Искусственная нейросеть распределила роли и смогла в многозадачность

Нервные клетки (нейроны) в головном мозге человека соединены в сложную сеть, работа которой лежит в основе нашего поведения, мышления и памяти. Принципы, по которым взаимодействуют нервные клетки, сейчас широко используются при создании искусственных нейронных сетей, то есть систем искусственного интеллекта. Нейросети можно обучить выполнять какую-либо задачу, иногда довольно сложную. Например, генерировать связный рассказ, как это делает ChatGPT, или создавать картинки на основе текста, как Midjourney.

Однако эти алгоритмы по энергоэффективности, устойчивости к помехам и способности обучаться различным типам задач сильно уступают биологическому мозгу: для работы им нужно в миллионы раз больше энергии, а для обучения — огромные массивы данных. Причина такого «отставания» заключается в том, что в существующих нейросетях не учитываются многие свойства, характерные для нервной системы. В связи с этим ученые разрабатывают новые поколения нейросетей, например, спайковые.

Ученые из Федерального исследовательского центра Институт прикладной физики имени А. В. Гапонова-Грехова РАН🏛 создали искусственную спайковую нейронную сеть, способную решать ряд задач — для их выполнения требовались функции, схожие с базовыми сенсорно-моторными и когнитивными функциями мозга.

Работа опубликована в журнале 📕 Scientific Reports (IF = 5.00)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/577
#новости

Терагерцовое излучение не поможет при нейробластоме

Терагерцовая (ТГц) область относится к диапазону частот от 0,1 до 10 ТГц и располагается между микроволновым и инфракрасным излучением. ТГц-волны в целом безопасны, поскольку не приводят к ионизации, а потому уже нашли широкое применение, например, в системах безопасности для сканирования багажа и людей. Также развиваются основанные на этом излучении медицинские подходы к диагностике и визуализации.

Что касается потенциальной ТГц-терапии, о ней известно не так уж и много. Излучение может оказывать как тепловое, так и нетепловое воздействие на биологические объекты; потенциально оно способно воздействовать на молекулы, изменяя их конформацию, и тем самым влиять на их взаимодействие друг с другом. Этот способ, как предполагается, можно применять и для изменения активности генов. Так, ранее было показано, что ТГц-излучение способствует повышению уровня фосфорилированных гистонов (белков-упаковщиков ДНК) Н2АХ, что может быть признаком генотоксичности, то есть повреждения наследственного материала. Это полезно при разработке новых подходов к лечению рака: часто делящиеся опухолевые клетки чувствительнее к повреждению ДНК.

В своей новой статье российские ученые решили разобраться в том, как ТГц-волны влияют на нейробластому и репрограммированные (то есть возвращенные к зародышевому состоянию) нейральные клетки-предшественники человека.

Работа опубликована в журнале 📕International Journal of Molecular Sciences (IF = 6.21)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/578
#новости

#конференции

📌Третья Международная Конференция «Физика конденсированных состояний»

🏛Место проведения — Черноголовка, ИФТТ РАН🏛;
🗓Даты проведения — 29 мая - 3 июня 2023;
⏰Сроки регистрации — до 15 апреля 2023;
👥Способ проведения — офлайн;
🔗Подробнее — по ссылке

Научно-исследовательская лаборатория эрозии почв и русловых процессов имени Н.И. Маккавеева

📍Организация: МГУ имени М.В. Ломоносова🏛
🧑🏻‍🔬Области науки: География, Гидрология

Чем мы занимаемся:
Основные направлениями деятельности лаборатории являются:
— теоретические и экспериментальные (натурные и лабораторные) исследования механизма эрозионных, русловых и устьевых процессов в различных природных условиях;
— разработка методов физического, математического и компьютерного моделирования эрозии почв, овражной эрозии и русловых процессов;
— оценка экологического состояния эрозионно-русловых и устьевых систем и обоснование мер борьбы с эрозией почв, овражной эрозией и методов регулирования речных русел и морских устьев рек.

