Лебедев про мозг

🧠 Квантовая нейробиология: почему мы сто лет не замечали «главное» внутри нейронов?

Около столетия неврология опиралась на парадигму Ходжкина и Хаксли, которые доказали: аксон сохраняет способность генерировать потенциалы действия, даже если удалить всё его внутреннее содержимое.

Из этого десятилетиями следовал негласный вывод, что происходящим внутри нейрона можно пренебречь, изучая исключительно мембрану.
Однако в новом интервью для проекта Closer to Truth нейрофизиолог Майкл Вайст метко сравнил попытку понять работу мозга по одной лишь мембране с попыткой изучить животное, исследуя исключительно его шкуру.

Современные данные возвращают исследователей к внутренней структуре клеток — в частности, к микротрубочкам. Вот ключевые прорывы и гипотезы, которые обсуждались на конференции по науке о сознании в Барселоне:

Фармакологические доказательства: Введение крысам препарата эпотилон B (проникающего через гематоэнцефалический барьер стабилизатора микротрубочек) повышало их устойчивость к изофлурановому наркозу. Это указывает на микротрубочки как на главную функциональную мишень летучих анестетиков.

Квантовый холизм против классического редукционизма: Классическая физика не способна объяснить эволюцию субъективного опыта (квалиа), так как все процессы в ней полностью сводятся к локальным взаимодействиям соседей. Квантовые модели, оперирующие свойством необратимой нелокальности, предлагают решение этой проблемы через феноменальный связывающий эффект.

Преодоление температурного барьера: Долгое время главным аргументом против квантовых эффектов в биологии была «тепловая деградация». Однако работы Филипа Куриана показали квантовую сверхизлучательную активность микротрубочек при комнатной температуре.

Эксперименты Бандепадьяйя: Исследования Анирбана Бандепадьяйя продемонстрировали, что резонансные колебания микротрубочек способны пересекать границы между нейронами и напрямую модулировать мембранный потенциал. Двусторонняя связь между квантовым состоянием и спайками реализуется через внутриклеточный кальций и синаптические механизмы.

Прямые биофизические маркеры: В Дублине исследователи Керскенс и Перес зафиксировали с помощью МРТ сигналы макроскопической запутанности в человеческом мозге. Уровень когерентности этих сигналов падает во время сна и напрямую коррелирует с эффективностью рабочей памяти.

Вайст также сравнил теоретическую работу, объединяющую модель квантового сознания Пенроуза — Хамероффа (Orch-OR) с теорией активного инференса Карла Фристона.

Похоже, наука вплотную подошла к пересмотру фундаментальных взглядов на природу мышления и сознания.

https://youtu.be/9vulykpTD7M?is=8QIP_nz-Aui9-S7c

Сегодня день рождения Марины Пигаревой. Поздравляем!

Бешенство или рабиус представляет собой смертельное заболевание, вызываемое нейротропным вирусом Rabies lyssavirus из семейства Rhabdoviridae.

Это оболочечный вирус с несегментированным отрицательно-полярным одноцепочечным геномом РНК, который реплицируется в цитоплазме с помощью вирусной РНК-зависимой РНК-полимеразы, транскрибирующей вирусные мРНК.

Вирус поражает центральную нервную систему млекопитающих, практически всегда приводя к летальному исходу.

Инфекция передается через слюну при укусе, после чего вирус инокулируется в ткани и связывается с рецепторами на нервных окончаниях, таких как никотиновые ацетилхолиновые рецепторы.

С помощью ретроградного аксонального транспорта вирусные частицы перемещаются от периферии к соме нейрона со скоростью от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров в сутки. Достигнув головного и спинного мозга, вирус активно реплицируется в нейронах, вызывая энцефалит и нарушение функций ЦНС, а затем центробежно мигрирует к слюнным железам для обеспечения дальнейшей передачи.

Вирус поражает конкретные типы клеток, а именно пирамидные нейроны гиппокампа, клетки Пуркинье мозжечка и мотонейроны ствола головного мозга и спинного мозга, локализуясь в таких ключевых структурах, как лимбическая система, ствол мозга и кора больших полушарий.

