Компьютерра PDA N90 (22.01.2011-28.01.2011) - [13]
Недавно было также обнаружено, что, несмотря на отсутствие глаз, C. elegans реагирует на изменение освещённости, и учёные даже обнаружили несколько нейронов, связанных с обработкой этих сигналов.
Нематода может обучаться: приближаться или, наоборот, избегать источников вкуса, запаха или изменений температуры, которые на основе прежнего опыта позволяют прогнозировать наличие или отсутствие еды. Также червь проявляет ассоциативные формы обучения, такие, как выработка классического и дифференцированного условного рефлекса, и обладает способностями к краткосрочной и долгосрочной памяти (Catharine H. Rankin. Current Biology. 2004).
В соответствии с текущими представлениями считается, что нервная система любой взрослой особи одного из полов неизменно содержит 302 нейрона и образования новых, даже в результате обучения, не происходит. Однако эти наблюдения не исключают образования новых межнейронных связей и перенастройки параметров уже существующих. Как именно это происходит, ещё предстоит выяснить, как посредством экспериментальной работы, так и с помощью компьютерного моделирования.
Данные о структуре нервной системы, используемые в симуляторе, соответствуют взрослой особи, которая была подвергнута оцифровке, и должны содержать в себе все базовые поведенческие программы, в соответствии с которыми виртуальный C. elegans должен вести себя правдоподобно. Однако описанные выше способности к обучению "заработают" только в том случае, если удастся выявить стоящие за ними механизмы и дополнить ими модель.
- Достаточно ли смоделировать только нервную систему?
- Создать модель "нервной системы в вакууме" совсем не так интересно и плодотворно, как смоделировать одновременно совокупность взаимосвязанных систем - нервной, мышечной и сенсорной на базе гибкого каркаса тела, помещенного в виртуальное окружение - физический симулятор.
Это позволит нервной системе получать от окружения реалистичный сенсорный ввод, меняющийся в ответ на действия самого червя, которые будут осуществляться в результате активности мышечной системы, управляемой в свою очередь нервной системой. А с помощью модуля 3D-визуализации исследователи могут наблюдать как саму нейронную и мышечную активность в мельчайших деталях, так и ее результат - поведение виртуальной нематоды.
Над исследованием и моделированием различных систем C. elegans работают многие серьёзные лаборатории США, Европы, Японии. Однако именно так, как у нас, задача поставлена впервые. Мы попытались объединить все уже имеющиеся данные в единый многофункциональный программный комплекс. Успешное выполнение проекта позволит получить новые знания о механизмах работы нервной системы как целого, так и детально, на уровне отдельных нейронов, изучить принципы организации функциональных блоков биологических нейронных сетей, которые в перспективе могут быть использованы для проектирования искусственных нейронных сетей нового поколения.
- Какие вычислительные мощности и программное обеспечение вы используете для моделирования?
- Пока для полноценной работы симулятора хватает мощного персонального компьютера, хотя видно, что по мере дополнения системы большими объёмами новых данных этот баланс может быть нарушен. Если быстродействия не будет хватать, есть пути для оптимизации и распараллеливания.
Что касается программного обеспечения, арсенал достаточно прост. Собственно симулятор, как физический, так и нейронный, разработан самостоятельно и реализован на языке C++ с использованием стандартной библиотеки STL; вся 3D-визуализация реализована с помощью технологии OpenGL, что позволяет запустить программный комплекс под той или иной операционной системой с минимальной адаптацией кода.
- Что "умеет" созданная вами нематода?
- Мы предложили оригинальную схему гибкого каркаса тела нематоды, повторяющего форму биологического прототипа, оптимизированную для крепления мышечных клеток в тех же позициях, в которых они расположены у реального червя. Мы первые предложили 3D-модель мышечной системы C. elegans, в которой каждая мышечная клетка (из 95) реального организма будет иметь свой аналог.
Геометрические и механические свойства воспроизведены максимально точно, включая позиции нейронов и архитектуру связей между ними.
Для этого есть ряд существенных причин. Из-за особенностей строения нейронов C. elegans для их моделирования требуется учитывать в расчётах реальные пути соединений между нейронами, изменение сигнала вдоль них и время его распространения. Наша концепция удовлетворяет этим требованиям и предоставляет идеальный способ визуализации структуры межнейронных соединений, включая нелинейные участки и области ветвления, а также отображения динамики нейронной активности.
Для этого линейное соединение между каждой парой нейронов будет заменено на ряд последовательных сегментов, задаваемых системой промежуточных точек, которые будут повторять ход реального соединения. Каждая такая точка одновременно будет выполнять роль "передаточной станции" для расчёта затухания сигнала и обеспечения необходимой задержки по времени, а также в соответствующей ситуации может стать точкой ветвления.
В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.
В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.
В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.
Документ создан на основе открытого контента, расположенного по адресуhttp://offline.computerra.ru/2005/599/Размер изображений не менялся, поэтому некоторые могут быть некорректно отображены на неVGA-моделях КПК (особенно скриншоты и таблицы).
