В MIT Media Lab запущен проект по взлому сновидений. Есть первые успехи: сочетание звуковых сигналов и маски, отслеживающей стадии сна, позволяет редактировать контент сновидений. А вмешательство в контент, в принципе, может влиять на консолидацию памяти, на предпочтения бодрствующих и, как максимум, незаметно изменять черты их личности.

Светлая сторона таких разработок повернута к медицине — заманчиво так лечить фобии, депрессии, стрессовые расстройства. Или развивать творческие способности. Темной же стороной активно интересуются крупные компании, в т.ч. Microsoft. Их привлекает другая опция, ведь в сны так можно подмешивать рекламу. Например, через умные колонки.

Сами исследователи не хотели бы такой славы и написали летом открытое письмо, где призвали сочинить этику и политику в отношении технологии: «Наши сновидения не должны стать еще одной игровой площадкой для рекламодателей. Наука о мозге помогла разработать несколько технологий, вызывающих привыкание, от мобильных телефонов до социальных сетей, которые сегодня определяют большую часть нашей бодрствующей жизни; мы не хотим, чтобы то же самое произошло с нашим сном». Письмо подписали 38 ученых.

Конечно же, это не смутило бизнес. Согласно отчету Future of Marketing от Американской ассоциации маркетинга 77% опрошенных маркетологов хотели бы использовать сновидения для рекламы в ближайшие три года. Ученые вновь отреагировали, и вчера в Aeon вышел еще один текст-предостережение. С примерами и подробностями.

Сюжет до боли напоминает другую историю, о которой вы читали здесь два месяца назад: как разработчик нейроинтерфейсов призывает заранее обдумать их опасность и даже демонстрирует ее в экспериментах, чтобы всех проняло. Увы, таких сюжетов будет все больше: технологии, связанные с человеком, всегда обоюдоострые.

В связи с запуском метавселенных разработка авторов из MIT Media Lab стала еще актуальнее. Из VR-маски они сделали маску для сна, которая регистрирует ЭЭГ, ЭОГ, ЭМГ, частоту сердечных сокращений, движение головы и температуру кожи. Пока человек спит, выражение лица и эмоции в реальном времени отображаются на его аватаре в виртуальной реальности.

Исследования показали, что напряжение лицевых мышц соответствует эмоциональному содержанию сновидения. Таким образом, спящий одновременно пребывает в двух квази-реальностях: в своем сновидении и в метавселенной, в качестве аватара.

В среду Британский биобанк (UKBB) сформировал и открыл для исследователей базу данных из 200 000 полных геномов жителей Великобритании. В начале 2023 обещают еще 300 000, и это будет крупнейший архив полных геномов, аж полмиллиона штук.

К каждому геному прилагаются данные о здоровье конкретного человека, т.е. биологи будут сопоставлять фенотипы с генотипами, чтобы вытащить оттуда зависимости (ассоциации). Медицина неизбежно будет становиться все более цифровой, основанной на большой статистике.

В ту же среду Путин провел совещание по вопросам развития генетических технологий, на котором подтвердили российскую аналогичную программу. В планах собрать 100 000 полных геномов граждан РФ. На первом этапе предусмотрены инвестиции в объёме более 22,5 млрд рублей (стенограмма).

На картинке: хранилище UKBB изнутри.

В следующем году, возможно, уже в январе, Апелляционный суд Нью-Йорка заслушает доводы по ходатайству юристов NhRP с требованием прекратить незаконное пленение 50-летней Хэппи. Обычное дело, если не знать, что Хэппи — слониха, а довод юристов состоит в том, что ее следует признать личностью и субъектом права (person).

Освободить ее требуют из зоопарка Бронкса, где Хэппи содержится с 1977 года. По американским законам личность нельзя держать в неволе. Если иск будет удовлетворен, это обещает громкие последствия. Раз слоны личности, тогда обезьяны тем паче. Дельфины тоже наверняка. Затем суду придется решать насчет собак. Такие иски непременно последуют, и где остановиться, не знает никто.

Юристы действуют от имени NhRP, группы, созданной в поддержку прав животных, куда входит легендарная Джейн Гудолл. Аббревиатура означает: Nonhuman Rights Project, цель проекта — добиться прав для слонов и шимпанзе, после чего взяться за других человекообразных приматов, дельфинов и китов. См. FAQ на их сайте.

Вся жизнь Хэппи, начиная с поимки в Таиланде еще в младенчестве, это череда страданий, унижений и одиночества, но именно она стала первым слоном, прошедшим зеркальный тест. Вероятно, у слонов есть самосознание, по крайней мере, у Хэппи, и NhRP с 2018 года пытается добиться для нее статуса person.