За пределами нервной системы вирус инфицирует секреторные эпителиальные клетки слюнных желез. Процесс проникновения вируса в эпителий слюнных желез осуществляется посредством центробежного (антероградного) распространения из ЦНС по волокнам вегетативной нервной системы, где ключевую роль играет парасимпатическая иннервация, обеспечивающаяся преганглионарными парасимпатическими нейронами ствола головного мозга (например, из верхнего и нижнего слюноотделительных ядер), отростки которых подходят к железам и выделяют ацетилхолин.

Таким образом, вирус использует холинергические пути и механизмы синаптического контакта для перехода из терминалей нервных волокон непосредственно в секреторные эпителиоциты слюнных желез, что позволяет ему обильно концентрироваться в слюне.

Характерным проявлением поражения ствола мозга и лимбической системы становится гидрофобия или водобоязнь, возникающая из-за тяжелых, болезненных спазмов мышц гортани и глотки при попытке проглотить жидкость или даже при виде и звуке воды, что препятствует проглатыванию воды.

Иммунитет не справляется с инфекцией из-за гематоэнцефалического барьера, внутриклеточного перемещения вируса по нервным волокнам вне зоны досягаемости антител, а также способности вируса подавлять ранние воспалительные сигналы и избегать адаптивного иммунитета на начальных этапах. При этом резидентные макрофаги мозга микроглия реагируют на инфекцию сдержанно или дисфункционально, активируясь лишь частично и не вызывая полноценного защитного воспалительного ответа. Экстренная профилактика до появления симптомов — единственный способ спасения.

В нейронаучных исследованиях модифицированный вирус бешенства применяется для транссинаптического картирования и изучения нейронных сетей, так как удаление гена гликопротеина G позволяет создавать безопасные штаммы для ретроградного трассирования синаптических связей и визуализации нейроцитов с помощью флуоресцентных белков. Такие дефектные штаммы не представляют угрозы для ученых при соблюдении стандартных мер биобезопасности, поскольку потеря гликопротеина лишает их возможности совершать межклеточные скачки в организме человека, но лаборатории всё равно работают с ними в условиях максимальной осторожности и обязательной предварительной вакцинации персонала.

В статье представлен систематический обзор 25 исследований, посвященный оценке эффективности чрескожной стимуляции спинного мозга для восстановления двигательной функции у пациентов с травмами спинного мозга. Авторы пришли к выводу, что имеющиеся данные показывают лишь потенциальную пользу в отдельных сферах (таких как функция верхних конечностей и баланс) при хорошей переносимости метода, однако общая доказательная база остается крайне слабой из-за высокого уровня гетерогенности и методологических ограничений.

https://link.springer.com/article/10.1186/s12984-026-02086-4

Здесь следует отметить, что Сергей Шишкин давным-давно уж показал, что все это прекрасно работает с глазодвигательным интерфейсом.

#шишкин

Дистония является сложным заболеванием моторных сетей головного мозга, для лечения которого применяется глубокая стимуляция мозга (DBS), однако результаты терапии значительно варьируются у разных пациентов. Объединение клинических, генетических, нейрофизиологических данных и показателей сетевой связности позволяет улучшить отбор пациентов и разработать индивидуальные стратегии нейромодуляции.

https://www.thelancet.com/journals/laneur/article/PIIS1474-4422(26)00192-4/abstract

Герпес Б — это редкий, но крайне опасный вирусный патоген, который переносят макаки. Для самих животных инфекция протекает легко, но для человека она смертельно опасна.

Заражение людей происходит при укусах, царапинах или контакте с биологическими жидкостями инфицированных приматов.

С момента открытия вируса в 1932 году зафиксировано около 50 случаев заражения человека, из которых 21 человек скончался от развившихся тяжелых осложнений. Большинство погибших составляли профессионалы, чья деятельность была напрямую связана с животными: научные исследователи, лабораторные техники, сотрудники вивариев и ветеринары.

Без экстренного лечения уровень смертности от этой инфекции превышает 70–80 процентов. Заболевание начинается с гриппоподобных симптомов и появления пузырьков в месте контакта, после чего вирус проникает в центральную нервную систему.

Погибающие пациенты обычно страдают от восходящего паралича, приводящего к поражению дыхательных мышц, а смерть наступает в результате прогрессирующей дыхательной недостаточности и тяжелого повреждения мозга.

