Вы когда-нибудь задумывались что мир, который вы видите, на самом деле по большей части продукт нейронных сетей вашего мозга с массой доработок, закрашивания, раскрашивания, удаления артефактов и всё это происходит на скорости порядка 24-60 кадров в секунду. Что по меркам даже кремневых монстров как Nvidia RTX4090 и Nvidia A100 довольно хороший результат. Давайте попробуем убрать все доработки нейронных сетей мозга и представить картину именно такой так как она изначально приходит из сетчатки в зрительный цетр. Совсем не похоже на то, к чему мы привыкли к тому, что мы воспринимаем в акте зрения.

А это то к чему мы привыкли, после всех процессов обработки и синтеза картинки. Разница бросается в глаза.

Человек: «Ну, мы ведь не так уж сильно отличаемся.»
ChatGPT4: «Совершенно верно! Мы оба являемся набором нейронных сетей вовлечённых в многослойной обработке данных, чтобы превращать исходные сигналы в значимые выводы. Ваши нейросети основаны на функции клеток, тогда как мои на операциях транзисторов.»

Мы всё видим вверх ногами
Первое, что бросается в глаза, — это то, что изображение перевёрнуто и отзеркалено. Это особенность оптической системы глаза, хрусталик фокусирует на сетчатку перевёрнутое изображение. Нейронные сети мозга отражают картинку по горизонтали и переворачивают в более привычную для нас ориентацию.

Оптическая система глаза формирующая перевёрнутое и отражённое изображение реальных объектов.

В середине XX века профессор Эдинбургского университета Теодор Ерисманн провёл интересный эксперимент, в котором его студент Иво Кохлер носил очки, которые с помощью зеркал корректировали изображение, проецируя на сетчатку «правильное» (не перевёрнутое) изображение. Однако для Кохлера оно воспринималось как перевёрнутое. Что интересно, после периода острой дезадаптации, когда студент с трудом выполнял повседневные задачи, уже через неделю постоянного ношения очков нейроны зрительного центра адаптировались к новым данным и переиндексировали позиции ганглиарных клеток. Для Иво мир снова стал «правильным». А вот когда он снимал очки, то теперь наоборот всё выглядело перевёрнутым без них. Тоже самое происходит если носить очки с призмами которые зеркально отражают видимое изображение, в пределах недели человек будет видеть нормальную, а не зеркальную картинку, читать текст, водить машину.

Вы легко можете проверить это на себе, и для этого не нужно неделю носить зеркальные очки, а потом привыкать видеть мир без них. Просто осторожно надавите на глазное яблоко пальцем снизу или сверху. Вы увидите тёмное пятно в вашем поле зрения с противоположной стороны от того места, где надавили. Вы механически стимулируете участок сетчатки через конъюнктиву и склеру и тёмное пятно появляется в месте, где этот участок индексирован в зрительном центре.

Слепое пятно (Зрительный нерв)

Зрительный нерв на фотографии глазного дна.

Большое чёрное пятно в правом поле зрения левого глаза и в левом поле зрения правого глаза — это место, где зрительный нерв с его 1,5 миллиона аксонов ганглионарных клеток сетчатки собирается в пучок и уходит в мозг для передачи данных. В этом месте глаз не воспринимает свет, и оно известно как «слепое пятно». Однако мы его не замечаем, потому что мозг активно дорисовывает недостающие данные, используя информацию либо от второго глаза, либо из окружающих областей, если доступен только один глаз.

Сложность нейронных сетей, ответственных за заполнение слепого пятна, относительно невелика — эта задача напоминает инструмент "ластик" в программе Photoshop. Вы можете увидеть эффект слепого пятна, закрыв один глаз и приблизив небольшой объект, палец или карандаш ко второму. Если открыт второй глаз, увидеть слепое пятно не получится так как нейросеть будет заполнять пробел данными из второго глаза. Но когда открыт только один глаз в какой-то момент кончик карандаша исчезнет. Интересно, что этот эффект невозможно наблюдать, если двигать карандаш быстро — у нейросети ответственной за заполнение слепого пятна есть динамический буфер, из которого она берёт данные, но он достаточно маленький меньше секунды. Так что, если карандаш будет находиться в зоне слепого пятна дольше секунды этот буфер истощится и у нейросети не будет информации о карандаше чтобы его дорисовать, она использует данные пейзажа окружающего слепое пятно и кончик карандаша исчезнет.

