на частоте 40 Гц. Ученые из MIT выложили препринт, где подводят итоги первых трех месяцев. 


На фоне контрольной группы видны улучшения: замедлилась атрофия нервной ткани, повысилась функциональная связность, наладился сон и лучше результаты в тестах на ассоциативную память. И нет побочных эффектов. 


Авторы по-прежнему не имеют четкой объяснительной модели. Но, возможно, связь со сном не случайна: во время сна мозг очищается от мусора, и тогда разрушение структуры сна ведет к деградации клеток. И то, и другое характерно при AD. А гамма-волны возвращают сну правильную смену фаз.


Что ж, готов повторить, что говорил и 2019-м, и в 2016-м: до реального лечения Альцгеймера еще далеко. И выборка слишком мала, и времени мало прошло, и тесты бывают разные. 


Но все же мы стали чуть ближе к цели. Пять лет назад это многим казалось чепухой. Мне тогда не казалось и не кажется теперь. В наши дни часто говорят о подрывных технологиях, имея в виду нечто хай- и диптековое. Здесь же предельно простое решение (так не бывает) и предельно подрывное: в случае успеха оно подорвет фарм-индустрию.

40Hz sensory stimulation induces gamma entrainment and affects brain structure, sleep and cognition in patients with Alzheimer’s dementia [PDF]

homuncul

Психология власти

Занятная статья в журнале BRAIN (2009): «Синдром гордыни: приобретенное расстройство личности? Исследование президентов США и премьер-министров Великобритании за последние 100 лет».

Авторы, оба психиатры, один из которых поработал министром иностранных дел Великобритании, проводят мысль, что обладание властью вызывает изменения в мозге и психике, и предлагают считать такие изменения отдельной формой расстройства личности.

Синдром гордыни понимается как «образец поведения человека, который: (i) видит мир как место для самовосхваления посредством использования власти; (ii) имеет тенденцию действовать в первую очередь для улучшения личного имиджа; (iii) демонстрирует непропорционально большое внимание к образу и презентации; (iv) проявляет мессианское рвение и возвышение в речи; (v) объединяет себя с нацией или организацией; (vi) использует королевское «мы» в разговоре; (vii) проявляет чрезмерную уверенность в себе; (viii) явно презирает других; (ix) показывает подотчетность только высшему суду (истории или Бога); (x) демонстрирует непоколебимую веру в то, что будет оправдан в этом суде; (xi) теряет связь с реальностью; (xii) склонен к беспокойству, безрассудству и импульсивным действиям; (xiii) позволяет моральным устоям обойтись без соображений практичности, цены или последствий; (xiv) демонстрирует некомпетентность вкупе с пренебрежением к основным принципам разработки политики».

Да, психиатры склонны изобретать расстройства, и серьезного клинического исследования авторам провести не удалось, по понятным причинам. И да, они эту уязвимость признают, но считают, что идея стоит дальнейшего изучения: если всё правда, то миром управляют не вполне здоровые люди (впрочем, к такому выводу легко прийти и без исследований). Текст завершается известными словами: «Власть развращает, а абсолютная власть развращает абсолютно».

Статья вышла более 10 лет назад, призыв толком не был услышан. Опять же, по понятным причинам. Но отдельные исследования власти и статуса все же ведутся, о них пишет Atlantic:

«Дахер Келтнер, профессор психологии UC Berkeley, после многих лет лабораторных и полевых экспериментов признается: субъекты, находящиеся под влиянием своей власти, вели себя так, словно они получили черепно-мозговую травму, становясь более импульсивными, охотнее рискующими и, что особенно важно, менее искусными в умении видеть вещи с точки зрения других».

репост из t.me/dtulinov
homuncul

Телега

Раз уж сняли блокировку, завел себе телеграм канал -- исследования мозга, нейротехнологии и др. смежные темы; буду постить туда, что показалось интересным из потока публикаций. Долго расписывать не всегда есть возможность, для кратких аннотаций телеграм самое то. И тогда постить чаще.

Будет удобно отслеживать, что происходит по этим направлениям и куда движется.

Если тоже интересна эта область, заходите.
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