Что касается ситуации в Научно-исследовательском институте медицинской приматологии в Адлере, то содержащиеся там макаки естественным образом являются носителями вируса, как и большинство взрослых особей в неволе и дикой природе.

Однако в специализированных научных центрах строго соблюдаются протоколы биологической безопасности, регламенты работы с животными и правила индивидуальной защиты персонала, что позволяет успешно предотвращать зоонозные заражения.

Панчин и генотек — близнецы и братья.

https://t.me/lonely_oocyte/7539

Мое выступление в музее криптографии, оформленное в виде Perspective.

Само выступление здесь:

https://youtu.be/H8Y9RWcfGek?si=fxD83FdPbnXe0S-C

К этому посту

https://t.me/augmented_brain/15642

Работают все радиостанции Советского Союза

https://smotrim.ru/brand/66981#playing_audio=6014909

Звезды конференции «Нейробайкал». Справа налево: Мастер и Маргарита, Алиса.

#нейробайкал

Полина Кривых была права.

Исследование показывает, что дофаминовые рецепторы D2 способны напрямую связываться с NMDA-рецепторами в нейронах прилежащего ядра, подавляя их функцию независимо от классических сигнальных путей через G-белки. Такая прямая рецептор-рецепторная связь избирательно контролирует синаптическую пластичность таламостриатных синапсов и играет ключевую роль в механизмах формирования реакций избегания (аверсивного обучения).

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aee6579

Нейронные бегущие волны (nTWs), ранее обнаруженные у анестезированных животных, теперь повсеместно фиксируются у бодрствующих особей и существенно влияют на возбудимость нейронов и поведение.

Эти волны могут возникать спонтанно в ходе сетевой активности или запускаться сенсорными стимулами, структурируя активность внутри кортикальных областей. В обзоре рассматриваются нейронные механизмы генерации волн, которые обусловлены локальными рекуррентными связями и временными задержками аксонального проведения.

Авторы показывают, как nTWs реализуют пространственно-временные вычисления, включая прогнозирование будущих сенсорных сигналов на основе предыстории. Подобная динамика широко распространена в различных структурах мозга и на разных временных масштабах, охватывая зрительную, моторную и префронтальную кору.

Представленная концептуальная схема дополняет классические иерархические модели прямого и обратного распространения нейрональных сигналов.

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0896627326004873

PDF здесь:

https://t.me/augmented_brain/15648

Функциональная ультразвуковая визуализация предлагает неинвазивный и высокоточный метод создания интерфейсов «мозг–компьютер», однако ее внедрение в клиническую практику требует преодоления серьезных технических и масштабируемых трудностей. В статье рассматриваются эти барьеры и намечаются пути вывода подобных технологий за пределы лабораторных исследований.

https://www.nature.com/articles/s44287-026-00312-8

«Удивительно, но изучение познания выглядит скорее отраслью информатики, чем биологии. [...] В нейробиологии стандартная терминология теории мозга в значительной степени отсылает к небиологическому миру, миру созданных человеком машин: вычисления, реализация, алгоритмы, коды, оптимизация... Ирония в том, что ученые отказались от идеи сотворения живых организмов богом, но при этом приняли модель живого, основанную на артефактах, созданных инженером. Они считают скандальной мысль о том, что животные являются продуктом разумного замысла, и тем не менее отождествляют живые организмы с машинами — теми артефактами, которые созданы людьми для определенной цели с использованием знаний и планирования. Является ли это научным взглядом на жизнь или монотеизмом, отвергающим язычество?»

В книге «Мозг в теории» известный специалист в области вычислительной нейробиологии Ромен Брет пишет об эпистемологических противоречиях современной науки о мозге.

Развивая критику инженерных метафор, Брет отмечает:

«Основные теории мозга укоренены в концепциях инженерии, таких как вычисления, код, управление, информация, обратное проектирование, оптимизация. Живые организмы объявляются машинами, а мозг — компьютером. Примечательно, что тот факт, что познание является биологическим феноменом, выглядит совершенно анекдотичным: биология здесь выступает лишь как "реализация"».