🔬Направления исследований:

— Формирование и развитие научной школы речных наносов

— Исследование бассейновой эрозии и малых рек

— Исследование русловых процессов

— Моделирование

👇🏻Подробнее на странице лаборатории
https://colab.ws/labs/452

#лаборатории

Ученые выяснили, как природные экосистемы адаптируются к загрязнению керосином

Утечки керосина часто связаны с аэродромами, складами горюче-смазочных материалов, пусками ракет с космодромов. Кроме того, ежегодно в России происходит большое количество аварий, сопровождающихся выбросом углеводородов в окружающую среду. В числе наиболее крупных — пролив более 44 тонн керосина на Таймыре в июле 2020 года и железнодорожная авария в Забайкальском крае в августе 2021 года. Поэтому изучение устойчивости экосистем к воздействию этого нефтепродукта имеет большое практические значение.

Географы и химики МГУ имени М.В. Ломоносова🏛 вместе с сотрудниками Сколковского института науки и технологий🏛, Института проблем передачи информации имени А.А. Харкевича РАН подвели итоги трехлетнего изучения адаптации ландшафтов разных природных зон к загрязнению керосином. Ученые установили пороговые значения обратимой деградации экосистем при воздействии этого углеводорода. Полученные результаты могут быть использованы для оценки загрязнения окружающей среды и экологического ущерба в случае аварий, сопряженных с разливом нефтепродуктов.

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/580
#новости

#конференции

📌XII Международная научная конференция «Кинетика и механизм кристаллизации. Кристаллизация и материалы нового поколения»

🏛Место проведения — Иваново, ИХР РАН🏛;
🗓Даты проведения — 18-22 сентября 2023;
⏰Сроки регистрации — до 15 апреля 2023;
👥Способ проведения — офлайн;
🔗Подробнее — по ссылке

ДНК-аптамерные метки помогли видеть глиому прямо во время операции на мозге

В головном мозге кроме нервных клеток, передающих электрические импульсы, есть вспомогательные глиальные клетки, которые питают нейроны и создают благоприятную для их работы среду. Если эти клетки выходят из-под контроля организма и начинают бесконтрольно делиться, возникает глиальная опухоль, или глиома, — наиболее распространенный и агрессивный тип рака головного мозга. На сегодняшний день глиомы выявляют методами компьютерной томографии (КТ) и магнитно-резонансной томографии (МРТ). Однако при такой диагностике остается высоким риск не заметить на снимках небольшие новообразования, поэтому ученые разрабатывают новые подходы для точной диагностики глиомы. 

Исследователи из Красноярского государственного медицинского университета, Федерального исследовательского центра «Красноярский научный центр СО РАН», Больницы скорой медицинской помощи и онкологического центра много лет разрабатывали аптамеры — короткие последовательности ДНК, — которые можно использовать для выявления глиальных опухолей. Ученые из Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН помогли коллегам разработать модель человеческой опухоли мозга для тестирования препаратов на мышах. Авторы провели отбор коротких ДНК в пробирке таким образом, чтобы молекулы связывались именно с человеческой глиальной опухолью.

Работа опубликована в журнале 📕Nature Communications (IF = 10.18)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/581
#новости

«Оптимальная перевозка» легла в основу улучшенной модели генеративного ИИ

Современные модели машинного обучения, созданные для решения прикладных задач, требуют большого набора данных для обучения. К сожалению, качественных данных очень часто не хватает для создания достаточного обучающего набора. Именно поэтому у исследователей возникает потребность в искусственных данных, похожих на уже имеющиеся реальные. Решить проблемы такого рода помогают генеративные модели.

Генеративные модели позволяют получать одни данные из других, то есть осуществлять «перенос одного домена в другой». Обычно для решения таких задач нужны парные обучающие выборки, наборы изображений вход-выход, знания о которых нейросеть учится обобщать и распространять на новые поступающие изображения — например, одни и те же снимки разного качества. Обычно парные данные очень сложно или очень дорого собирать, и ученым приходится обходиться непарными наборами данных, а это, в свою очередь, создает трудности в достижении действительно хороших результатов.

Команда исследователей из Сколтеха🏛 и Института искусственного интеллекта AIRI обратилась к работам советского математика и экономиста Леонида Канторовича. Основываясь на его идеях об оптимальной перевозке грузов («теория оптимальной транспортировки»), ученые разработали новый алгоритм для расчета планов оптимальной «транспортировки» данных между доменами. Алгоритм получил название Neural Optimal Transport. Он создан на базе глубинных нейронных сетей и использовании независимых друг от друга наборов данных.

