Podsłuchiwanie myśli i słowa. Naukowcy opracowali implanty mózgowe zdolne dekodować mowę wewnętrzną
Czy komputery będą mogły zidentyfikować słowa, które wypowiadamy w swoich umysłach bez poruszania ustami lub wydawania dźwięku? Badacze opublikowali właśnie artykuł, z którego wynika, że już są w stanie tego dokonać. Choć na razie i na szczęście mogą podsłuchać zaledwie kilkadziesiąt „pomyślanych” słów.
W tym artykule: Wydajność interfejsów mózg-komputer Trening algorytmu odczytywania myśli Nawet 79 proc. skuteczności Szwajcarskim i amerykańskim badaczom udało się opracować implanty mózgowe, pozwalające odczytać niewypowiedziane, a jedynie pomyślane słowa. Technologia jest na wczesnym etapie. Implanty radzą sobie z kilkoma słowami, a nie z całymi frazami czy zdaniami. Mimo to urządzenia dają szanse na przyszłe zastosowanie kliniczne. Podobne interfejsy mózg-komputer (BCI), które tłumaczą sygnały w mózgu na tekst, dla niektórych badanych osiągnęły prędkość 62-78 słów na minutę. Są one opracowywane dla ludzi, którzy w wyniku choroby utracili zdolność samodzielnego mówienia. Dzięki tego typu implantom komputer może powiedzieć to, co pomyślał chory. Wydajność interfejsów mózg-komputer Trzeba jednak podkreślić, że inne BCI zostały wyszkolone do interpretowania mowy, która jest przynajmniej częściowo wokalizowana lub naśladowana. Najnowsze badanie, którego wyniki opublikowano w poniedziałek 13 maja w „Nature” jest pierwszym, który dekoduje słowa „wypowiadane” całkowicie wewnętrznie. Polega to na rejestrowaniu sygnałów z poszczególnych neuronów w mózgu w czasie rzeczywistym. Badania rozpoczęły się od wszczepienia maleńkich elektrod do mózgów dwóch osób z urazami rdzenia kręgowego. Urządzenia umieszczono w zakręcie nadbrzeżnym mózgu, czyli strukturze płata ciemieniowego. Ten region nigdy nie był badany przy użyciu BCI dekodujących mowę. – Właśnie znalezienie najlepszych miejsc w mózgu do wszczepienia BCI jest jednym z kluczowych wyzwań związanych z dekodowaniem mowy wewnętrznej – mówi Silvia Marchesotti, neuroinżynierka z Uniwersytetu Genewskiego w Szwajcarii oraz współautorka badania. Trening algorytmu odczytywania myśli Wcześniejsze badania sugerowały, że ta część mózgu jest aktywna w mowie niewokalizowanej oraz w zadaniach takich jak decydowanie i nad podobieństwem fonetycznym wybranych słów. Dwa tygodnie po tym, jak uczestnikom badania wszczepiono matryce mikroelektrod do mózgu, naukowcy zaczęli otrzymywać pierwsze dane. Algorytm interfejsu był szkolony na zaledwie sześciu, wydawałoby się przypadkowych słowach. Były to: pole bitwy kowboj pyton łyżka pływanie telefon oraz dodatkowe dwa niby-słowa: nifzig i bindip. – Chodziło o to, aby sprawdzić, czy znaczenie jest niezbędne do reprezentacji – powiedziała Sarah Wandelt, inżynierka neuronalna z Caltechu w USA. W ciągu trzech dni zespół poprosił każdego uczestnika, aby wyobraził sobie, że wypowiada słowa wyświetlane na ekranie i powtórzył ten proces osiem razy dla każdego słowa. Następnie BCI połączyło pomiary aktywności mózgu uczestników z modelem komputerowym, aby przewidzieć ich wewnętrzną mowę w czasie rzeczywistym. Czy ludzkie mózgi są neutralne płciowo? Zdecydowanie nie! Naukowcy wyłapali znaczące różnice Ludzkie mózgi niezmiennie fascynują nie tylko naukowców. To naturalne, że chcemy wiedzieć, jak działa centrum naszego układu nerwowego. Jak się okazuje, płeć może determinować pewne ró... Nawet 79 proc. skuteczności W przypadku pierwszego uczestnika BCI przechwycił wyraźne sygnały neuronowe dla wszystkich słów i był w stanie zidentyfikować je z 79% dokładnością. Ale dokładność dekodowania wyniosła tylko 23% dla drugiego uczestnika, który miał mniej aktywnych neuronów dla każdego słowa. Autorzy odkryli również, że 82 % do 85% neuronów, które były aktywne podczas mowy wewnętrznej, było również aktywnych, gdy uczestnicy wokalizowali słowa. Ale niektóre neurony były aktywne tylko podczas mowy wewnętrznej lub inaczej reagowały na określone słowa. Chociaż badanie to stanowi znaczący postęp w dekodowaniu mowy wewnętrznej, to przed nami wciąż daleka droga do stworzenia interfejsu komputer-mózg zdolnego „mówić” za osoby chore lub sparaliżowane. – Mimo wszystko jest to prawdopodobnie najbardziej zaawansowane jak dotąd badanie nad dekodowaniem mowy wewnętrznej – mówi Silvia Marchesotti. Źródło: Nature. Nasz ekspert Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Związana z magazynami portali Gazeta.pl oraz Wp.pl. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.
