Всё, что вы боялись спросить про биологию, генетику, биохимию, биофизику и др.

 
1 2 3 4 5 6 7 25
+
-
edit
 

AGRESSOR

литератор
★★★★★
А если экстраполировать... какие тера- или эксофлопы могут в будущем сэмулировать человеческий мозг? Ну, отфонарно, какие?
Трудно искать черную кошку в темной комнате, особенно если ее там нет. Это тем более глупо, если эта кошка умная, смелая и вежливая.(с) С.К.Шойгу.  

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
russo> По себе сужу - сейчас делаю курсовую. В принципе не так сложно - эмуляция одного аксона. Вроде делов-то - синусоидная стимуляция током + градиент калия снаружи клетки. Но блин сколько это работы будет... Как представлю как мой бедный 2.2ГГц атлон с гигом оперативной памяти будет это все со скрипом считать - аж жаль его становится :) Симуляция сотни микросекунд займет в мэтлабе пожалуй где-то пару минут реального времени (скорее всего даже больше). И это просто одиночный, бесконечный аксон в однородной среде :-F

Слушай, а выложи при случае исходную модель и что у тебя там из математики получится? Может, там вычислительные затыки из-за математических неоптимальностей?
 
RU Dem_anywhere #15.11.2007 02:29
+
-
edit
 

Dem_anywhere

аксакал

russo> По себе сужу - сейчас делаю курсовую. В принципе не так сложно - эмуляция одного аксона.
А оно надо - движения каждого атома эмулировать? а не просто "прошёл импульс/не прошёл"
 
+
-
edit
 
AGRESSOR> А если экстраполировать... какие тера- или эксофлопы могут в будущем сэмулировать человеческий мозг? Ну, отфонарно, какие?

Комп эмулировавший мышку называется BlueGene/L. 4096 процессоров, 256мб памяти каждый. Гугль говорит что "BlueGene/L—first on the Linpack TOP500 list of supercomputers with a sustained world-record speed of 280.6 teraFLOPS"

Это при том что для мышки смогли сделать модель с 8*106 нейронами, 6,300 синапсов на нейрон. В настоящей мыши - 8*106 нейронов, 8,000 синапсов. Структура мозга в модель пока не входит. Симуляция продолжалась десять секунд. У человека 50-100*109нейронов, 10,000 синапсов на нейрон. Так что фиг знает хватит ли даже эксофлопов :)

Fakir> Слушай, а выложи при случае исходную модель и что у тебя там из математики получится? Может, там вычислительные затыки из-за математических неоптимальностей?

Как доделаю - выложу мэтлэбовские файлы если кому интересно будет (впрочем подобные продукты в инете уже есть, мне важно именно свою модель сделать). Дело там не столько в математике (она не очень сложная на самом деле, просто системы дифферинциальных уравнений) сколько в количестве необходимых вычислений. Подробнее в ответе дему опишу

Dem_anywhere> А оно надо - движения каждого атома эмулировать? а не просто "прошёл импульс/не прошёл"

Хорошая догадка кстати :) Цель - всего проекта именно узнать пройдет ли импульс или нет при определенных условия

Атомами никто и не занимается. Грубо говоря немиелинированый аксон похож на электрический кабель - вещество с высокой проводимостью (аксоплазма) окутано веществом с высоким сопротивлением и способностью к конденсации (мембрана).

Этот аксон разбивается на цилиндры с длиной dx (скажем 100мкм, можно и больше). Для каждого цилиндра описывается сопротивление мембраны и аксоплазмы, разность потенциала мембраны, состояние ионных каналов (HH), внутренняя и наружная концентрация ионов, и так далее. Причем все эти переменые завязаны друг на друга.

Дальше выводим систему из равновесия током с электрода расположенного около тела аксона и считаем состояние каждого цилиндра для каждого временного шага (шаги - в районе .01мсек)

Поясняющая картинка. Моя модель будет весма схожа с моделью хлопцев написавших эту публикацию, но у меня будут дополнительные факторы - например учту постепенное увеличение в наружной концентрации калия при неоднократных импульсах. Конечный результат - выяснить как лучше блокировать аксоны (например могло бы пригодится для контроля хронической боли).