Петиция на Ghange.org собрала 1.4 млн подписей, судебная тяжба идет уже четвертый год. В декабре 2020 был отказ, теперь вот рассмотрят апелляцию. Дело серьезнее, чем это может показаться, т.к. прецедент почти неизбежно перевернет подход к содержанию всех животных, как домашних, так и лабораторных. Это вопрос не о слоне, а о том, какого уровня психику мы готовы наделить субъектностью.

Сюжет с судом широко освещается в медиа, а на прошлой неделе вышел блестящий лонгрид в Atlantic, который посвящен не только кейсу Хэппи, но и всей истории завоза слонов в США, начиная с колониальных времен. Если африканцев везли для работ на плантациях, то слонов для развлечений, но обращались с теми и другими одинаково, как с вещами.

В 19 веке американцы слонов частенько казнили, т.е. по-разному и изощренно убивали, наказывая за непослушание. Перевозили и содержали их, как водится, в невыносимых условиях, калеча не только тело, но и развитую психику. Текст, повторюсь, блестящий, дает объемную картину, рекомендую, если не пугает слово лонгрид (он и правда лонг).

Прибавлю к этому недавний подкаст Ильи Колмановского, который слетал в заповедник Амбосели на границе Кении и Танзании, где поговорил с Синтией Мосс, директором — она изучает слонов уже десятки лет.

Кажется, впервые дополненную реальность применили для клинического нейроисследования и хирургической операции. Это не концепт, здесь ученые изучают в AR визуализацию трактов мозга реального пациента, чтобы правильно имплантировать и разместить электроды.

Пациента лечили от тяжелой депрессии: лекарства не сработали, и тогда пошли на очень инвазивную операцию. Вглубь мозга ввели десять спиц с электродами, чтобы получить картину его активности в разных состояниях (sEEG, стерео-ЭЭГ). Затем спицы извлекли и ввели четыре новые, уже не для считывания, а для глубокой стимуляции.

Статья вышла позавчера, авторы называют это «sEEG-информированной DBS». Пишут, что пациенту стало лучше, но это лучше «со спицами в голове», и это путь тупиковый (имхо), будущее за нано и минимально инвазивными решениями.

И еще: подумайте, насколько человеку должно быть тяжело, чтобы решиться на такое. Депрессия — это не плохое настроение, это страшнее гораздо.

Так выглядит sEEG-информированная DBS. Линии белых точек обозначают считывающие электроды (sEEG), серые линии представляют стимулирующие электроды (DBS)

То, что живой мозг шевелится, известно давно. В Токийском университете продвинулись дальше — впервые показали, что выпячивание дендритных шипиков механически запускает работу синапса. То есть нейроны общаются не только импульсами, но и касаниями, буквально.

Шевеление их отростков это не шум, а еще один способ передавать сигнал. Схема проста: набухающий шипик нажимает на пресинаптическй бутон (см. картинку), тот чувствует давление и высвобождает везикулы. Шипик разрастается минут на десять, затем “усыхает” обратно.

Авторы статьи в Nature считают, что у бутонов есть ‘осязание’, и на этом может строиться рабочая память и экзоцитоз, выделение веществ из клеток во внеклеточное пространство. Статья за пейволом, но кому интересно, ловите fulltext.

Важную работу только что опубликовали Бонгард с Левиным, которых вы уже знаете как создателей ксеноботов, синтетических живых организмов. Напомню, ксеноботы удивляли тем, что это крошечные сфероиды, вручную собранные из стволовых клеток, все они несли в себе ДНК лягушки, но не развивались ни в лягушку, ни в головастика, а стабильно жили в форме сферы и плавали за счет сокращений клеток сердечной мышцы.

[Звучит и выглядит примитивно, но в реальности это концептуальный прорыв, открывающий путь к созданию живых машин. На еще более глубоком уровне это выход в огромное гипотетическое пространство машин «какими они могут быть». На эту тему еще весной Бонгард с Левиным выпустили статью, где копнули очень глубоко, а я затем постарался пересказать главную идею]

Теперь же создатели ксеноботов показали, что те могут самовоспроизводиться. Не делением или почкованием, как это делают организмы в природе, а путем сборки — что характерно для биомолекул, но никак для многоклеточных. В чашку Петри насыпают тысячи диссоциированных стволовых клеток и несколько ксеноботов: своим движением боты скапливают клетки в комки, те за пять дней развиваются в реснитчатые сфероиды и тоже начинают двигаться. То есть сами становятся ксеноботами.

Их переносят в другую чашку Петри с диссоциированными клетками, и новое поколение ксеноботов делает то же самое, собирая уже «внуков». Каждый раунд репликации занимает неделю. «Это клетки лягушки, которые размножаются совсем не так, как это делают лягушки. Ни одно животное или растение, известное науке, не воспроизводится таким образом» — Сэм Кригман, один из авторов.

