Карта активности мозга: updates
Если известно, подскажите: какого числа Обама будет официально представлять бюджет конгрессу? Никогда бы не заинтересовался данным вопросом, но сейчас это важно для тех, кто следит за судьбой Brain Activity Map. О сути и задачах этого грандиозного проекта я писал месяц назад в этой заметке (вкратце - научиться регистрировать все возбуждения всех клеток в мозге). Тогда предполагалось, что представление состоится в марте, но теперь, кажется, снова всё переносится, уже на апрель.
За это время вышел новый призыв нейрофизиологов в Science и отдельная публикация, поясняющая технические детали BAM. Последняя читается как научная фантастика: гибкие гибридные тончайшие биосенсоры, извивающиеся внутри тканей мозга; нанозонды, прикрепляющиеся к мембране и стимулирующие нервные клетки и т.п. В общем, та самая жуть, о которой говорилось изначально, но на этот раз более детально обоснованная. Среди авторов замечены отцы оптогенетики Дайсерот и Бойден (получившие совсем недавно Brain Research Prize в миллион евро). Судя по всему, у вовлеченных в проект настрой серьезный.
Тут как нельзя кстати появилась работа, демонстрирующая возможности современных методов сканирования. На видео - активность мозга рыбьего эмбриона с разрешением в одну клетку. То есть каждая точечная вспышка представляет отдельный нейрон. Всего у объекта их около 100 тысяч, и 80% из них удалось зарегистрировать.
Таким образом, провозглашенная цель BAM - «every spike from every neuron» - не выглядит столь уж безнадежной. Хотя сразу нужно оговориться, что в данном случае полное сканирование занимало 1.3 секунды, поэтому мы видим далеко не все возбуждения, а лишь некоторые. Кроме того, эмбрион прозрачен и неподвижен, а в рамках предстоящего проекта предстоит иметь дело с животными со свободным поведением, мозг которых визуально закрыт (например, костями черепа). Но если учесть, что BAM еще даже не стартовал, результат впечатляющий.
Из той критики BAM, что довелось прочитать, отмечу статью физика-теоретика, профессора лаборатории Колд Спринг Харбор, в которой он приводит целый ряд важных возражений. В частности, он пишет:
В публикации (о планах проекта - NW) подразумевается, что измерение каждого спайка будет способствовать открытию коллективных феноменов для мозга. Это точная противоположность того, как были открыты и изучены коллективные явления в физике. Исследование макроскопического поведения, например, термодинамики, было осуществлено до детального понимания микроскопической динамики. Статистическая механика обеспечивает связь с микроскопической динамикой в терминах статистического описания, а не описания динамических деталей. Это же справедливо и для других коллективных явлений, таких как магнетизм, сверхпроводимость и сверхтекучесть, примером чего служат знаменитые теории Ландау. В каждом случае явление было первоначально обнаружено на макроскопическом уровне, изучено на макроскопическом уровне и даже теоретическая основа была создана на макроскопическом уровне; микроскопические измерения и теории статистической механики появились на более позднем этапе, с целью уточнения уже установленного понимания.
Профессор не ставит под вопрос осуществимость проекта, но сомневается, что он принесет фундаментально новое понимание работы мозга. [Например, уместно поинтересоваться, что существенного узнали нейрофизиологи, получив выложенный выше ролик]. Складывается впечатление, что идея BAM далеко не всем пришлась по вкусу, и утверждение не пройдет гладко. Продолжаем наблюдение.
UPD. 02.04.2013. Обама официально объявил о проекте.
За это время вышел новый призыв нейрофизиологов в Science и отдельная публикация, поясняющая технические детали BAM. Последняя читается как научная фантастика: гибкие гибридные тончайшие биосенсоры, извивающиеся внутри тканей мозга; нанозонды, прикрепляющиеся к мембране и стимулирующие нервные клетки и т.п. В общем, та самая жуть, о которой говорилось изначально, но на этот раз более детально обоснованная. Среди авторов замечены отцы оптогенетики Дайсерот и Бойден (получившие совсем недавно Brain Research Prize в миллион евро). Судя по всему, у вовлеченных в проект настрой серьезный.
Тут как нельзя кстати появилась работа, демонстрирующая возможности современных методов сканирования. На видео - активность мозга рыбьего эмбриона с разрешением в одну клетку. То есть каждая точечная вспышка представляет отдельный нейрон. Всего у объекта их около 100 тысяч, и 80% из них удалось зарегистрировать.
Click to viewТаким образом, провозглашенная цель BAM - «every spike from every neuron» - не выглядит столь уж безнадежной. Хотя сразу нужно оговориться, что в данном случае полное сканирование занимало 1.3 секунды, поэтому мы видим далеко не все возбуждения, а лишь некоторые. Кроме того, эмбрион прозрачен и неподвижен, а в рамках предстоящего проекта предстоит иметь дело с животными со свободным поведением, мозг которых визуально закрыт (например, костями черепа). Но если учесть, что BAM еще даже не стартовал, результат впечатляющий.
Из той критики BAM, что довелось прочитать, отмечу статью физика-теоретика, профессора лаборатории Колд Спринг Харбор, в которой он приводит целый ряд важных возражений. В частности, он пишет:
В публикации (о планах проекта - NW) подразумевается, что измерение каждого спайка будет способствовать открытию коллективных феноменов для мозга. Это точная противоположность того, как были открыты и изучены коллективные явления в физике. Исследование макроскопического поведения, например, термодинамики, было осуществлено до детального понимания микроскопической динамики. Статистическая механика обеспечивает связь с микроскопической динамикой в терминах статистического описания, а не описания динамических деталей. Это же справедливо и для других коллективных явлений, таких как магнетизм, сверхпроводимость и сверхтекучесть, примером чего служат знаменитые теории Ландау. В каждом случае явление было первоначально обнаружено на макроскопическом уровне, изучено на макроскопическом уровне и даже теоретическая основа была создана на макроскопическом уровне; микроскопические измерения и теории статистической механики появились на более позднем этапе, с целью уточнения уже установленного понимания.
Профессор не ставит под вопрос осуществимость проекта, но сомневается, что он принесет фундаментально новое понимание работы мозга. [Например, уместно поинтересоваться, что существенного узнали нейрофизиологи, получив выложенный выше ролик]. Складывается впечатление, что идея BAM далеко не всем пришлась по вкусу, и утверждение не пройдет гладко. Продолжаем наблюдение.
UPD. 02.04.2013. Обама официально объявил о проекте.