Pull to refresh

Биокомпьютер Brainoware, связывающий ИИ и органоиды мозга: обзор потенциального прорыва в сфере нейроморфной инженерии

Level of difficultyMedium
Reading time6 min
Views3.8K

Нейроморфная инженерия является инновационной областью исследований, объединяющей принципы когнитивных наук и передовые технологии. Вашему вниманию представлен обзор Brainoware, связующего звена мозговых органоидов и искусственного интеллекта. Мы вспоминаем о недостатках кремниевых чипов и даём краткий экскурс о суперкомпьютере, пытавшемся воспроизвести функционал человеческого мозга. Помимо этого подробно рассказываем об устройстве Brainoware, приводим результаты тестов, мнения учёных и исследователей, а также пытаемся посмотреть за горизонты вычислительных технологий.

Приглашаем к прочтению!

Читать далее
Total votes 10: ↑9 and ↓1+8
Comments14

Нейропластичность: как развивать свой мозг после 25 лет

Level of difficultyEasy
Reading time8 min
Views30K

Многие верят, что с возрастом мы перестаем развиваться, потому что наш мозг заканчивает прогрессировать примерно в 25 лет. Этот миф в обществе существует уже очень долго. Однако в современном мире всё меняется стремительно: профессии устаревают и, чтобы оставаться востребованными, нам нужно постоянно обучаться.

Но почему кто-то обучается быстрее других? Как удается некоторым оттачивать своё мастерство до невероятного уровня? И как люди, ставшие инвалидами, не просто продолжают вести полноценную жизнь, а даже становятся настоящими киборгами?

В этой статье кратко разберем, что такое нейропластичность, почему существует миф о ее ухудшении с возрастом и какие факторы играют ключевую роль в поддержании и улучшении реагирования мозга на изменения внешней среды и самого организма.

Читать далее
Total votes 107: ↑101 and ↓6+95
Comments23

10 фактов, которые разработчики ПО должны знать про обучение

Reading time26 min
Views7.2K

Десятилетия исследований в сферах когнитивной психологии, образования и программирования дали нам глубокие знания о том, как мы учимся. В следующих десяти разделах статьи мы представим научно доказанные факты об обучении, которые касаются и разработчиков ПО, а также поговорим об их практической значимости. Эта информация может помочь в самообразовании, обучении джунов и подборе персонала.

Читать далее
Total votes 28: ↑26 and ↓2+24
Comments3

Глаза и движение: влияние ходьбы на обнаружение визуальных стимулов

Reading time9 min
Views2.5K


Движение — это жизнь. Избитая фраза, которая тем не менее весьма прямо указывает на факт того, что человек постоянно куда-то или откуда-то идет. Несмотря на обыденность ходьбы с физиологической точки зрения, ее связь с перцептивными и когнитивными функциями остается малоизученной. Недавние исследования показали, что, хотя ходьба кажется плавной и непрерывной, внутри каждого шага существуют критические фазы для успешной координации перцептивных и двигательных функций. Ученые из Сиднейского университета (Австралия) провели исследование, в котором попытались понять связь между ходьбой и зрительной функцией человека. Что показали результаты исследования, и где они могут быть применены на практике? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.
Читать дальше →
Total votes 18: ↑17 and ↓1+16
Comments1

Учёные подтвердили две важные гипотезы о работе нашего мозга благодаря игре про покемонов

Reading time3 min
Views12K

Исследователи из Стэнфорда нашли ответ, почему у нас есть зоны мозга для распознавания речи и лиц, но нет зоны для автомобилей, и показали, почему эти зоны появляются в одних и тех же местах. Свое исследование они опубликовали в журнале Nature Human Behavior, и из него видно, что помогли им в этом не уникальные медицинские инструменты, а компьютерные игры и персонажи из мира покемонов.
Читать дальше →
Total votes 30: ↑29 and ↓1+28
Comments6

Ученые описали «нейрональный метроном»: вот как мы запоминаем музыку

Reading time2 min
Views3.7K

Американские ученые создали математическую модель сети нейронов и показали, как мозг реагирует и запоминает музыкальные ритмы. С помощью этой модели Амитабха Бозе из Технологического института Нью-Джерси и Джон Ринзел из Нью-Йоркского университета продемонстрировали нейрональные процессы, лежащие в основе способности запоминать ритм и сохранять его после остановки музыки.
Читать дальше →
Total votes 17: ↑16 and ↓1+15
Comments1

«Чувство числа» возникает из распознавания визуальных объектов

Reading time2 min
Views7.6K

Результаты нового исследования искусственного интеллекта указывают на то, что зрительная система спонтанно создает чувство числа без предварительного опыта подсчета.



