Category: технологии

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.
Read more...Collapse )
homuncul

Неожиданный д.м.н.

Вчера на съезде "Нейронет" случился занятный эпизод.

Брюховецкий Андрей Степанович, генеральный директор клиники "Нейровита"

Доктор медицинских наук, профессор, невролог. Руководитель центра биомедицинских технологий ФГБУ Федеральный научно-клинический центр специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий Федерального медико-биологического агенства России. Вице-президент международной ассоциации нейрореставрологии, член Европейского неврологического общества.

Всколыхнул собрание.

14853063_857131207755904_5676224329792437735_o[1].jpg

Говорили, конечно, о нейротехнологиях: что достигнуто в мире, как угнаться и что мы можем уже сейчас. Участник команды Cybathlon от России, инвалид, с помощью 8-канальной ЭЭГ (шапочка на голову) провел мультяшного человечка по дистанции -- показал то, что он делал на состязании в Цюрихе. Там он на несколько секунд отстал от победителя и был вторым.

Затем были впечатления от Cybathlon, детали подготовки, планы на будущее. Надо усложнять задачи, переходить на сухие электроды. И так далее. Встает Брюховецкий и к разработчику:

-- Скажите, а какое отношение ваше устройство имеет к нейроинтерфейсам?.. Вы снимаете информацию не с мозга, а с мышц головы. Какое отношение к мозгу это имеет?

В зале замешательство. Невролог поведал историю о мокрой тряпке, с которой снимали ЭЭГ, и несколько специалистов бились над диагнозом "пациента". Затем продолжил:

-- Вы выдаете желаемое за действительное, вы снимаете потенциалы мышц. ЭЭГ без экспертизы использовать сегодня нельзя, потому что толку от нее никакого нет. Мы единственное, что можем показать -- это судорожную активность.
Ответные заверения в том, что артефакты от сигнала отличать мы умеем, не дали эффекта.

-- Поверьте, вы делаете то, что кажется вам важным, но на самом деле это не нейроинтерфейс. У вас нет информации о мозге. Вы создали красивую игрушку, которая реагирует на какие-то мышцы. Я занимаюсь этой проблемой вместе с Эндрю Шварцем из Питтсбурга и понимаю, о чем я говорю. Надо называть вещи своими именами, это не нейроинтерфейс.

Передаю дословно.

Read more...Collapse )
Tags: ,
homuncul

Запретные исследования

В MIT прошла мини-конференция по запретным исследованиям.
Она так и называлась: Forbidden Research, вот программа. Вот видеозапись.

Несколько раундов обсуждений (панелей) по разным темам. Защита информации, редактирование геномов, направленное изменение климата, ислам и безопасность, хакеры культуры и этики, сексуальные отклонения в VR.

З
анятный состав спикеров. Тут и Кори Доктроу, и Джорж Черч, и Эдвард Сноуден, и Джой Ито (директор MIT Media Lab) и даже Александра Элбакян (Sci-Hub).

Почему запретные? Потому что ряд исследований подпадают под ограничения, правовые либо моральные, и их трудно пробить. Но они могут дать сведения, которые нужны обществу. Эту мысль и взялись отстоять участники конференции.

Самой смелой или, по крайней мере, провокативной была тема: Sexual deviance: can technology protect our children?
Речь о том, что роботы всё больше станут походить на людей. Наша психика начнет наделять их “жизнью”. Из этого целый клубок следствий, меняющих нормы поведения. В том числе: роботы как секс-партнеры. Влюбленность, ревность, извращения.

1.jpg

Следом очевидный шаг -- секс-роботы могут иметь внешность ребенка. Как мы должны отнестись к этому? Что предпринять?

Можно ли надеяться, что роботы “примут на себя” агрессию педофилов и тем самым спасут реальных детей? Либо напротив, это детабуирует практику, послужит ей подкреплением и затронет детей еще сильнее?

2.jpg

У науки нет ответа. И его нельзя узнать без исследований -- скажем, в виртуальной среде (VR), как предлагает Kate Darling. Взаимотношения людей с роботами гораздо шире этой узкой темы, но именно её изучить труднее всего. По понятным причинам. Обратил внимание, что всё это перекликается с моим постом 2013 г. про издевательства людей над роботами.

Еще одна панель -- барьеры на пути распространения знаний. На связи Александра Элбакян, которой мы все обязаны Sci-Hub.

3.jpg

Жизнерадостная девушка с плохим английским, которая не может посетить Европу или США, поскольку считается “пиратом”. Приятно удивили как её готовность идти до конца (верит, что paywall обречен), так и аплодисменты зала: её действия illegal, но публика в MIT поддержала.

Выбор тем программы может казаться неполным и произвольным. Но здесь важен сам факт конференции. Я бы смотрел на это как на симптом. Ученые заговорили открыто: нужны перемены.

Наука может больше, чем общество готово ей позволить. Так было всегда, но сейчас, похоже, барьеры останавливают само развитие науки. Ряд вещей просто нельзя изучать. И эти вещи ключевые для общества: технология рождает вызовы, с которыми мы столкнемся уже скоро.

Проблема в том, что правила, по которым мы живем, регулируют мир 1990-х без всеохватного интернета 24/7, социальных сетей и технологий блокчейн. Без редактирования ДНК и синтеза организмов, доступного любителю. Без умных роботов, массовой безработицы и виртуальной реальности. Чтобы смягчить посадку в мир 2030-х (а он будет сильно другим), наука должна быть на шаг впереди. Она к тому времени уже должна знать ответы.

Сейчас технология все больше опережает знание. Это угроза. Лучше наоборот.