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/582
#новости

Коллеги, у некоторых пользователей возникла проблема с авторизацией через ORCID 🔥

Мы уже чиним это! Если вы столкнулись с такой проблемой, напишите нам в комментарии

Математики научили ИИ прогнозировать экономические кризисы и управлять ими

На состояние экономики влияет множество различных факторов. Иногда это могут быть совсем неожиданные и редкие события, так называемые «черные лебеди». При этом нарушить стабильность системы могут не только глобальные вызовы, такие как пандемия, изменение климата, но и менее масштабные явления. Вызывать эффект «черного лебедя» способны факторы, уже существующие внутри самой системы, предопределенные ее конструкцией, сложными взаимосвязями элементов и механизмом функционирования — например, сопровождающие периоды подъема и спада в экономике или возникновение финансовых пузырей.

Подобные критические состояния до определенного момента могут быть скрыты и проявляться без явного влияния внешних случайных факторов. Однако, проявляясь, они способны привести к труднопрогнозируемому поведению системы. Теория скрытых колебаний, недавно предложенная учеными, предполагает, что такие состояния можно выявлять еще до того, как они успели повлиять на работоспособность механизма, а также подбирать управленческие решения, которые сведут к минимуму негативные последствия хаотических процессов и помогут избежать кризиса.

Коллектив ученых из Санкт-Петербургского государственного университета🏛, Института проблем машиноведения РАН и Санкт-Петербургской школы физико-математических и компьютерных наук Национального исследовательского университета Высшая школа экономики🏛 совместно с зарубежными коллегами испытали метод выявления нерегулярных колебаний и управления ими в экономических системах.

Работа опубликована в журнале 📕Chaos, Solitons and Fractals (IF = 9.92)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/583
#новости

Лаборатория ЯМР-спектроскопии растворов и флюидов

📍Организация: Институт химии растворов им. Г.А. Крестова РАН🏛
🧑🏻‍🔬Области науки: Физика конденсированного состояния, Физическая химия

Чем мы занимаемся:
Основные направления научной деятельности:
— Определение параметров пространственной структуры и распределения долей групп конформеров малых молекул лекарственных соединений в растворах и флюидах с привлечением методов ЯМР – спектроскопии;
— Разработка и апробация новых экспериментальных подходов ЯМР-спектроскопии для контроля и оптимизации параметров процессов микронизации с применением сверхкритических флюидных технологий;
— Установление особенностей пространственной структуры и межмолекулярных взаимодействий малых молекул в растворах и флюидах. Характеристика процессов сорбции и импрегнации пористых и биоматериалов при сверхкритических параметрах состояния растворителя;

🔬Направления исследований:

— Структура молекул в растворах

— Молекулрный контроль процесса микронизация

— Структура молекул в ограниченном объеме

👇🏻Подробнее на странице лаборатории
https://colab.ws/labs/453

#лаборатории

Синтезирован новый перовскит с кислородной и протонной проводимостью

Поиск новых высокопроводящих ионных материалов является важной задачей для создания твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ). Электроустановки на их основе производят электричество и тепло в результате электрохимической реакции и могут работать на разных видах топлива, в том числе водородном — в таком случае отходом реакции будет безопасный для природы водяной пар. 

Среди разных типов материалов значительный интерес представляют протонпроводящие электролиты, так как протонные керамические топливные элементы. Они могут работать при относительно невысоких температурах (500–700°С, тогда как обычно ТОТЭ нужны температуры ближе к 1000°С), что делает установки безопаснее и долговечнее. Вместе с тем остается проблемой то, как соблюсти баланс между высокой протонной проводимостью и химической устойчивостью, например, к углекислому газу в случае традиционного топлива и воде в случае водородного. В таком контексте особый интерес вызывают соединения LaXO3 (где Х — Al, Ga, Sc, In и другие) со структурой перовскита, особенно легированные — с добавками других элементов, — это улучшает их проводимость.