Получится ли как надо - хз. Надеюсь что да, у меня кое-какие любопытные идейки насчет улучшенной селективности для нейропротезов имеются
Прикреплённые файлы:
model.JPG (скачать) [15,97 кбайт, 9 загрузок] [attach=75812]
 
 
 
Это сообщение редактировалось 15.11.2007 в 03:32

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
Fakir>> Слушай, а выложи при случае исходную модель и что у тебя там из математики получится? Может, там вычислительные затыки из-за математических неоптимальностей?
russo> Как доделаю - выложу мэтлэбовские файлы если кому интересно будет

Не, мне матлабовские файлы нафиг не нужны - я с Матлабом дела отродясь не имел, и пока не собираюсь :)

Интересна может быть именно модель - модель, её матописание (уравнения), работа над этими уравнениями перед тем, как их засунуть в считалку.

russo> Дело там не столько в математике (она не очень сложная на самом деле, просто системы дифферинциальных уравнений) сколько в количестве необходимых вычислений.

Дык это распространённое дело - ежели понадеяться на русский авось на вычислительный брутфорс, а не подшлифовать сперва уравнения ручками - количество необх. вычислений и впрямь может возрасти в разы и на порядки :) И еще и точность пострадает.
 

MIKLE

старожил

Структура мозга в модель пока не входит

это как?
Модифицированым комплексам модифицированые танки. (С) VooDoo ХАЧУУУ МАТАЦИКЛ!!!!!!  
+
-
edit
 

AGRESSOR

литератор
★★★★★
Интересует механизм сращения нервов при различных операциях. Как это производится?

Интересует технология (предварительная) как сживлять человеческую нервную ткань с искусственными каналами, ведущими к электронике. Что является переходником от нервной ткани к обычным проводникам? Как быстро это делается, какие на пути возникают проблемы, как преодолеваются?

Имеется в виду, какие перспективы по части создания протезов с подключением каналов управления напрямую к нервам.
Трудно искать черную кошку в темной комнате, особенно если ее там нет. Это тем более глупо, если эта кошка умная, смелая и вежливая.(с) С.К.Шойгу.  
MD Wyvern-2 #16.11.2007 21:41  @AGRESSOR#16.11.2007 21:21
+
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★☆
AGRESSOR> Интересует механизм сращения нервов при различных операциях. Как это производится?

НИКАК. Нейроны не деляться, аксоны не сращиваются. Но могут вырастать новые аксоны - поэтому надо ждать пока они не прорастут на всю длинну перерезанного нерва (скорость роста нервного волокна ~1мм/сут) Кроме того, есть механизм замещающей адаптации - когда одни волокна начинают выполнять функции перерезанных (так работает методика Дикуля при травмах спинного мозга)
Поэтому "хирургическое сращение нервов" - это лишь более-менее точное сопоставление сухожильных каналов нервов

Ник
Жизнь коротка, путь искусства долог, удобный случай мимолетен, опыт обманчив.... Ἱπποκράτης  
+
-
edit
 

AGRESSOR

литератор
★★★★★
Механизм замещения - это автоматика организма или именно какое-то врачебное вмешательство?
Трудно искать черную кошку в темной комнате, особенно если ее там нет. Это тем более глупо, если эта кошка умная, смелая и вежливая.(с) С.К.Шойгу.  
MD Wyvern-2 #16.11.2007 23:58  @AGRESSOR#16.11.2007 21:50
+
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★☆
AGRESSOR> Механизм замещения - это автоматика организма или именно какое-то врачебное вмешательство?
Чисто природное. Врач просто должен совместить нервные пути - дать им дорогу. Счас мутят с стволовыми клетками (замещают нейроны спинного и головного мозга) но это пока вилами по воде в облацах..