Думаю, к конференции так и стоит относиться: дискуссия открыта. Наверняка продолжится, вовлечет больше экспертов. И не так важны их ответы, как поставленные вопросы. Инициатором стала известная MIT Media Lab -- лишнее подтверждение, что там мыслят вдолгую.
homuncul

Хак мозга. Теперь ультразвуком

Стимулируя мозг ультразвуком, можно улучшить сенсорное восприятие человека. Стандартный неврологический тест на дискриминационную чувствительность – способность различать два прилагаемых к коже раздражителя одновременно – люди проходят успешнее после воздействия слабым фокусированным ультразвуковым лучом, направленным в голову.

Обычно для тестирования используются легкие покалывания руки. С какого-то момента испытуемый перестает различать две близко расположенные иголки, ощущая их как одну. Таким путем устанавливают, каков предел чувствительности для данного индивида. Помимо пространственного разрешения можно проверить восприятие временных интервалов – сможет ли человек отличить дуновения воздушных струй, если они следуют с высокой частотой. Экспериментально показано, что после стимуляции ультразвуком определенного участка сенсорной коры чувствительность людей возрастает: они улучшают свои показатели в дискриминационном тесте. О чем сообщает свежий Nature Neuroscience.

Отмечу, что ученые из Virginia Tech предварительно измеряли ЭЭГ соответствующей зоны сенсорной коры в момент стимуляции руки. После воздействия на эту зону ультразвуком ЭЭГ становилась слабее. При этом чувствительность руки, напротив, усиливалась. То есть менее мощный режим работы мозга приводил к улучшению восприятия. Авторы исследования предполагают, что ультразвук слегка погасил активность нейронов, в результате чего волна возбуждения стала распространяться на меньшее расстояние. Отсюда и повышение разрешающей способности – сигналы меньше накладываются друг на друга.

Ультразвук, судя по всему, становится еще одним крайне полезным неинвазивным методом не только диагностики, но и фундаментальных исследований. Его преимущество в том, что он позволяет с высокой точностью добираться до любых участков в глубине мозга, и по степени локализации превосходит как ТМС (магниты), так и микрополяризацию (слабый ток). Эксперименты по ультразвуковой стимуляции проводились в СССР еще в 1970-е, но потом дело заглохло, и в наши дни метод возвращается в науку уже силами американцев. В сочетании с современными технологиями визуализации типа фМРТ его потенциал значительно возрос. С его помощью можно улучшить восприятие и даже избирательно стимулировать нервные пути, вызывая те или иные соматосенсорные ощущения. Интересующимся когнитивными усилителями, думаю, стоит обратить внимание на этот метод. Экспериментаторы наверняка попробуют поработать с областями, связанными с интеллектуальными функциями (например, для восстановления при болезни Альцгеймера).

Legon et. al -- Transcranial focused ultrasound modulates the activity of primary somatosensory cortex in humans -- Nat. Neurosci, 2014 [Abstract]
homuncul

Страхи будущего. В порядке бреда

Из журнала «Наука в Фокусе» (март 2013), с сокращениями

«Как считал N, большинство прогнозов относительно будущего касаются технологии, демографии либо экономики, но редко затрагивают возможные изменения нравов. Следующие поколения людей, в представлении сегодняшних, живут дольше и в иных условиях, но придерживаются наших представлений о добродетелях. Эта ошибка тем более непростительна, что перед нами не только опыт последних столетий, но и бурные события, происходящие при нашей жизни. Не нужно быть провидцем, чтобы предсказать скорый запрет на использование животных в цирке, а в дальнейшем – в мясомолочной промышленности. После того, как мясо научатся выращивать методом тканевой инженерии, вегетарианство лишится этической составляющей. Такие прогнозы для N не представляли интереса. Однако он продолжил данную линию развития и пришел к выводу, что инвалиды начнут вызывать общественное осуждение. Обоснование представлялось в лучшем случае сомнительным: «Сегодня мы сочувствуем этим людям и согласны оплачивать их пособия. Однако ситуация кардинально изменится, когда регенеративная медицина и робототехника сделают замену утраченных конечностей доступной процедурой». С этого момента, утверждал N, калеки перестанут претендовать на компенсацию со стороны общества, а сочувствие сменится порицанием. Оставаться инвалидом смогут себе позволить лишь обеспеченные люди, и это будет считаться своего рода вызовом для окружающих.

…За окном начали сгущаться сумерки, когда он сообщил, что в будущем людей станут наказывать за то, что сейчас кажется правильным и естественным. Он привел несколько гипотетических примеров, самым вопиющим из которых был запрет на вынашивание детей. По его словам, технология выращивания эмбрионов вне материнского организма рано или поздно станет более безопасной и контролируемой, чем обычная беременность… Технология уже сегодня способна заменить первые и последние стадии 9-месячного срока. Постепенно она будет отвоевывать у природы все больше дней с обеих сторон и, с неизбежностью, поглотит его целиком. Так что тем, кто вознамерится родить ребенка, придется выезжать в малоразвитые страны, где это еще не будет считаться правонарушением.

Тема наказаний, очевидно, беспокоившая N, получила продолжение. Его впечатлили эксперименты Эдриана Оуэна по коммуникации с вегетативными больными с помощью сканирующего устройства. Он уверял, что дальнейшее развитие данной технологии позволит отказаться от тюрем в их традиционном понимании. Взамен двух крайностей – смертной казни и «гостиничного номера с интернетом» – опасных преступников можно будет вводить в бодрствующую кому на заранее установленный срок. Это лишит осужденного свободы в наиболее полном смысле слова, оставляя ему минимальную связь с окружающим миром. По мнению N, столь жуткое и беспомощное положение, вместе с тем, не смертельное и не причиняющее боли, позволит, наконец, соблюсти так трудно сочетаемые требования справедливости и гуманности. Read more...Collapse )