У людей и животных есть «чувство числа», врожденная способность подсчитывать количество объектов в сцене. Считается, что нейронной основой этой способности являются так называемые нейроны числа, которые реагируют на определенные числа и были обнаружены в мозге человека и животных. Исследователи долго задавались вопросом, формируются ли эти нейроны числа в мозге только благодаря способности видеть — и если да, то как? Теперь группа исследователей во главе с профессором Андреасом Нидером из Института нейробиологии Университета Тюбингена изучила происхождение чувства числа, используя искусственную нейронную сеть. Результаты показывают, что чувство числа возникает спонтанно в визуальной системе без какого-либо опыта в подсчете. Исследование было опубликовано в издании Science Advances.
Читать дальше →
Total votes 12: ↑11 and ↓1+10
Comments21

Исследователи обучили нейронную сеть записывать слова парализованного в два раза быстрее

Reading time2 min
Views2.5K
imageФото: bracewatcher/Flickr

Ученым удалось вдвое повысить скорость, с которой нейронная сеть записывала воображаемые парализованным человеком команды. Участник опыта — парализованный от шеи пациент — мысленно двигал рукой, записывая каждую букву алфавита.

Ранее в практике использовались электроды, вживленные в тот участок мозга, который отвечает за движения. С помощью них парализованные пациенты могли мысленно перемещать курсор и выбирать на экране буквы. Таким образом им удавалось набирать до 39 символов в минуту. Однако это примерно в три раза медленнее скорости письма обычного человека (120 символов).

В новых же экспериментах доброволец просто представлял, как он двигает рукой, чтобы написать каждую букву алфавита. Эта мозговая деятельность помогла обучить компьютерную модель интерпретировать команды, отслеживая предполагаемую траекторию воображаемого кончика пера для создания букв. В конечном итоге компьютер смог считывать воображаемые предложения добровольца с точностью примерно 95% и со скоростью около 66 символов в минуту.
Читать дальше →
Total votes 7: ↑7 and ↓0+7
Comments8

Первый в мире киборг расскажет, как он видит то, что недоступно обычным людям

Reading time2 min
Views9.8K
16 января открылось ежегодное мероприятие, посвящённое здоровью москвичей. Ассамблея «Здоровая Москва» проходит в 18 раз. Раньше это была профильная площадка для врачей и медицинских экспертов, но сейчас её тематика стала столь широка, что затрагивает интересы всех, кто следит за технологиями в сфере здравоохранения или просто заботится о своём здоровье.



Отдельным блоком деловой программы будет представлено реабилитационное направление. В частности, Ассамблею посетит британский музыкант, художник и первый в мире официальный человек-киборг Нил Харбиссон. Он уже много лет живёт с имплантированной прямо в мозг антенной, которая различает звуковые излучения цветов в том числе в ультрафиолетовом и инфракрасном спектрах.
Читать дальше →
Total votes 12: ↑10 and ↓2+8
Comments22

Исследователи DeepMind создали виртуальную крысу, чтобы понять, как её мозг управляет движениями

Reading time3 min
Views4.4K


Исследователи из DeepMind и Гарвардского университета создали виртуальную модель крысы с искусственным интеллектом, и запрограммировали её на выполнение нескольких задач. Затем они использовали методы нейробиологии, чтобы понять, как искусственный мозг управляет движениями цифрового грызуна.
Total votes 16: ↑15 and ↓1+14
Comments15

Суперкомпьютер IBM будет думать как кошка?

Reading time1 min
Views1.2K
Американское правительство выделило компании IBM грант на $4,9 млн. с целью создания такой компьютерной системы, которая была бы способна работать как мозг, причем на нейронном уровне. В проекте, относящемся сфере когнитивных вычислений (связанных с восприятием и «пониманием» внешнего мира системой искусственного интеллекта), задействованы нейробиологи, физиологи и, само собой, специалисты из сферы ИТ.

Ключевая идея проекта — создать относительно разумную (видимо, о полноценном ИИ речь не идет) машину, которая по своей структуре будет похожа на мозг (человека, кошки — не важно) и будет также функционировать. Для этого, в качества «железа», будет использован один из суперкомпьютеров компании IBM. Кроме того, ведущие специалисты из нескольких американских университетов будут стараться «научить» этот суперкомпьютер вести себя так, как набор нейронов. Основная цель — повторение моделей поведения в различного рода симуляциях. На будущее же ставится задача создать «мозг» с уровнем развития не ниже кошачьего.

Руководитель проекта доктор Dharmendra Modha уже имеет некоторый опыт в подобного рода исследованиях. Так, в прошлом году, команда ученых под его началом работала над похожим проектом: они использовали суперкомпьютер IBM BlueGene для «эмуляции» мозга мыши с 55 млн. нейронов.