В своей новой работе уральские ученые взяли за основу для нового материала LaInO3 В качестве легирующей добавки они предложили цинк (он дешевле индия, который замещает, а потому поможет снизить стоимость ТОТЭ) и впервые получили твердый раствор LaIn 1- x Zn x O 3-0,5 x.

Работа опубликована в журнале 📕International Journal of Hydrogen Energy (IF = 7.14)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/584
#новости

Воздействие светом смогло изменить «предпочтения» нейронов

В основе человеческой памяти, способности учиться и изменять свое поведение в зависимости от ситуации лежит синаптическая пластичность, то есть умение нервных клеток изменять силу связей друг с другом. Это свойство заключается в том, что синапс — место контакта между нейронами — может передавать сигнал от одной клетки к другой с разной эффективностью. Так, например, если мы запоминаем какую-либо информацию, связи между нейронами, отвечающими за ее «сохранение», становятся более устойчивыми, и передача импульсов между этими клетками усиливается. 

Из-за того, что мозг млекопитающих состоит из десятков миллионов нейронов, отследить связи между отдельными клетками оказывается довольно сложно. В связи с этим чаще всего синаптическую пластичность изучают на упрощенных биологических моделях, например, культурах нервных клеток, выращенных в чашках Петри. Однако работа нейронной сети целого мозга намного сложнее: на клетки влияют различные биологически активные вещества, постоянно присутствующие в мозге, такие как дофамин и серотонин, а также случайные сигналы от соседних клеток. Чтобы учесть все эти воздействия, исследователи разрабатывают методы исследования синаптической пластичности непосредственно в головном мозге животных. 

Ученые из Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН исследовали механизмы синаптической пластичности, используя в качестве модели отдельные нервные клетки в головном мозге мыши.

Работа опубликована в журнале 📕Biochemical and Biophysical Research Communications (IF = 3.32)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/585
#новости

Физики научились управлять свойствами экситонов

В полупроводниках — материалах, способных при определенных условиях проводить ток, — электроны могут переходить в возбужденное состояние и «отрываться» от ядер атомов, вокруг которых они изначально были расположены. Такой переход может происходить, например, при освещении, высоких температуре и давлении. На месте электронов при этом образуются так называемые «дырки», которые несут положительный заряд. Поскольку «плюс» и «минус» притягиваются, электрон не может далеко «убежать» от своей дырки и, находясь очень близко — на расстоянии в миллион раз меньше сантиметра, — определенным образом с ней взаимодействует. Такую пару в физике принято называть экситоном. 

Экситоны способны поглощать и излучать свет в определенных диапазонах, а эти свойства можно использовать, например, в солнечных элементах, преобразующих свет в электричество, или в нанолазерах. Последние, в свою очередь, перспективны как компоненты оптических компьютеров, которые для работы используют вместо обычной электроники излучающие наноустройства. Однако, чтобы соответствующие приборы работали точно, нужно уметь управлять длиной волны и интенсивностью излучения экситонов. 

Ученые из Университета ИТМО 🏛 с коллегами из Южной Кореи и США исследовали поведение экситонов в двумерных полупроводниках, то есть таких материалах, толщина которых составляет всего несколько атомов. Использованные авторами полупроводники состояли из двух слоев: верхний содержал вольфрам и селен, а нижний, помимо этих элементов, еще включал молибден.

Работа опубликована в журнале 📕 Light: Science and Applications (IF = 20.26)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/587
#новости

#объявления

МФТИ проводит очередной открытый конкурс на позиции постдоков🧑🏻‍🏫

МФТИ🏛 в рамках программы «Приоритет-2030» объявляет о проведении открытого конкурса молодых ученых и научных работников для проведения исследований в ведущих лабораториях и педагогической работы в МФТИ.

➡️Конкурс будет проводиться по двум трекам:
— Молодые ученые
— Научные работники

📑Для участия необходимо подать проект научного исследования, предлагаемого к реализации из средств программы «Приоритет-2030» на базе одной из ведущих лабораторий Физтеха. Победители конкурса будут трудоустроены в лаборатории и научные центры МФТИ. При необходимости им будут предоставлены места в общежитии.