Ник
Жизнь коротка, путь искусства долог, удобный случай мимолетен, опыт обманчив.... Ἱπποκράτης  

GOGI

координатор
★★★
А при раке, ну скажем, легкого, что именно является причиной болей?
1  

Wyvern-2

координатор
★★★☆
GOGI> А при раке, ну скажем, легкого, что именно является причиной болей?
Давление на и разрушение плевры и бронхов - они богато иннервированны

Ник
Жизнь коротка, путь искусства долог, удобный случай мимолетен, опыт обманчив.... Ἱπποκράτης  
MIKLE> Структура мозга в модель пока не входит
MIKLE> это как?

Насколько я понимаю у них все эти клетки просто случайно соединены между собой, никаких намеков на организацию - типа мозжечка, гиппокампуса, долей мозга и прочего у них нет.


AGRESSOR> Интересует технология (предварительная) как сживлять человеческую нервную ткань с искусственными каналами, ведущими к электронике.

Самый простой и практически единственный клинически используемый способ - металлические электроды. На границе интерфейса происходит обмен электронами между ионами и металом (red-ox реакции: оксидация и редукция (?)), плюс всегда имеется компонент коненсации.

Ещё есть эксперименты с стимуляцией магнитным полем - имхо бесперспективны, селективности не хватает да и энергию этот метод жрет как свинья помои.

AGRESSOR> Имеется в виду, какие перспективы по части создания протезов с подключением каналов управления напрямую к нервам.

Проблемы:

I) Разрушение электрода. Говорим о "рабочем" электрода, второй электрод где-то вдали.

A) Эрозия и коррозия электрода при необратимых redox реакциях. Увеличивает вероятность механической поломки электрода. Решение - ограничение плотности заряда путем использования как конденсационных граничных процессов, так и обратимых redox реакций. Например у платины максимально безопастная плотность заряда 360uC/cm2 - очень высокое значение. Также эрозию может вызвать биологическая несовместимость металла с биологической тканью - скажем pH не тот.

B) Механический стресс, наилучший пример - электроды в водителе ритма. Сердце сокращается примерно 60-100 раз в минуту сгибая при этом электрод; по идее тот должен быть функционален в течении жизни пациента. Недавно медтроник влетел именно по этой причине - пять пациентов умерли из-за механического разрушения электрода в водителе сердца (а в 2005 году на этой почве попал guidant).

II) Повреждение биологических тканей. До сих пор идут споры что именно его вызывает (естественно не считая ясных случаев вроде электрического ожога)

A) Необратимые redox процессы генерируют свободные радикалы которые в свю очередь разрушают мембраны клеток. Метод контроля - бифазовые импульсы, чтобы минимизировать время когда такие процессы идут (при монофазовом импульсе приходится использовать чуть ли не на порядок меньшую амплитуду тока)

B) Чрезмерная активация аксонов, вызывающая какие-то необратимые внутриклеточные процессы и чрезмерно меняющая концентрацию ионов снаружи клеток.

C) Опять же биологически несовместимый материал. Скажем серебро очень активно используют прои записях ин витро, но никогда ин виво - ибо ядовито.

III) Селективность.

Самая большая беда. В перефирии почти везде аксоны - внутри нерва. При том практически все клинически используемые электроды активируют весь нерв. То есть даже если вам надо активировать один аксон, вы заодно прихватите тысячи его собратьев. Также если вам надо активировать аксон А но не аксон Б - если они в одном нерве приходится ждать пока нерв достаточно разветвится. А это больше оборудования, дольше и дороже операция и все равно хорошая селективность останется невозможной. С записью в перефирии та же что и с активацией - малая селективность. Имеются кое-какие мульти-канальные электроды для нервов (FINE, SPINE и так далее), но насколько я знаю клинически их пока не используют.

В мозгу уже другая проблема - клеток до фига и они очень близко расположены друг от друга. Так что при записи на один электрод накладываются токи с сотен клеток. То же и с активацией, плюс труднее чем в перефирии определить что именно вам нужно активировать

IV) Технические дела - размер, батарейка, надежность.