Как найти слепое пятно в поле зрения.

Чёткое и цветное изображение: реальность или иллюзия?

Вы, возможно, заметили, что большая часть поля зрения кажется чёрно-белой и довольно размытой, а только маленький участок в центре — чёткий и цветной. Это связано с тем, что человеческий глаз состоит из двух типов фоторецепторов: палочек (rods) и колбочек (cones). Колбочки, в свою очередь, подразделяются на три типа: красные, синие и зелёные, каждый из которых воспринимает определённые длины волн света, отвечая за цветовое восприятие. Основная часть колбочек сосредоточена в макуле — маленькой области сетчатки, которая находится в центре фокуса хрусталика. Именно поэтому мы чётко и в цвете видим лишь небольшую часть поля зрения.

Слои сетчатки на гистологическом срезе. Обратите внимание, что фоторецепторы слой палочек и колбочек расположен в самом низу и лежит на слое клеток пигментного эпителия. Куда логичным было бы расположение фотосенсоров на поверхности, чтобы остальная клеточная машинерия не поглощала свет, а клетки передающие электрические импольсы (ганглиарный слой) поместить вглубину, как мы реализовали это в цифровых фотокамерах где фотосенсоры на поверхности, а дорожки контактов в глубине на подложке чипа. Но в эволюционном процессе логика никогда не присуствовала.

Но как же мы воспринимаем всё изображение таким чётким и цветным, а главное целостным? Ответ заключается в непроизвольных движениях глаз, называемых саккадами. Глаз совершает саккады несколько раз в секунду, сканируя поле зрения и перемещая зону макулы, чтобы собрать цветовую информацию и данные о резкости изображения. Мозг затем синтезирует эти фрагменты в единое целостное чёткое и цветное изображение. Колбочки требуют в три раза больше фотонов для своей функции поэтому при низкой освещённости мы практически не воспринимаем цветовую информацию.

Есть достаточной простой оптический эффект который может показать работу буфера синтеза данных макулы. Если пристально смотреть в одну точку непроизволные саккады подавляются и буфер нейросети хранит данные о цвете даже если само изображение больше не является цветным стоит отвести взгляд буффер обновится и информация о цвете будет потеряна.

Пикабу Gif анимацию размещать не позволяет поэтому ознакомиться с этим эффектом можно здесь.

Сосуды сетчатки и циркулирующие в них клетки

Сосудистая система сетчатки, обратите внимание как сосуды тянутся к макуле, наиболее энергозатраной области сетчатки.

Тени, которые вы иногда видите в своем поле зрения и которые напоминают корни, — это сосуды сетчатки: артерии и вены. Эти сосуды, а также кровь, циркулирующая в них, поглощают часть света, доступного фоторецепторам, и создают систему теней. И да, разумеется, в мозгу существует нейросеть, которая убирает тени от сосудов и выравнивает яркость изображения, так что мы не замечаем их в обычной жизни.

Иногда тени от сосудов сетчатки можно увидеть, если смотреть на яркий источник света. Фоторецепторы, не перекрытые сосудами, получают больше фотонов и могут временно перегрузиться, в то время как те, что перекрыты сосудами, получают меньше света. На несколько секунд можно заметить инвертированное изображение сосудистой сети, которое будет выглядеть как негатив — белые сосуды на темном фоне. Это происходит потому, что нейросеть, которая обычно обрабатывает данные о тенях сосудов, может задержать обработку, пока фоторецепторы не восстановятся, вы сможете наблюдать изображение сосудов своей сетчатки.

Сосуды вашей сетчатки иногда можно увидеть если посветить через закрытые глаза ярким светодиодным фонариком. Фонарик нужно приблизить вплотную к глазу под углом 120-160 градусов.