Ile komórek jest w milimetrze sześciennym mózgu? Ta liczba przyprawi cię o zawrót głowy
Powstała najdokładniejsza cyfrowa mapa wycinka ludzkiego mózgu. Najważniejszy organ naszego ciała jest jeszcze bardziej złożony i zagadkowy, niż sądzili naukowcy. „Odkryliśmy rzeczy, których nie ma w podręcznikach” – powiedział jeden z nich.
W tym artykule: Niezwykle trudne zadanie Czego dowiedzieliśmy się o milimetrze sześciennym mózgu? Wyuczone zachowania a połączenia między neuronami Wyobraź sobie ziarnko ryżu. Następnie przetnij je na pół albo nawet na cztery części. Gdybyś robił to precyzyjnymi narzędziami, miałbyś szansę uzyskać sześcian o boku długości jednego milimetra. Taki właśnie fragment ludzkiej tkanki mózgowej przebadali naukowcy z Harvarda. Następnie zaś, we współpracy ze specjalistami uczenia maszynowego z Google’a, odtworzyli jej zawartość. Zrobili to z niespotykaną dokładnością, sięgającą skali nano. Tak szczegółowego wglądu w nasz mózg nigdy jeszcze nie mieliśmy. Co znajduje się w milimetrze sześciennym mózgu każdego z nas? 57 tys. komórek, 23 cm naczyń krwionośnych i aż 150 milionów synaps. Autorzy pracy opublikowanej w prestiżowym czasopiśmie „Science” odtworzyli również cały system połączeń między komórkami. Opis tego niewielkiego wycinka tkanki mózgowej wymagał wygenerowania aż 1400 terabajtów danych. To tyle, ile ma 14 tys. pełnometrażowych filmów w rozdzielczości 4k. Niezwykle trudne zadanie Na czele zespołu z Harvarda stał Jeff Lichtman, profesor biologii molekularnej i komórkowej. – Naszym celem było uzyskanie szczegółowego obrazu najbardziej tajemniczego fragmentu biologii, który każdy nosi na ramionach – powiedział „Guardianowi” Lichtman. – Powód, dla którego nie zrobiliśmy tego wcześniej? Jest to cholernie trudne – przyznał. Próbka tkanki mózgowej pochodziła od 45-letniej pacjentki chorej na epilepsję i leczonej chirurgicznie. Wycinek jej mózgu został wpierw pokryty ciężkimi metalami, by podkreślić szczegóły. Później osadzono go w żywicy. Następnie naukowcy pocięli go na 5019 „wafelków”, każdy grubości około 34 nm. Czyli tysiąc razy cieńszych od ludzkiego włosa. Każdy z tak przygotowanych fragmentów trafił pod mikroskop elektronowy i został zeskanowany (wszystkie te obrazy to właśnie 1400 terabajtów danych). Potem wykorzystano specjalnie opracowane algorytmy, które przeanalizowały uzyskane zdjęcia. Z ich pomocą odtworzono budowę tkanki mózgowej aż do najdrobniejszych szczegółów. Czego dowiedzieliśmy się o milimetrze sześciennym mózgu? Analiza potwierdziła, że ludzki mózg jest narządem o