Интересно то, что многие специалисты по всему миру, узнав о проекте, дали свои комментарии в стиле «правительство США оставляет проект на голодном пайке». И в самом деле, $5 млн. для такого научного размаха — это семечки. Но, поживем — увидим.
Читать дальше →
Total votes 37: ↑33 and ↓4+29
Comments46

В MIT разработали новый тип топливного элемента для нейроимплантатов

Reading time1 min
Views3.8K
Учёные Массачусетского технологического института создали топливный элемент на базе кремния, который работает на глюкозе. Элемент может иметь размеры в несколько квадратных миллиметров, что позволяет использовать его для питания нейроимплантатов и других микроэлектронных устройств с очень низким энергопотреблением.

Новый элемент имеет несколько важных преимуществ. Во-первых, для его производства используется стандартный техпроцесс фотолитографии, широко применяющийся для изготовления кремниевых микросхем, причём особо высокие разрешения не требуются, вполне сгодится оборудование более чем десятилетней давности. На иллюстрации ниже — фотография кремниевой подложки с элементами разных размеров. Сторона самого большого квадрата — 64 мм.
Читать дальше →
Total votes 42: ↑41 and ↓1+40
Comments35

Нейробиология и искусственный интеллект: часть третья – представление данных и память

Reading time6 min
Views74K
Продолжение.

Глава 1: Нейробиология и искусственный интеллект: часть первая — ликбез.
Глава 1.5: Нейробиология и искусственный интеллект: часть полуторная – новости от Blue Brain Project.
Глава 2: Нейробиология и искусственный интеллект: часть вторая – интеллект и представление информации в мозгу.


Рис. 1

Ну что же, прописные истины закончились. Теперь переходим к спорным вещам.
Не буду описывать, как важна память для любой системы процессинга информации. Однако с человеческой памятью все очень непросто. В принципе, мы выяснили, что есть сигналы, которые путешествуют по нейронам, есть возбуждающие и ингибирующие синапсы, которые контролируют прохождение сигналов, есть нейромодуляторы, которые изменяют восприимчивость синапсов к сигналам, но каким образом это все работает вместе, что в итоге получается осмысленная когнитивная деятельность? Далеко не факт, что если собрать такую систему с миллионами нейронов, она заработает адекватно, а не как, скажем, эпилептик.

Это дает повод спекулировать об альтернативных теориях сознания, в которых берут какой-нибудь малоизученный эффект и объявляют его панацеей. Одна из таких теорий была выдвинута Р. Пенроузом и С. Хамероффом – квантовая теория сознания, основанная на теоретических предпосылках к квантовому взаимодействию тубулиновых микротрубочек, составляющих цитоскелет нейронов. Если будут желающие, могу обсудить эту теорию в отдельной главе, а пока вернемся к более проверенным теориям.

Читать дальше →
Total votes 55: ↑52 and ↓3+49
Comments41

Влияние глиальных клеток на синаптическую связь: скорее да, или скорее нет?

Reading time2 min
Views29K
Давненько не брал в руки шашку, а тут прям такая новость!
Похоже, придется пересматривать недавние, но популярные концепции!



В рамках серии Нейробиология и искусственный интеллект

Астроциты — клетки нейроглии, которым раньше отводилась роль вспомогательных клеток, функции которых заключались лишь в доставке к нейронам полезных веществ и удалении вредных. Однако, за последние лет 20 появилось много работ, где описывается механизм трехсторонней синаптической связи, в которой астроциты принимают активную роль в модуляции активности синапса. Это привело к довольно распространенному мнению, что чтобы понять как работает мозг, мало рассматривать только нейроны, необходимо принимать во внимание еще и глиальные клетки.

И вот буквально сегодня, в журнале Science появилась статейка, в которой утверждается, что такое трехстороннее взаимодействие характерно только для развивающихся организмов, а во взрослых такого уже не наблюдается.

Так что же это такое и чем нам это грозит?

Читать дальше →
Total votes 40: ↑38 and ↓2+36
Comments29

Интересующимся мозгом/ИИ: ссылки на почитать

Reading time18 min
Views81K
Расчищая Авгиевы конюшни на своем компе, взялся за структурирование накопившихся линков. Подумал, может и другим будет интересно то, что когда-то мне показалось достойным. Опять же, будет к чему отсылать с вопросом есть чо? «что почитать?»

Этот набор (порядка 400 ссылок) ни в коей мере не претендует на полноту или объективность. Наоборот, приглашаются все желающие дополнить и исправить (например раздел «Онлайн Курсы» подозрительно пуст). Если будет интерес, буду апдейтить этот пост новыми линками + апдейты отдельными постами оформлять.

Не стал я сюда давать ссылки на книги по нейробиологии и совсем заумные статьи (хотя много ссылок на оригиналы статей) — это тема для отдельного поста, наверное, с хорошим обзором. Если кому-то захочется почитать статью, к которой доступ закрыт — пишите, вышлю.