Kinematic self-replication in reconfigurable organisms | PNAS, December 7, 2021

Любопытно, что успех репликации зависел от изначальной формы ксеноботов. Эволюция, запущенная на компьютере, подсказала авторам, что сфера — не лучший вариант. Цепочки потомков были длиннее у ботов с разрезом на боку, типа Pac-Man. Вывод in silico полностью подтвердился in vitro: когда живым ксеноботам сделали такие надрезы, раундов репликации стало больше.

И это просто изумительный привет из прошлого — ведь в детстве Левин просил отца купить ему игру Pac-Man. А тот не стал этого делать и поступил мудрее: предложил сыну написать код игры самому. Долгие вечера Левин проводил возле компьютера, подключенного к черно-белому телевизору. Компьютер не сохранял память после выключения, и на следующий день приходилось заново вводить все написанное ранее. У него ушло полгода, чтобы создать игру, которая вышла сложнее оригинала. Но так он научился программировать.

Сегодня он программирует уже живую материю, новый уровень сложности.

Все эти свойства, форма ксеноботов, их поведение, прогноз размножения, не вычисляются из ДНК (лягушки), и это важная демонстрация, ставящая вопросы для биотехнологии будущего. Бонгарду интереснее смотреть на это в контексте робототехники; Левина больше занимает регенерация и возможность управлять живыми агрегатами клеток.

В среду, в 20.00 мск все авторы проведут онлайн семинар, посвященный этому исследованию. Будут отвечать на вопросы. Можно зарегистрироваться здесь.

Как они пишут в статье, «прямо под видимой поверхностью жизнь таит в себе удивительные модели поведения, которые лишь ждут, когда их раскроют».

Вирус Delta SARS-CoV-2 внутри аэрозольной капли. Симуляция (вы видите фрагмент со спайк-белком) включает 300 млн атомов вирусной частицы и 1 млрд атомов окружения, диаметр капли — одна сотая толщины человеческого волоса. Для вычислений пришлось задействовать суперкомпьютеры лабораторий Министерства энергетики США.

Это не иллюстрация, а именно строгое вычисление траекторий, зарядов и столкновений с разрешением в один атом, выполненное суперкомпьютером. Частицы вируса путешествуют в аэрозолях, и могут оставаться в воздухе часами. Внутри капли вирус не одинок, там полно других молекул, вылетевших из дыхательных путей, и между ними сложная динамика.

Теперь по функциональной МРТ можно отследить направление взгляда. Это круто, потому что не требует возни с ай-трекерами и потому что метод применим, даже если глаза закрыты. Движение глазных яблок отражает многие когнитивные процессы и оно же зашумляет картину МРТ — так что это еще и способ улучшить интерпретацию.

Но главный сюрприз в том, что можно взять старые записи — их уже накоплено по миру на терабайты — и ретроспективно проанализировать. То есть узнать, как двигались зрачки людей, пока они лежали в МРТ-аппарате, и соотнести эти данные с активностью их мозга.

Так разом огромные массивы данных, которые лежат в архивах, возросли еще на один слой ценной информации. Все благодаря нейросетевому инструменту DeepMReye, разработанному в Норвежском университете науки и технологии [full-text]. Люблю такое.

В копилку странных теорий рака: теория атавизма.

Якобы раковые клетки — это клетки, у которых отключены эволюционно «новые» генетические программы и управление перешло к древним генам, возникшим миллиарды лет назад. То есть клетки регрессируют к состояниям эпохи одноклеточных. Очень сходно с идеей, что я приводил ранее, но механизмы у двух теорий разные.

По атавизму в 2021 вышли две статьи [раз и два], и самое примечательное в них то, что главный автор — известный (и очень плодовитый книгами) астрофизик Пол Дэвис (what?).

Про него можно рассказывать долго, например, он возглавлял рабочую группу SETI, но тут важно, что он вообще любитель всяческих идей не из мейнстрима, таких как гипотеза теневой биосферы и проч.

Он (внезапно) работает в Центре эволюции рака при Университете штата Аризона. Это часть программы Национального института рака NIH, цель которой вовлечь физиков в исследования онкологии. Всего создано 12 таких центров, и вот аризонский предлагает смотреть на рак как на эволюционный атавизм.

#cancer

На видео один из авторов объясняет на пальцах суть теории. Еще почитать из свежего:

Atavistic cancer model: A new theory of cancer? (попроще и кратко)

Comparison of the Atavistic Model of Cancer to Somatic Mutation Theory (посложнее, глава из сборника The Physics of Cancer)

#cancer