niespotykanej złożoności i stopniu skomplikowania. Odkryto zupełnie nowe rzeczy. Okazało się na przykład, że w próbce stosunek komórek glejowych do neuronów wynosił dokładnie 2:1. Spośród komórek glejowych najliczniejsze były oligodendrocyty. To komórki, które odpowiadają za pokrywanie długich wypustek neuronów osłonkami mielinowymi, kluczowymi dla przesyłania sygnałów. Niespodzianki dotyczyły też aksonów. To właśnie wspomniane wyżej długie wypustki neuronów. Marco Magrini, autor książki „Mózg. Przewodnik użytkownika” nazywa je „neuronowymi autostradami”. „Każdy neuron ma jeden akson, który niczym kabel transmisyjny, przenosi informację poza komórkę, w stronę innych neuronów” (tłum. Natalia Mędrak-Ruda) – pisze Magrini. Prędkość przepływu informacji jest zbliżona do szybkości samolotu odrzutowego. Może wynosić nawet 720 km na godzinę. Opisana w „Science” analiza wykazała, że niekiedy aksony układają się w nietypowe, bardzo ciasne zwoje. Dlaczego? Nie wiadomo. Naukowcy podejrzewają, że może mieć to związek z chorobą, na którą cierpiała dawczyni wycinka. Jednak może to być również nieznana jeszcze cecha aksonów, pojawiająca się w mózgu każdego z nas. Wyuczone zachowania a połączenia między neuronami Inną ciekawą rzecz przyniosło przyjrzenie się połączeniom między neuronami. W próbce aż 96 proc. aksonów miało tylko jedno połączenie z innym neuronem. 3 proc. dwa połączenia. Jednak w kilkunastu przypadkach tych połączeń było kilkadziesiąt. A w jednym – aż 50. Zdaniem Lichtmana tak na poziomie komórkowym mogą „wyglądać” wyuczone zachowania. Po odpowiedniej liczbie ćwiczeń pewne rzeczy robimy odruchowo: np. wciskamy sprzęgło, zmieniając bieg. Tę automatyzację możemy zawdzięczać właśnie takim niezwykle silnym połączeniom między neuronami. Na które – nota bene – mamy wpływ poprzez uczenie się. – Odkryliśmy wiele rzeczy, których nie ma w podręcznikach – podsumowuje Lichtman. - Sugerują istnienie przepaści między tym, co już wiemy, a tym, co powinniśmy wiedzieć. Analiza jest zwieńczeniem dziesięcioletniego projektu Harvarda i Google’a. Ostatecznym celem badaczy jest zmapowanie ludzkiego mózgu. Wcześniej jednak naukowcy mają w planach krok pośredni – cyfrową rekonstrukcję mózgu myszy. Źródła: Phys.org, Science, Guardian, ScienceAlert.
Co można bezpiecznie jeść w lesie? Ta wiedza może ci się przydać
Przed tysiącami lat człowiek żywił się tym, co zebrał lub upolował. Na wsi na przednówku ludzie wykorzystywali kiedyś dużo więcej roślin niż my teraz. Dziś to wiedza nielicznych społeczności oraz dziwaków i pasjonatów.