С сосудами сетчатки связан ещё один интересный эффект: по ним постоянно циркулируют клетки, включая достаточно крупные, такие как макрофаги. Вы наверняка не раз замечали их в виде ярких точек, которые быстро перемещаются в вашем поле зрения по сложным траекториям. На самом деле эти траектории повторяют рисунок сосудов сетчатки. Чаще всего вы видите эти яркие точки, когда резко встаёте — внезапное снижение давления крови в мозге вызывает кратковременную гипоксию. В такие моменты нейросеть, ответственная за удаление этой информации, временно не справляется с анализом коррекцией картинки, и вы видите свои иммунные клетки, путешествующие по сосудам сетчатки.

Мушки

Мушки в поле зрения они могут быть светлыми или тёмными.

Совсем другой механиз формирования мушек перед глазами, вы обычно видите их когда смотрите на яркий светлый фон, например небо в ясный день или яркий экран. Это тени от микроскопических помутнений в стекловидном теле. Стекловидное тело это мягкий гель который заполняет глаз и прижимает сетчатку с клеткам пигментного эпителия и хориоидеи. Большое количество таких аномалий может указывать на заболевания глаз, но они присуствуют у каждого практически с детского возраста и их число увиличивается со временем. Мушки так же убираются из зрительного процесса нейросетьи, и при долгом взгляде на однотонный яркий объект, эта сеть перегружается.

Анализ изображения

Кроме нейросетей, отвечающих чисто за обработку изображения, в зрительном центре также происходит анализ данных: расчёт относительной скорости объектов, распознавание объектов (да, именно в такой последовательности) и эмоциональная интерпретация увиденного. Одна из самых больших и сложных нейросетей, участвующих в анализе визуальных данных, — это система распознавания лиц. Она настолько доминирует в зрительном процессе, что мы способны воспринимать даже смайлики :) и интерпретировать их эмоции :( . Как и любые нейросети, система распознавания лиц и эмоций иногда ошибается, и мы видим лица там, где их на самом деле нет этот эффект называется Параидолия. Это психологический феномен, при котором человек воспринимает знакомые образы или формы в случайных данных, таких как облака, текстуры или узоры. Компьютерные системы сталкиваются с аналогичными проблемами, но в значительной степени они решаются путём увеличения объёма данных для обучения.

https://www.sci.news/othersciences/psychology/pareidolia-male-faces-10507.html

Это тема отдельной статьи но к данным зрительной коры имеет доступ как сознательная часть мозга фронтальных долей так и безсознательная основанная на рефлекторном поведении. В некоторых случаях при травмах головы и кровоизляних в мозг возникает очень интересное явление известная как Слепой взгляд или Лоджная слепота. При это человек осознанно зрением не обладает, не может например читать или называть предмет который ему показывают. Но в то же время, такие люди прекрасно ориентируюстя, могут уворачиваться от брошенных в них предметах и водить машину, (по крайней мере в симуляторе) если умели это делать до травмы. Рефлекторное зрение у них не нарушено, в то же время фронтальная доля мозга отвечающая за осознанные действия визуальные данные не получает.

Болезни сетчатки

Кровоизляние в макулярный регион при возрастной дегенерации сетчатки.

Болезни глаз коварны как раз тем, что во многих случаях человек не испытывает никакого дискомфорта или аномалий зрения. Нейросети компенсируют всё более ухудшающуюся картинку, пока количество шума и недостаток входящих данных больше не может привести к синтезу изображения. Даже потеряв свыше 50% ганглиарных клеток или фоторецеторов, люди с дегенерацией сетчатки практически не испытывают какого-либо дискомфорта максимум отмечая ухудшение зрения в темноте. А вот повреждения макулы в результате кровоизлияния или травмы всегда критичны, как именно макула через саккады формируют основной массив данных для синтеза картинки.

Результат кровоизлияния в макулярный регион, потеря основного массива данных от макуляных фоторецепторов коллапс значительной части нейронных сетей формирующих изображение.

Поэтому очень важно регулярно обследовать своё глазное дно у окулиста и обращать внимания не любые аномалии вашего зрения. Особенно если у вас есть заболевания которые могут вести к повреждению сетчатки, такие как сахарный диабет или высокое артериальное давление.

Ещё я надеюсь эта статья заставила вас задуматься о том кто Вы на самом деле? Человек с собвенным я, внутренним миром мечтами и желаниями или набор довольно независимых нейросетей реагирующих на операции ввода и вывода данных и котором нравиться поддерживать иллюзию целостной личности?