🧑🏼‍🔬Участниками конкурса по треку «Молодые ученые» могут стать российские или иностранные ученые с опытом работы в ведущих исследовательских организациях в возрасте до 35 лет, защитившие диссертацию на соискание ученой степени кандидата (доктора) наук или зарубежной степени PhD.

👨🏻‍🔬Участниками конкурса по треку «Научные работники» могут стать российские или иностранные ученые с опытом работы в ведущих исследовательских организациях не менее пяти лет, защитившие диссертацию на соискание ученой степени кандидата (доктора) наук или зарубежной степени PhD. Требования к подтверждению наукометрических показателей опубликованы в Положении о конкурсе.

📆Прием заявок: 7 апреля - 27 мая;

🏆Победители этого этапа должны трудоустроиться и приступить к реализации проекта не позднее 1 сентября 2023 года.

💬Подробнее: https://colab.ws/ads/55

Если вы хотите опубликовать объявление, переходите по ссылке, заполняйте форму и размещайте ваши запросы!

Отходы производства ацетилена предложили использовать в 3D-печати композитов

Современная промышленность нуждается в ацетилене как ключевом компоненте для производства материалов и разных веществ. Его традиционно получают в ходе реакции гидролиза карбида кальция, и в качестве побочного продукта образуется сложная смесь отходов — карбидный шлак, — на 80% представленная гидроксидом кальция. Это соединение потенциально можно использовать в строительстве, укреплении грунтов, улавливании углекислого газа, но оно химически активно, а потому его нужно сразу пускать в дело или же каким-нибудь образом стабилизировать. Гораздо проще отходы отправить на свалку — именно там они чаще всего и оказываются. Дождями шлаки смываются в почву, защелачивая ее и тем самым вредя окружающей среде.

Российские ученые предложили использовать гидроксид кальция в качестве легкодоступного наполнителя для композитов на основе разнообразных полимеров. Такой подход позволит значительно удешевить производство материалов, а еще и утилизировать отходы производства. Авторов интересовал вопрос о том, как повлияет такая добавки на механические характеристики композитов. С помощью 3D-печати они изготовили образцы из гидроксида кальция (содержание от 1 до 28% по массе) и коммерчески доступных полимеров: полимолочной кислоты, полиэтилентерефталата, полиамида, АБС-пластика, полистирола и стирол-бутадиен-стирольного каучука.

Работа опубликована в журнале 📕 Scientific Reports (IF = 5.00)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/586
#новости

#конференции

📌X Молодежная конференция ИОХ РАН

🏛Место проведения — Москва, ИОХ РАН🏛;
🗓Даты проведения — 29-31 мая 2023;
⏰Сроки подачи заявок — до 21 апреля 2023;
👥Способ проведения — офлайн;
🔗Подробнее — по ссылке

Сток древних рек Западной Сибири был в несколько раз больше современного

Формирование изгибов русла реки, называемых излучинами или мендрами, — широко распространенный процесс, сформировавший вид большинства речных долин. С высоты птичьего полета и на космических снимках можно хорошо видеть не только современные излучины, но и древние. Долгое время их существование объясняли местными факторами: наличием озер в долинах рек или речным пиратством, то есть как будто это искусственный ландшафт. Только в 50–60-х годах прошлого века появилось несколько научных работ, доказывающих, что это явление имеет глобальное распространение и обусловлено особенностями климата прошлого.

Хотя в большинстве случаев размеры древних русел, или палеорусел, сопоставимы с размерами современных, встречаются и в несколько раз более крупные. Особенно они характерны для Северного полушария, а точнее территорий, прилегавших к древним ледникам. Поскольку климат прошлого довольно сильно отличался от современного, водный режим рек тех времен также был иным. Его реконструкция позволит не только объяснить особенности ландшафта, но и проследить то, как он мог повлиять на глобальные процессы.

В своей новой статье сотрудник географического факультета МГУ🏛 проанализировал распространение и размеры палеорек на Западно-Сибирской равнине, их морфологические показатели и описал возможный гидрологический режим. Также был предложен способ оценки годового стока из бассейна реки Обь.

Работа опубликована в журнале 📕Water (Switzerland) (IF = 3.53)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/588
#новости