Везде - прогресс. У первых коммерческих водителей ритма например после пары лет текла ртутная батарейка, электроды ломались только так, ну и так далее. Теперь батарейка живет и не ломается 10+ лет, также и с остальным.

Вот и пожалуй основные из тех что в голову пришло.


Перспективы. Сначала близкие:

Количество людей с разнообразными имплантами будет неуклонно увеличиватся. Довольно скоро FDA разрешит использовать стимуляцию мозга для лечения эпилепсии и возможно депрессии (сейчас её используют для лечения болезни паркинсона). Разнообразные бионические руки/ноги контролируемые либо вживленными "джойстиками" либо ЕМГ либо мозговой активностью (полудалекое будущее - прямой контроль мозгом безо всякого переучивания). Улучшенные слуховые импланты и глазные импланты. Плюс разные специфические фенечки - контроль хронической боли, лечение апнии во время сна и так далее.


Теперь далекие: конечно же любимый всеми фантастами мозго-машинный интерфейс (ММИ). Пусть будет три пунтка: 1) возможность подгрузить в мозг необходимые знания либо умения. 2) возможность сохранить свое сознание 3) полная интеграция мозга человека с компьютером

Мое имхо. Если не модифицировать человека до рождения, то возможен пункт один, частично - пункт два, очень и очень частично - пункт три (довольно много уже сделано; даже ваш покорный слуга с этим баловался - контроль мячика на экране через ЭЭГ).

Если же человека модифицировать, скажем химически повлиять на развивающуюся нервную систему чтобы она приросла к компьютерным электродам и научить пользоватся) - все три пункта достижимы. Будет ли это человеком - не знаю, но как минимум ИИ получится. Емнип в топике про нейропротезы мы много на тему ММИ нафлудили
 
Это сообщение редактировалось 17.11.2007 в 02:56

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
russo> B) Механический стресс, наилучший пример - электроды в водителе ритма. Сердце сокращается примерно 60-100 раз в минуту сгибая при этом электрод; по идее тот должен быть функционален в течении жизни пациента. Недавно медтроник влетел именно по этой причине - пять пациентов умерли из-за механического разрушения электрода в водителе сердца (а в 2005 году на этой почве попал guidant).

Хе, ну если электроды-проводки разрушаются вследствие усталостного износа при сгибаниях - почему бы не использовать цепочки?
И гарантированно никакого усталостного износа :)
 
+
-
edit
 

AGRESSOR

литератор
★★★★★
russo> Сердце сокращается примерно 60-100 раз в минуту...

Мне вот чо нравится в американской медицине (это скоро будет разновидностью американской физики), они лихо подгоняют ее "нормы" под свой народ. Скажем, еще совсем недавно в нормальной медицине нормой АД было не выше 130 мм. рт. ст. Теперь уже планка отодвинута до 140.

Пульс нормой считался от 60 до 80. Теперь, как видим, подняли планочку до 100.

Хорошим путем идет человечество. Гип-гип, ура! :)
Трудно искать черную кошку в темной комнате, особенно если ее там нет. Это тем более глупо, если эта кошка умная, смелая и вежливая.(с) С.К.Шойгу.  
CZ D.Vinitski #25.11.2007 03:04
+
-
edit
 

D.Vinitski

филин-стратег
★☆
В Чехии норма 140-80. Так в автомате принтер пишет. Ему видней.
Про пульс не читал. Но не только медицинские параметры меняются. Ширина автомобильных сидений тоже :) И вовсе не всегда это определяется ожирением. Люди действительно становятся выше и шире :) Особенно, если в детстве нормально питаются.
 
RU AGRESSOR #25.11.2007 03:18  @D.Vinitski#25.11.2007 03:04
+
-
edit
 

AGRESSOR

литератор
★★★★★
D.Vinitski> В Чехии норма 140-80.

Печально сие. Нормальное 120/80. С точки зрения неразвития всякой фигни вроде гипертензии - вообще 115/75.

D.Vinitski> Так в автомате принтер пишет. Ему видней.

Это еще печальнее. Надо знать, а не верить автоматам.