Подчеркивая несостоятельность такого подхода, он добавляет:

«Но живые организмы не спроектированы инженерами. Инженерия — это использование знаний для решения технических задач, создания артефактов под конкретную цель и по определенному плану. Мозги не создавались инженером, и весь смысл теории Дарвина как раз в том, что эволюция — это не случай инженерного проектирования».

Может оказаться, что Брет занимается пустым философским кокетством. Но можно воспринимать это так, что он высказывает рациональные научно-методологические мысли. Заимствуя компьютерные метафоры из сферы искусственных систем, исследователи незаметно возвращают в биологию телеологическое мышление. Искусственные машины создаются для решения конкретных, заранее поставленных задач, тогда как эволюция живых систем представляет процесс естественного отбора, не имеющий ни изначального чертежа, ни заранее заданной цели.

Рассматривая мозг преимущественно как вычислительное устройство, выполняющее алгоритмы и оптимизирующее коды, нейронаука рискует подменить реальную биологическую эволюцию антропоморфными схемами инженерного проектирования.

Брет не призывает отказаться от математического моделирования, но настойчиво призывает осознавать концептуальные ограничения моделей, чтобы «вернуть жизнь обратно в теорию мозга и рассматривать его как самоорганизующееся, развивающееся сообщество живых сущностей, а не как оптимизированный набор машинных компонентов».

К предыдущему посту:

Современные мультимодальные модели искусственного интеллекта успешно объединяют зрение с языком, звуком и осязанием, однако обоняние до сих пор остается неизученным из-за дефицита связанных данных.

Авторы представляют SmellNet-V, масштабируемый визуо-ольфакторный датасет, который объединяет реальные временные ряды показаний газовых датчиков с визуальными фотографиями природных ингредиентов из открытых источников.

Этот датасет относится к прикладной сенсорике искусственного носа и компьютерному зрению; пока что не к нейрофизиологии или изучению мозговой активности живых организмов. В нем оцифрованные данные летучих органических соединений от пятидесяти различных пищевых продуктов и специй программно сопоставляются с семантически подходящими изображениями тех же объектов.

На основе этого набора данных разработана самоконтролируемая нейросетевая структура See & Sniff, которая делит длительные записи на короткие временные окна, имитирующие вдохи-сниффы.

Предложенный подход использует плотное локальное выравнивание для построения совместных представлений визуальных и ольфакторных модальностей. За счет этого модель естественным образом генерирует карты значимости, которые точно указывают пространственное расположение источника аромата в кадре.

В исследовании также вводится принципиально новая задача локализации запахов на уровне отдельных пикселей и создается специализированный бенчмарк для ее оценки.

Эксперименты доказывают, что обучение на визуо-ольфакторных парах повышает точность классификации ароматов на семь процентов по сравнению с моделями, использующими только химические данные.

Разработанный фреймворк успешно решает задачи кросс-модального поиска изображений по запаху и обратного поиска запаха по картинке.

Детальный анализ подтверждает стабильный рост качества модели для фруктов, орехов, овощей и специй благодаря четкой связи химических профилей с их визуальными образами.

https://arxiv.org/pdf/2606.27307

Это очень сильно напоминает проект для «Московского долголетия», который я предлагал чуваку из правительства Москвы, который, вроде, как раз одолголетиевием и должен был заниматься. Он сначала сказал, что у них есть программа тренажеров от ФМБА, куда ольфакторный девайс мог бы вписаться, но потом резко исчез и перестал отвечать на сообщения.

Слава богу, что частный бизнес у нас поумнее, и Виктория Ефимова и Владимир Буланов эти идеи успешно развивают. Но нуждаются в поддержке разумеется, пока наши зарубежные партнеры нас в очередной раз не перегнали.

#московскоедолголетие #olfactorybci #ольфакторныйинтерфейс

Обручальное кольцо — не простое украшенье.

Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали первое полностью интегрированное «умное» кольцо, которое непрерывно и одновременно отслеживает уровень глюкозы, кетонов и других биомаркеров в человеческом поте. Устройство пассивно собирает пот с помощью осмотического гидрогеля и передает полученные данные на смартфон для мониторинга состояния здоровья в реальном времени.

https://www.nature.com/articles/s41467-026-75980-z.pdf