Jednak w warunkach nietypowych, np. zagubienia czy wojny, pozwoli przeżyć. Zdobywanie dzikiego pożywienia (ang. foraging) może być ważnym elementem odrodzenia naszych sił witalnych. Pałkę wodna powinien znać każdy wędrowiec. Kilka gatunków z tego rodzaju jest szeroko rozprzestrzenionych nad stawami, jeziorami i rzekami znacznej części globu. Pałka ma kilka zalet: jest pospolita, łatwa do rozpoznania i można jej używać na wiele sposobów. Rosnące w mule grube kłącza zbierane miedzy wrześniem a majem zawierają wiele skrobi. Wiosna i na początku lata wnętrza nasady pędów są miękkie i jadalne nawet na surowo, a w czerwcu pałka produkuje obficie bogaty w białko pyłek, który możesz dodawać do zup i pieczywa. Palkę wykorzystywało lub wykorzystuje wiele ludów, np. Indianie Ameryki Północnej, Kozacy, Chińczycy i Tajowie. Pożywniejsze od pałki są żołędzie. Niestety, dęby owocują co dwa lata lub rzadziej. U nas żołędzie zaczynają opadać po 25 września, zbiera sie je do końca października – później zabiorą je nam myszy lub sójki, żołędzie zaczną kiełkować albo zgniją. Bez uszczerbku dla zdrowia możesz zjeść nawet 20 sztuk. Zawierają taninę powodującą zaparcia i bóle głowy, ale łatwo się jej pozbyć. Żołędzie obierz, pokrój na kawałki i gotuj w wodzie z dodatkiem dużej ilości popiołu lipowego. Po 2 godz. zwykle trąca swoja gorycz. Opłucz je przed zjedzeniem. Nieoceniona rośliną jest pokrzywa. Na pewno z niczym jej nie pomylisz. Jej liście są bardzo pożywne, najlepiej posiekać je i dodać do zupy. Pamiętaj, żeby jeść jedynie młode pędy, starsze robią się twarde i niesmaczne. W lesie można się też bezpiecznie nasycić liśćmi lipy. Miazga drzew (inaczej podkorze) to cienka warstewka na granicy drewna i kory. Wiosna jest dosyć słodka i często ratowała ludzi od głodu, szczególnie w Skandynawii i Rosji. Jedzono ją nawet na surowo – czasami wojska zostawiały po sobie ślad w postaci ogryzionych pni sosen, brzóz i wiązów. Wiosna w górę pni płynie słodkawy sok, z którego przy odrobinie uporu można zrobić cukier. Najwięcej soku mają klony i brzozy. Najbardziej wydajnym źródłem białka leśnego jest duża zwierzyna kopytna. Żeby ją zdobyć, potrzebna jest jednak broń palna lub znajomość tradycyjnych metod łowieckich, takich jak łuk czy doły-pułapki. Ich stosowanie oznacza jednak konflikt z prawem... Chyba że znajdziesz świeżą padlinę – pomimo pewnego niebezpieczeństwa (botulizm i inne zakażenia bakteryjne) padlina wiele razy ratowała życie partyzantom i zbiegom. W Anglii modne jest jedzenie roadkill, czyli zwierząt zabitych przez auta, wiec nie zdziw się, jeśli jadący przed tobą mieszkaniec Wysp z piskiem opon zahamuje na autostradzie na widok rozjechanego borsuka albo bażanta (to częsty tam widok). Mrówki są niedocenianym pokarmem. Żywili się nimi Indianie zachodniej części Ameryki Północnej (np. Szoszoni). Są też jadane w wielu krajach tropików. W Europie najpraktyczniej jest jeść duże mrówki leśne z rodzaju rudnica. Możesz też poszukiwać mdłych w smaku poczwarek mrówek (tzw. mrówczych jaj), jednak dorosłe owady mają ciekawszy, kwaśny smak. Wędrując przez las, szukaj dolin rzecznych. Woda to życie i... jedzenie. Haczyk na ryby bądź wiedza, jak się je łapie za pomocą wiklinowego kosza, zastawek lub trucizn roślinnych (np. wywaru z owoców kasztanowca), może się okazać bardzo cenna. Pamiętaj jednak o przepisach dotyczących ochrony ryb i innych zwierząt. Mięczaki, do których należą ślimaki i małże, można zbierać, zwłaszcza że raczej przed nami nie uciekną... W lasach europejskich do jedzenia nadają się duże ślimaki z rodzaju winniczek i wstężyk. W prehistorii zjadano tez duże małże jeziorne i rzeczne (skójki, szczeżuje). Są trochę gumiaste i mogą kumulować w sobie wiele trucizn, ale te z czystych wód uchronią cię od śmierci głodowej. Bardziej wydajne są jednak omułki – przytwierdzone do skał małże występujące gromadnie na morskich brzegach, łatwe do zdobycia. Larwy chrząszczy, szczególnie ryjkowców, to wręcz klasyczne danie tropików. U nas wcale nie tak łatwo je znaleźć, jednak jeśli natkniesz się na wiatrołom sosnowy lub świerkowy, masz wielkie szczęście. Pod odpadająca kora powalonych pni najszybciej znajdziesz ten rodzaj białka; czasem da się nim zapełnić cała miskę.