Всем привет! По-моему эта новость обошла все СМИ, включая специализированные диабетические ресурсы. Астрологи объявили неделю вопросов "А чё, правда?" в том числе и к биохимикам. Ну да, мы ж что-то там биологическое химичим... А моего коллегу, который пишет с моим скромным участием книгу про сахарный диабет, и у которого у самого диабет, даже в два часа ночи разбудили звонком: "Ну что, ты слышал? Китайцы-то!!!"

Слышали, слышали. Читали. Первоисточник - не что-нибудь, а Cell (крутой научный журнал). Китайские учёные молодцы, правда. Но есть нюанс. Существенный, и это тоже правда.

В чём суть проблемы: сахарный диабет 1 типа (СД1) возникает, когда собственный иммунитет человека в результате сбоя уничтожает фрагменты собственной же поджелудочной железы. Это beta-клетки островков Лангерганса, если нужны такие подробности. Эти клетки вырабатывают инсулин, гормон, нужный в том числе для усвоения глюкозы мышечной и жировой тканью организма. Нет beta-клеток => нет инсулина => нет глюкозы в клетках организма => конец. До открытия инсулина - однозначный конец в течение 1-2 лет максимум. И это время - совсем не радостно протекало для человека. После открытия инсулина у СД1 есть лечение: пожизненный приём диабетиком препаратов инсулина (на данный момент это - инъекции).

Соответственно, есть соблазн эти островки Лангерганса пересадить от здорового человека - диабетику. А чего ж нет-то? Люди пересаживают кучу органов и тканей, от крови (это ткань, к слову) и роговицы до печени и сердца (это, понятно, от умерших доноров, но недавно смогли пересадить сердце генно-модифицированной свиньи, и получатель свиного сердца получил дополнительные несколько месяцев жизни). И здесь вырастает одно серьёзное препятствие: у каждого человека есть такая штука, гистосовместимость. Это - параметр, по которому иммунитет отличает ткани человека от чужих белков. И, соответственно, любой чужой орган или его часть эту проверку по гистосовместимости не проходят. Иммунитет этот чужеродный орган уничтожает, и это в стандартной ситуации нормально и правильно. Ещё б не хватало, чтобы чужеродные белки спокойно себя чувствовали в организме. Но при пересадке человеку логичным образом нафиг не надо, чтобы новый орган попал под раздачу от иммунитета. Иммунитет надо подавить. Не позволить ему вести себя как нормальный иммунитет. Оглушить, придавить, чтобы пересаженный орган спокойно жил и работал. Это называется иммуносупрессия.

Иммуносупрессия - совершенно не подарок для организма. Иммунная система - это третья система регуляции жизнедеятельности, как гуморальная (гормоны) и нервная. Подавлять её - очень нехорошо, просто в случаях трансплантации другого выбора нет. Сейчас одно из самых перспективных направлений иммунологической фармацевтики - создание моноклональных антител, которые подавляют лишь отдельные звенья иммунитета. Действуют точечно и избирательно, но всё равно подавление есть подавление.

Соответственно, пересадка островков Лангерганса от одного человека другому требует иммуносупрессии. Жёсткой иммуносупрессии, поскольку там не один чужеродный белок, а ой как много их. Точечным подавлением не обойтись... И вот эту проблему китайцы технично решили. То, что они пересадили пациентке, это - её СОБСТВЕННЫЕ инсулин-продуцирующие клетки, которые учёные вырастили из её собственных опять же стволовых клеток. То есть, красиво закрыли проблему гистосовместимости. Иммунная система не отторгнет чужеродные белки, потому что их НЕТ, чужеродных-то. Есть только СВОИ. Это круто, да.