D.Vinitski> Про пульс не читал. Но не только медицинские параметры меняются. Ширина автомобильных сидений тоже :) И вовсе не всегда это определяется ожирением. Люди действительно становятся выше и шире :) Особенно, если в детстве нормально питаются.

Это именно ожирение шагает по планете. Рост "нормальных" показаний АД и пульса - это следствие. Выше нормы пульс - сердце быстрее изнашивается. Выше нормы АД - сосудистая система.
Трудно искать черную кошку в темной комнате, особенно если ее там нет. Это тем более глупо, если эта кошка умная, смелая и вежливая.(с) С.К.Шойгу.  
CZ D.Vinitski #25.11.2007 03:37
+
-
edit
 

D.Vinitski

филин-стратег
★☆
не вижу ничего печального в том что своё давление первый раз в жизни после военкомата измерял в 43 года. Кому же мне верить, как не весам с ростомером и измерением пульса и давления? :) Врачам? так я у них последний раз в СССР ещё был.
 
Fakir> Хе, ну если электроды-проводки разрушаются вследствие усталостного износа при сгибаниях - почему бы не использовать цепочки?
Fakir> И гарантированно никакого усталостного износа :)

В смысле - простая цепочка со звеньями прикрепленная к источнику тока? Не пройдет по многим причинам:

1) Сейчас большинство электродов к сердцу доставляются через кровеносные сосуды, чтобы не приходилось вскрывать грудную клетку. С цепочкой доставка станет нетривиальной. Add: подумав, можно прикрепить цепочку к полимерному пруту с биодеградируемыми свойствами. Так что первый пункт отменим, но и второго с третьим хватит

2) Семестр сопрамата засевший где-то в глубоко подсознании :) говорит что износ все равно будет - в местах соединений звеньев.

3) Получится весьма нетривиальное распределение тока - со скачками концентраций. Станет труднее расчитывать нужный заряд, возможно повреждение тканей в местах высоких концентраций

AGRESSOR> Мне вот чо нравится в американской медицине (это скоро будет разновидностью американской физики), они лихо подгоняют ее "нормы" под свой народ.

Дык дивайсы строятся под потенцальный рынок, а не для эскимосов в африке :)

AGRESSOR> Пульс нормой считался от 60 до 80. Теперь, как видим, подняли планочку до 100

Считался в советской медицине?

Подумав - насколько я знаю при пульсе выше 80bpm врачи в штатах начинаются беспокоится, то есть совершенно нормальным он не счтается. Но такикардия начинается со ста ударов в минуту. Может потому и разница? Какой считалась граница такикардии в советской медецине?

Ешё хорошо бы взглянуть на американские стандарты эдак 50ых годов.
 
Это сообщение редактировалось 25.11.2007 в 05:43

ad2

втянувшийся

А почему бы не использовать ионные проводники вместо металлических? Например, сверхтонкая трубка из тефлона, заполненная гелем (например, силиконом) с раствором хлорида калия и имеющая мембраны на концах. Коррозия ей не грозит, пластичность выше, чем у металла, отторжения вроде тоже не должно быть.
 
+
-
edit
 

AGRESSOR

литератор
★★★★★
russo> Дык дивайсы строятся под потенцальный рынок, а не для эскимосов в африке :)

Это понятно. Только печальна сия тенденция.

russo> Подумав - насколько я знаю при пульсе выше 80bpm врачи в штатах начинаются беспокоится, то есть совершенно нормальным он не счтается. Но такикардия начинается со ста ударов в минуту. Может потому и разница?

Может быть. Эт хорошо, если так - насчет 80 и выше.

russo> Какой считалась граница такикардии в советской медецине?

От 90 и выше, ЕМНИП. В состоянии душевного и телесного покоя, разумеется. 100 и выше - это уже гарантированная тахикардия.

russo> Ешё хорошо бы взглянуть на американские стандарты эдак 50ых годов.