Majówka z Radiem Złote Przeboje i National Geographic Polska
Najbliższy weekend, tzw. majówka upłynie w Radiu Złote Przeboje pod hasłem "W trzy dni dookoła świata". Wspólny program na dni od 1 do 3 maja przygotowały: stacja radiowa Złote Przeboje i magazyn National Geographic Polska.
Podczas majówki w Radiu Złote Przeboje gwiazdy, dziennikarze, podróżnicy i inni goście stacji opowiedzą o swoich ulubionych miejscach na świecie, najciekawszych podróżach i niezwykłych przygodach. Na antenie będzie można usłyszeć wypowiedzi m.in. Martyny Wojciechowskiej, Marka Kamińskiego, Witolda Casettiego, Maxa Cegielskiego, Marzeny Rogalskiej, Natalii Kukulskiej, Kory, Adama Sztaby i Tomasza Zubilewicza. Słuchacze stacji będą mogli też wziąć udział w licznych konkursach i quizach z nagrodami dla podróżników - i tych plażowych, i wytrawnych globtroterów. Informacje o zabawach antenowych można znaleźć również na stronie internetowej radia: www.zloteprzeboje.pl.
W przedostatni dzień festiwalu zapraszamy na koncert jednego z najważniejszych muzyków Afryki - Toumani Diabate, grającego na tradycyjnym instrumencie kora. Artysta ten, ceniony za popularyzację ginących brzmień Czarnego Lądu, zyskał uznanie także poza granicami rodzimego kontynentu, czego dowodem jest m.in. statuetka Grammy, dla najlepszego albumu z muzyką tradycyjną.
Instrument, na którym gra Diabate – zbudowany z tykwy obciągniętej krowią skórą i wyposażony w 21 strun, przypomina niektórym słuchaczom harfę, ale jak naprawdę brzmi ten tradycyjny afrykański instrument w rękach mistrza, będziemy mogli przekonać się w trakcie jedynego jego koncertu w Polsce – w piątek, 10 lipca, o godz. 21 w Teatrze Muzycznym Capitol. Toumani Diabaté Toumani Diabate jest jednym z najważniejszych, współczesnych muzyków afrykańskich. Gra na oryginalnym instrumencie – kora. Jest to instrument zbudowany z dużej tykwy, rozciętej w połowie i pokrytej krowią skórą, tworzącej rezonator, do której przymocowany jest mostek, podobnie jak w lutni i gitarze. Brzmienie instrumentu przypomina dźwięk harfy. Dzięki Toumani, ten popularnym w zachodniej Afryce instrument, odkrywa publiczność na całym świecie. Odbiorców zachwyca nie tylko niespotykany charakter instrumentu, ale przede wszystkim niezwykła wirtuozeria muzyka oraz jego ogromna kreatywność w łączeniu tradycyjnej afrykańskiej muzyki z wpływami soul i bluesa. Niezwykły talent Toumani może tłumaczyć fakt, iż jest on 71. pokoleniem muzyków grających na korze w swojej rodzinie. Jego ojciec - Sidiki Diabaté był legendarnym afrykańskim muzykiem, który w uznaniu za swoje dokonania muzyczne w grze na korze otrzymał od pierwszego prezydenta niepodległej Republiki Mali ziemię w pobliżu pałacu prezydenckiego. Tumani, urodzony w 1965 roku w stolicy Mali – Bamako, okazał się muzycznym geniuszem. Grę na korze rozpoczął w wieku pięciu lat, a pierwsze publiczne występy rozpoczął już 8 lat później. W swojej grze łączy tradycję afrykańską z brzmieniami poznanymi w trakcie swoich podróży z korą po Europie. Fragmenty afrykańskiej muzyki, przeplatane flamenco, bluesem czy soulem zagrane na niezwykłej harfie wzbudzają niezwykłe emocje wśród publiczności wielu krajów. Toumani był wielokrotnie nagradzany za swój wkład w popularyzację gry na korze, między innymi przez UNESCO w 2004 roku, w trakcie festiwalu muzycznego zorganizowanego przez króla Maroko – Mohameda VI.