Много ссылок на английские сайты, я не стал их переводить, чтобы не вводить в заблуждение.

PS: я оставил ссылки как есть, чтобы было видно куда ведет. Если кого напрягает — пишите, апдейтом спрячу.

Знание - сила!
Total votes 86: ↑79 and ↓7+72
Comments11

IBM провела симуляцию нейрокомпьютера, сопоставимого с мозгом человека

Reading time2 min
Views76K
На конференции Supercomputing 2012 компания IBM представила результаты работы нейросимулятора Compass на суперкомпьютере Sequoia (второе место в мировом рейтинге суперкомпьютеров). Впервые был достигнут масштаб, соответствующий человеческому мозгу — 530 миллиардов нейронов и 137 триллионов синапсов. Симуляция происходила в 1542 раза медленнее реального времени. В ней были задействованы все 1 572 864 ядер и полтора петабайта памяти.

Compass — система симуляции новой компьютерной архитектуры TrueNorth, которую в IBM называют «старшим братом Watson». В отличие от привычных нам компьютеров, основанных на архитектуре фон Неймана, TrueNorth построен по образу и подобию мозга, на базе разработанных IBM "нейросемантических ядер" — чипов, содержащих кремниевые нейроны и синапсы. Каждый чип содержит 256 нейронов, 1024 аксона и 256х1024 синапса. Площадь чипа, произведённого по 45-нанометровой технологии — 4.5 мм2. В рекордной симуляции была смоделирована работа 2084 миллиардов таких ядер.
Читать дальше →
Total votes 96: ↑88 and ↓8+80
Comments216

Cуперкомпьютер за 1 млрд евро: симуляция мозга человека

Reading time3 min
Views225K


Еврокомиссия одобрила финансирование самого крупного и амбициозного проекта по симуляции человеческого мозга. Проект Human Brain Project объединит усилия европейских учёных на 2013-2023 гг и предварительно оценивается в 1,19 млрд евро.
Читать дальше →
Total votes 138: ↑128 and ↓10+118
Comments240

Каково разрешение человеческого глаза (или сколько мегапикселей мы видим в каждый отдельный момент времени)

Reading time5 min
Views212K
Очень часто фотографы, а иногда и люди из других специальностей, проявляют интерес к собственному зрению.

Вопрос, казалось бы, простой на первый взгляд… можно погуглить, и всё станет ясно. Но практически все статейки в сети дают либо «космические» числа — вроде 400-600 мегапикселей (Мп), либо это и вовсе какие-то убогие рассуждения.

Поэтому постараюсь кратко, но последовательно, чтобы никто ничего не упустил, раскрыть эту тему.

Начнём с общей структуры зрительной системы


  1. Сетчатка
  2. Зрительный нерв.
  3. Таламус(ЛКТ).
  4. Зрительная кора.



Сетчатка состоит из трёх типов рецепторов: палочки, колбочки, фоторецепторы(ipRGC).
Читать дальше →
Total votes 249: ↑244 and ↓5+239
Comments404

Дмитрий Мацкевич, Dbrain (часть 2): о нейробиологии, внутренней свободе, «дешевом дофамине» и интуиции

Reading time17 min
Views11K


Вторая часть разговора Алексея Иванова с Дмитрием Мацкевичем, CEO и кофаундером Dbrain и популяризатором нейронауки. Это одиннадцатое интервью в серии бесед с топовыми специалистами в своих областях про продуктовый подход, предпринимательство, психологию и изменение поведения. Первая часть интервью тут.

Читать дальше →
Total votes 15: ↑12 and ↓3+9
Comments3

Нейрофизиолог рассуждает о проекте Neuralink и рассказывает о работе мозга «на пальцах»

Reading time19 min
Views34K

Слева — нейрофизиолог Елена Белова, справа — робот-хирург Neuralink

Летом 2019 прошла презентация стартапа Neuralink, цель которого — создать интерфейс типа «мозг—машина». Илон Маск рассказал, что компании удалось наработать за несколько лет с момента основания. Представили робота-хирурга, гибкие нити для подключения чипов к мозгу и эффективные алгоритмы обработки сигналов. Мы встретились с нейрофизиологом, чтобы поговорить о том, что же такое Neuralink: бизнес и маркетинг или реальный научный прорыв?

На вопросы терпеливо отвечала Елена Белова — биохимик и биоинформатик по образованию, нейрофизиолог и иллюстратор по роду занятий, старший научный сотрудник Лаборатории клеточной нейрофизиологии человека Института химической физики.

Глупые вопросы задавал Иван Звягин, который прочитал несколько научно-популярных книг о работе мозга и эволюции.
Total votes 108: ↑106 and ↓2+104
Comments28