Что, это уже поди кажется американцам недосягаемой мечтой? :)

ЗЫ. Померял свой пульс. 56 уд/мин. АД - 110/72.
Трудно искать черную кошку в темной комнате, особенно если ее там нет. Это тем более глупо, если эта кошка умная, смелая и вежливая.(с) С.К.Шойгу.  
Это сообщение редактировалось 25.11.2007 в 10:47
ad2> А почему бы не использовать ионные проводники вместо металлических? Например, сверхтонкая трубка из тефлона, заполненная гелем (например, силиконом) с раствором хлорида калия и имеющая мембраны на концах. Коррозия ей не грозит, пластичность выше, чем у металла, отторжения вроде тоже не должно быть.

Не вполне понял - заменить такими трубками вообще всю проводку или только электроды? В любом случае не пойдет - более дорого, менее безопастно, менее эффективно.

AGRESSOR> Что, это уже поди кажется американцам недосягаемой мечтой? :)

В лучших форумных традициях перевода стрелок - можно и советскую молодежь 50-ых с нынешней российской сравнить, тоже мало не покажется :)

А вообще да, плохо.

AGRESSOR> ЗЫ. Померял свой пульс. 56 уд/мин. АД - 110/72.

Мой 66, 115/78. В пределах нормы.
 
MD Wyvern-2 #25.11.2007 12:59  @AGRESSOR#25.11.2007 10:38
+
-
edit
 

Wyvern-2

координатор
★★★☆
AGRESSOR> ЗЫ. Померял свой пульс. 56 уд/мин. АД - 110/72.

оч. хороший результат -бегаешь? ;) У меня из за курения давным давно пульс покоя выше 65.
Насчет давления:
-мерять только утром до туалета, чистки зубов, курения и еды
-записывать результаты, лучше в виде графика
-норма диастолического давления до 90мм.рт.ст. включительно
-от 90 мм рт.ст. до 95мм.рт.ст. - пограничная гипертензия
-выше 95мм.рт.ст. - гипертоническая болезнь.
-смотриться по уровню линии диастолического давления за минимум 15 измерений
редкие "забросы" не в счет.
Систеолическое давление намного менее информативно Считается, что выше 140мм рт.ст. - пограничное состояние. выше 160мм рт.ст. - гипертония. Кстати, изолирпованное повышение систолического давления - признак болезни, но не гипертонии ;)
Не играет роль ни возраст ни что ни будь другое Строго до 90мм норма, выше 95мм - болезнь, между - звоночек.

Эта последовательность была выявленна американским обществом кардиологов еще лет 30 тому назад.

Ник
Жизнь коротка, путь искусства долог, удобный случай мимолетен, опыт обманчив.... Ἱπποκράτης  

Fakir

BlueSkyDreamer
★★★
russo> 2) Семестр сопрамата засевший где-то в глубоко подсознании говорит что износ все равно будет - в местах соединений звеньев.

Тю! Это твоему пациенту мафусаилов век прожить придётся, чтобы у него из-за такого износа электрод порвался :lol:
"Ехайте спокойно"

russo> 3) Получится весьма нетривиальное распределение тока - со скачками концентраций. Станет труднее расчитывать нужный заряд, возможно повреждение тканей в местах высоких концентраций

Мнэ-э, а что, нужно какое-то специальное распределение тока? Какие требования?
И повреждение тканей, кстати, сомнительно - поскольку высокие концентрации у тебя только в местах соприкосновения звеньев, то есть во "внутренней" части цепочки, и именно с этими участками прилегающие ткани соприкасаются меньше всего.
Ну и от параметров тока зависит, конечно. Какие там токи-напряжения? Как выглядит современный электрод (диаметр, длина)?
 
CZ D.Vinitski #25.11.2007 14:00
+
-
edit
 

D.Vinitski

филин-стратег
★☆
Воспользуюсь случаем, Ник глянь на это:

рост 176
вес 68,7
давление 108/66
пульс 66 (83-38)

Это автомат печатает, ну он там еще бади масс индекс считает - 22

Жить буду? :)
 
1 2 3 4 5 6 7 25

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru