Нейроморфные обонятельные чипы: к универсальному распознаванию запахов
Нейроморфные обонятельные чипы, вдохновленные биологической системой обоняния, интегрируют микро- и наноэлектронику с искусственным интеллектом для высокочувствительного и энергоэффективного распознавания запахов. Используя мемристоры и спайковые нейронные сети, они обеспечивают обработку запахов в реальном времени, имитируя нейронные пути. Интеграция сенсоров, памяти и вычислений снижает энергопотребление, а комбинаторное кодирование и нейронное представление повышают адаптивность. Чипы находят применение в мониторинге окружающей среды, медицинской диагностике, контроле качества продуктов и робототехнике. Проблемы включают стабильность материалов, масштабируемость, алгоритмическую устойчивость и кросс-модальную интеграцию. Перспективы развития охватывают биогибридные материалы, гетерогенные архитектуры чипов и алгоритмы, вдохновленные мозгом, для достижения универсального обоняния. Чипы обещают революцию в машинной обработке запахов, открывая новые горизонты в имитации человеческого обоняния.

https://www.nature.com/articles/s44287-025-00214-1

Поскольку вспомнили о грандиозной статье про мнимую когерентность, то стоит вспомнить и пассаж из вращательной статьи Черчленда:

“In sum, rotations in state space require more than multiphasic responses: they require a pair of multiphasic patterns with phases consistently ~90° apart. The neural population contains that complementary pair; the simulated and muscle populations do not.”

90 градусов явно не дают покоя видным реформаторам от науки. Но это, в принципе, понятно: человек, понимающий в градусах (и даже в радианах) — это существо, сделавшее решительный шаг к интеллектуальному совершенству. Назад дороги нет.

https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3393826/

Он решил присесть отдохнуть

Новое поколение выбирает…

Наверняка что-то такое не то. Ну и ладно.

По-моему, получилось самое яркое выступление на этой конференции

С руководителями прекрасно организованной конференции

https://t.iss.one/bci_ru/5418

Миллер доложил какую-то муть про аналоговые волны. Ранее он что-то публиковал про роль электрических полей в мозгах. Хорошо, что не магнитных.

Но он согласился цитировать наши гениальные статьи по бегущим волнам. Это компенсирует мелкие недочеты в его работе.

Пытаюсь вспомнить, какое было отношение к Павлову в советские времена. Ведь всякие там «сигнальные системы» были в школьной программе. Ну, может, не так как к Лысенко к нему относились, но более-менее все считали, что это мура.

Помню, как я удивился, встретив в литературе термин “Pavlovian reflex”, поскольку по умолчанию считал, что советская идеология никого в мире не должна интересовать.

https://www.trv-science.ru/2021/02/prichiny-provedeniya-pavlovskoj-sessii/

Здесь следует учитывать, что Эрл Миллер не оканчивал физтех, или физфак, как мы. Он учился в каком-то пивном колледже и получил там степень Master of Art. Следовательно, он имеет весьма слабое понимание таких понятий, как "волна", "фаза", "аналоговый компьютер", "цифровой компьютер", причинно-следственные отношения и т.п. Тем не менее его наивное восприятие действительности небезынтересно.

Профессор MIT Эрл Миллер на конференции Society for Neuroscience представил теорию, согласно которой мышление и сознание возникают благодаря аналоговым вычислениям, которые выполняют мозговые волны

Согласно его теории, мозг работает не как цифровой компьютер, а использует непрерывные волны, которые, сталкиваясь, могут плавно представлять любую информацию в зависимости от их амплитуды и фазы. Мозговые волны динамически организуют работу коры головного мозга, создавая гибкие нейросети, что позволяет миллионам нейронов координироваться для выполнения сложных задач. Разные типы волн выполняют разные функции: медленные бета-ритмы кодируют внутренние цели, а быстрые гамма-ритмы обрабатывают сенсорную информацию, причем бета-ритмы могут контролировать гамма-активность для волевого управления мыслями. Миллер предполагает, что сознание — это результат того, что аналоговые вычисления создают достаточно крупные волновые паттерны, чтобы объединить кору мозга в единое целое. Исследования под анестезией, которая отключает сознание, подтверждают эту идею, показывая нарушение слаженной работы мозговых волн в бессознательном состоянии. Таким образом, сознание и когнитивные функции рассматриваются как продукт организованного взаимодействия мозговых волн, которые управляют потоками информации в коре.

https://picower.mit.edu/news/brain-waves-analog-organization-cortex-enables-cognition-and-consciousness-mit-professor?fbclid=IwY2xjawOIC0xleHRuA2FlbQIxMQBicmlkETFtRTFCbkNCSjJyV2Z1NHBKc3J0YwZhcHBfaWQQMjIyMDM5MTc4ODIwMDg5MghjYWxsc2l0ZQIzMAABHoTknyXOpiIrCfvQXQEui5cRYaH3wwWCt3Zzqmrh2JBvCcOsFH0P881cSyWV_aem_1P42E87E3-KutT-aST-obA

"Аналоговые волны" Миллера произвели фурор

https://www.gazeta.ru/science/news/2025/11/17/27200720.shtml

«Кремлевская таблетка» — не такая уж и плохая идея

https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.adu4615

Miller’s lab has also shown that electric fields representing whole ensembles of neurons also represent information more reliably than individual neurons do. Electric fields can directly unify neurons into information-representing ensembles via ephaptic coupling, he said, and there is even evidence that electric fields can modify physical properties of cells via “cytoelectric coupling.”

Ну, то, что локальные потенциалы лучше «представляют информацию», чем спайковая активность отдельных нейронов, — это хрень на постном масле. Но нужно будет внимательнее глянуть конкретные публикации.

И, кстати, все эти осцилляции сильно зависят от активности интернейронов (10% клеток коры), которые связаны друг с другом электрическими синапсами.

Пассажи про то, что электрические поля играют роль передатчика не при эпилепсии тоже весьма сомнительны. И нейрон, скорее всего, относительно мало чувствителен к внешним электрическим полям. (Иначе мы бы реагировали на все электрические приборы.) Передача в нейронах, в основном, химическая. Другое дело — аксоны. Но и для них это плохая идея. Зачем аксонам в нерве взаимодействовать друг с другом и окружающим серым веществом?

В общем, какая-то муть. Но нужно прочитать конкретные статьи.

https://t.iss.one/augmented_brain/12499

“Consciousness may be a natural outcome of analog computation,” Miller says. “Consciousness is good for flexibility and planning and the kind of big picture stuff that needs a unified representation. When the analog computations create wave patterns that are large enough to unify cortex, you get consciousness.”

Ну, это какой-то странный набор слов, причем без ссылок на предыдущих авторов, которые вещали абсолютно то же самое.

Ладно, будем разбираться…

https://t.iss.one/augmented_brain/12499

Поучительная статья 2023 года:

Статья Евы Дайер и Конрада Кординга объясняет, почему самый простой и интуитивно понятный метод анализа данных — метод главных компонент (PCA) — часто вводит в заблуждение нейробиологов

PCA ищет направления максимальной дисперсии и всегда выдаёт «красивые» ортогональные компоненты, но эти компоненты могут быть артефактами: они появляются из-за гладкости сигналов во времени и пространстве, а не из-за реальных биологических механизмов. Один и тот же набор главных компонент может возникать в совершенно разных по природе данных, а настоящая структура данных при этом остаётся скрытой.

Авторы показывают, что даже казалось бы очевидная «простота» может быть галлюцинацией алгоритма. Более сложные и выразительные модели (независимый компонентный анализ, неотрицательное матричное разложение, контрастивное обучение, динамические латентные модели и большие фундаментальные модели) часто лучше соответствуют реальной генеративной структуре нейронных данных и дают более осмысленные представления, хотя и теряют в простоте интерпретации.
В итоге в сложных реальных поведенческих данных простого и одновременно верного объяснения, скорее всего, не существует. Чем точнее модель описывает сложность мозга и поведения, тем дальше она уходит от человеческой интуиции.

Главный вывод: слепая вера в «самое простое объяснение» опасна, а поиск баланса между точностью и интерпретируемостью остаётся одной из главных проблем современной нейронауки.

https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2319169120

Стимуляция мозга помогает восстановить зрение после инсульта

Каждый год тысячи людей, переживших инсульт, сталкиваются с гемианопией — потерей половины зрительного поля. Это сильно мешает в повседневной жизни: трудно читать, водить машину или просто ходить по улице. Обычные методы лечения учат адаптироваться к потере, а не возвращать зрение, и даже интенсивные тренировки дают лишь умеренный эффект через месяцы.
Проблема в том, что инсульт нарушает связь между областями мозга, отвечающими за зрение, — первичной зрительной корой и медиотемпоральной зоной, которая реагирует на движение. Эти области общаются через электрические ритмы, или осцилляции, и инсульт их нарушает.

Ученые из EPFL под руководством Фридхельма Хуммеля протестировали новый подход: комбинацию визуальных тренировок с неинвазивной стимуляцией мозга, чтобы восстановить эту синхронизацию.
В двойном слепом плацебо-контролируемом испытании на 16 пациентах использовали cf-tACS — трансчерепную стимуляцию переменным током разной частоты. Низкочастотные альфа-волны шли в первичную кору, высокочастотные гамма-волны — в зону движения, имитируя естественный поток информации. Пациенты тренировались на задаче по обнаружению движения на краю слепой зоны.

Те, кто получал правильную стимуляцию, лучше воспринимали движение, поле зрения расширилось, а некоторые отметили реальные улучшения — например, один смог видеть правую руку жены, когда она вела машину. ЭЭГ и МРТ подтвердили: связь между областями восстановилась, активность выросла. Лучше всего сработало у тех, у кого пути в мозге сохранились частично. Если подтвердят в больших исследованиях, это станет быстрым и доступным способом помочь жертвам инсульта.

https://academic.oup.com/brain/advance-article/doi/10.1093/brain/awaf252/8322719