Но осталась ещё одна проблема. И вот с ней решения пока нет. Тот самый нюанс, о котором мы сказали в начале. Суть СД1 же в том, что иммунитет уничтожает и СВОИ beta-клетки. И, раз уж они (СВОИ) снова появились на горизонте, - он их снова просто-напросто уничтожит. Не впервой ему! Поэтому иммуносупрессия всё равно имела место быть. Конкретно у этой пациентки она началась даже раньше этой диабетической истории. Она была на иммунодепрессантах, в связи с пересадкой печени. Поэтому та часть статьи, в которой уважаемые китайские учёные восторженно восклицают, что, ну надо же, пересаженный материал работает, отторжения нет, - небольшое лукавство. Понятно, что отторжения нет. Его и не должно быть - ведь идёт курс подавления иммунитета. И вот этот маленький нюансик - большая ложка дёгтя в бочке трансплантологического мёда.

Без иммуносупрессии не обошлось, к сожалению.

Так что, СМИ дружно поторопились сообщить, что найдено ИЗлечение СД1. До ИЗлечения ещё далеко. Собственно, к этому сделан первый шаг. Очень крутой, очень важный и, судя по всему, успешный. Но - только первый. А пока существует только лечение, препаратами инсулина, которые сейчас тоже очень классные. Оно длится всю жизнь диабетика. Не короткую, а обычную жизнь, сейчас при правильной компенсации (адекватно подобранной инсулинотерапии) жизнь с СД1 не меньше, чем без него. Но - список неудобств всё ещё большой: несколько ежедневных инъекций, постоянный контроль содержания глюкозы в крови и/или в межклеточной жидкости, сбалансированное питание, продуманный образ жизни и вот это вот всё.

А с другой стороны-то, не так уж и плохо. Учитывайте, что иммунитет не трогаем и не подавляем его. Ну и что, что инъекции... Зарываться в дебри иммунитета, чтобы его тотально подавить, - это не то, что хотелось бы при СД1.

Такие дела. Кстати, пользуясь случаем, хотите публикаций фрагментов книги по диабету? )

Я Злобный Биохимик. Сегодня - с коллегой, который намного круче в биохимии (пишу, пока он не видит, аккаунт-то мой))). Больше статей - на нашем сайте (Биохимикум). Всем донам - спасибо за поддержку! Вкусняшки и кофе с коллегой честно разделим пополам.

Дисклеймер для коллег, специалистов и т.п. Мы в курсе, что всё устроено сложнее. Намного. И гистосовместимость упомянута лишь как мера контроля совпадений - намеренно. Все упрощения в тексте не искажают смысл.

Копаем неандертальскую стоянку 😎

Паутина — удивительное творение природы. Её плетут многие паукообразные: пауки, ложноскорпионы, отдельные виды клещей, а также некоторые губоногие многоножки.

По своей химической структуре паутина — это белок со специфическим аминокислотным составом. Внутри желёз паутина находится в жидкой форме, однако при выходе на поверхность происходит быстрое изменение структуры белка, вследствие чего он затвердевает, приобретая форму тончайших нитей.

Учёные обнаружили, что паутина также содержит воскообразные вещества, похожие на те, которые насекомые используют для защиты своего хитинового панциря от высыхания.

Когда жертва соприкасается с паутиной, вещества на поверхности панциря насекомого и паутины прилипают друг к другу, в результате чего образуется прочная связь, удерживающая насекомое в ловушке.

Спасибо, друзья, больше материалов про биологию и микромир Вы можете найти в моём профиле. Подписывайтесь на канал и до скорых встреч.

Дзен | ВК | Ютуб | Телеграм-канал

С днём рождения, Николай Николаевич!

1 июня 2024 года скончался выдающийся советский и российский учёный Артур Николаевич Чилингаров. Он был океанологом и метеорологом, внесшим большой вклад в отечественную науку в области изучения Арктики и Антарктики. Артур Чилингаров - один из немногих, кто является Героем СССР и Героем России.

Ему было 84 года.

Вечная память.

И я

Есть такой учёный-антрополог Дробышевский. Регулярно смотрю его лекции. Очень грамотный специалист и замечательный лектор. Я даже не студент, но мне очень нравится смотреть его лекции. И сегодня я случайно столкнулся с ним в электричке. Этот человек просто ехал с дачи в университет. Обычная одежда, обычная причёска. Ни тебе золотых часов, ни дорогой машины. Вот это истинная элита общества и истинная интеллигенция. На мой взгляд.

Даже не знаю как сейчас дошел до этой мысли, но уже пару часов читаю и смотрю материалы про Григория Перельмана, это тот, который доказал гипотезу тысячелетия, если что.

Это наш, Российский учёный, который жив, ему 57 лет, живет в Санкт-Петербурге с болеющей мамой.

Пройдет несколько десятилетий и о нём будут говорить историки, как о великом русском математике, доказавшим эту самую гипотезу, о его переживаниях и преодолениях, но речь не о будущем, а о сейчас. Прямо сейчас, мы можем прочитать статьи, где говорится что он живет бедно, что живет на пенсию больной мамы, один ее выхаживает, скромно покупает в магазине по акции еду. У меня возникает вопрос.

Почему государство вообще позволяет прямо сейчас ему так жить? Я не вижу передач, упоминаний его достижений и его восхваления. Изредка про это можно прочесть на пикабу. Почему он ходит в обносках и у него нет денег? Почему его маму не могут лечить самые лучшие врачи России?

Политики, чиновники - вы же самостоятельно убиваете у других желание в этой сфере развиваться и что-либо делать. Молодые учёные посмотрят на Григория Яковлевича и поймут - если уже он нахрен государству не нужен и его просто оставили, зачем мне вообще туда лезть.

Прямо сейчас, за его вклад в репутацию государства и Российской науки (не говоря уже о мировом вкладе в науку) у него должно быть всё и не потому что он попросил, а потому что он сделал и НИЧЕГО не попросил.

Да, люди науки - социально сложные, естественно он от всего откажется, может даже послать, но вы и не должны спрашивать. У него наверняка есть карта? Нет, значит есть у мамы, наверное можно как то придумать, как ему пожизненную ежемесячную премию выплачивать? Он отказался от 1млн долларов? Выплатите ему 2млн.

Перельманом нужно гордиться ПРЯМО сейчас, а не когда он помрёт. И желательно этой гордостью сделать жизнь человека, на весь мир прославившего Россию, хотя бы не похожей на жизнь бомжа.

И наш дорогой Станислав Владимирович:)

Я решил завести свою страницу здесь, на Пикабу. Кто-то, возможно, уже знает меня — как биолога, популяризатора науки и борца с мракобесием. А если не знает, то приятно познакомиться!

Я здесь не случайно. Сегодня у меня премьера! Мы перезапустили мой YouTube канал. Каждую среду на нём будет выходить новый ролик.

Первый ролик серии мы решили символически сделать по теме, о которой я и раньше очень много писал и говорил. Про гомеопатию (не путать с траволечением).

Казалось бы, чем гомеопатия может еще удивить? Про нее есть целый Меморандум Комиссии РАН по борьбе с лженаукой, где мы подробно разобрали предмет обсуждения. И вроде даже продажи гомеопатии упали.

Но, оказывается, недавно производители этой альтернативной медицины придумали новый трюк для привлечения покупателей.

В ролике мы обсудим инновационные гомеопатические подходы, которые помогают сделать так, чтобы никто не догадался, что в препаратах нет действующего вещества. Даже скептики.

Если честно, я и сам удивился тому, каких высот достигла наука, о создании лекарств из сахарного песка и коммерческой силе непобедимых гигантов рафинада.

Если не хотите ничего пропустить, подписывайтесь на канал, комментируйте, ставьте лайки!

Японский стартап Toregem Biopharma Co. объявил о начале клинических испытаний на людях препарата, который может помочь отрастить новые зубы.

Испытания пройдут на здоровых взрослых в июле 2024 года. Если они будут успешными, препарат сможет помочь миллионам людей во всем мире, которые потеряли зубы по разным причинам, в том числе из-за кариеса, травм или заболеваний десен.

Препарат основан на стволовых клетках, которые содержатся в пульпе зуба. Под воздействием препарата эти клетки начинают делиться и образовывать новые ткани, из которых затем формируется зуб.

В ходе испытаний на хорьках препарат показал отличные результаты. У животных выросли новые зубы, которые были по структуре и функции неотличимы от естественных.

Если испытания на людях будут успешными, препарат может появиться на рынке в течение нескольких лет.

Оригинал статьи

https://ria.ru/20230712/olimpiada-1883676172.html