ОглавлениеКолонкаПочему мы позволяем нас обманывать, или Грустные размышления об иррациональности политической жизни Автор: Дмитрий ШабановГолубятня: Samsung Galaxy S4 — цидули перебежчика (часть 1) Автор: Сергей ГолубицкийУроки любви к Родине: McAfee патентует технологию обнаружения и блокировки пиратского содержания Автор: Сергей ГолубицкийПодпадает ли астрономия под закон о митингах Автор: Дмитрий ВибеIT-рынокНасколько глупа шумиха вокруг «умных» часов? Автор: Андрей ПисьменныйПромзонаПосмотрите на свалку, которую китайцы превратили в парк Автор: Николай МаслухинЭтот сайт позволяет создать собственное световое шоу на точном макете Токио Автор: Николай МаслухинТехнологииДжипег, подвинься! Веппи как единственный необходимый графический формат Автор: Евгений ЗолотовИнновацииПочему менеджерам российских корпораций не нужны стартапы Автор: Елена КраузоваИнга Нахмансон (Fitting Reality): «Российскому e-commerce не до виртуальности» Автор: Елена КраузоваГидGoogle Now для iOS появился без лишнего шума и уже собирает сведения Автор: Андрей Васильков.
ОглавлениеСтатьиTertium datur: другие компьютеры Автор: Евгений Лебеденко, Mobi.ruИнтервьюПавел Фролов («ГНУ/Линуксцентр») о НПП Автор: Евгений КрестниковА. Самсонов о троичной логике и цифровой археологии Автор: Андрей ПисьменныйКолумнистыВасилий Щепетнёв: Месть индейских вождей Автор: Василий ЩепетневКивино гнездо: Беззаконие роботехники Автор: Киви БердКафедра Ваннаха: Подарки и конструкции Автор: Михаил ВаннахАлександр Амзин: Силой данного мне природой мозга Автор: Александр АмзинВасилий Щепетнёв: Гимн усталому караулу Автор: Василий ЩепетневКивино гнездо: Беззаконие роботехники (окончание) Автор: Киви БердДмитрий Шабанов: Марков и Эволюция человека Автор: Дмитрий ШабановКафедра Ваннаха: Пришельцы на Луне Автор: Михаил ВаннахГолубятня-ОнлайнГолубятня: Даже гоблин ходит в отпуск Автор: Сергей ГолубицкийГолубятня: Железный парад 2011 Автор: Сергей Голубицкий.
ОГЛАВЛЕНИЕСергей Голубицкий: Голубятня: Ужастик ЕвернотВаннах Михаил: Кафедра Ваннаха: Углерод и кремнийДенис Злобин: Пиратство: почему мы перестали ценить информациюСергей Голубицкий: Голубятня: Исход из 1PasswordВасилий Щепетнев: Василий Щепетнёв: Исчезновение столицыДмитрий Шабанов: Аргумент ХойлаАлла Аршинова: Александр Бондарь (ИЯФ СО РАН) о megascience-проектахВаннах Михаил: Кафедра Ваннаха: Удешевить странуЮрий Ильин: После шаттла: "Клипер" и "Русь"Киви Берд: Кивино гнездо: Дежавю, или Хождение по кругуСергей Голубицкий: Голубятня: News360 и ZiteВасилий Щепетнев: Василий Щепетнёв: Светлая сторона торгаАлександр Амзин: Возникнут модыАндрей Федив: Обзор Windows 8 Developer PreviewВаннах Михаил: Кафедра Ваннаха: Демократия хищных вещейДмитрий Вибе: Почтальон сойдёт с ума.
ОГЛАВЛЕНИЕСергей Голубицкий: Голубятня: Хронотоп детстваВасилий Щепетнев: Василий Щепетнёв: Колхоз имени Тома СойераЕвгений Лебеденко, Mobi.ru: Микропроцессор Hobbit: на каком языке говорили полуросликиВаннах Михаил: Кафедра Ваннаха: Intel в зеркале финансов Киви Берд: Кивино гнездо: Стены и мосты Олег Нечай: Обзор NAS Buffalo Link Station Pro Duo 2 ТВВасилий Щепетнев: Василий Щепетнёв: Без параллелейЕвгений Крестников: Валентин Макаров (РУССОФТ) о тендере на создание НППВаннах Михаил: Кафедра Ваннаха: Выкидуха в боюДмитрий Шабанов: Аргумент ГоссеАлександр Амзин: На отвлечённую темуСергей Голубицкий: Голубятня: Будучи ТАМВасилий Щепетнев: Василий Щепетнёв: До двенадцатого знакаДмитрий Вибе: Немного холодной воды у солнцаАндрей Федив: Обзор телефона Apple iPhone 4S.
ОГЛАВЛЕНИЕДмитрий Вибе: Ударим Венерой по МарсуВасилий Щепетнев: Василий Щепетнёв: После точкиСергей Голубицкий: Голубятня: От ашрама-дхармы к президенту-вампируДмитрий Шабанов: Объемное слышаниеОлег Нечай: PocketBook A 10": планшет, притворяющийся ридеромДмитрий Вибе: Так будет не всегда.
ОглавлениеСтатьиОбратная сторона эпохи пост-ПК: 30-долларовый компьютер Raspberry Pi Автор: Андрей ПисьменныйТерралабКак производятся материнские платы Автор: Олег НечайКолумнистыКафедра Ваннаха: Европейский лидер Автор: Михаил ВаннахВасилий Щепетнёв: Честь пикейного жилета Автор: Василий ЩепетневДмитрий Шабанов: Судьба точек роста в системе декоративного образования Автор: Дмитрий ШабановДмитрий Вибе: Лунная астрономия Автор: Дмитрий ВибеГолубятня-ОнлайнГолубятня: Про одного битого зелёного слоника Автор: Сергей ГолубицкийГолубятня: 4 спичечных коробка Автор: Сергей Голубицкий.
ОглавлениеКолумнистыКафедра Ваннаха: Горячая цифровая война Автор: Михаил ВаннахДмитрий Шабанов: Парадокс ускорения эволюции Автор: Дмитрий ШабановКивино гнездо: Пароль для серой зоны Автор: Киви БердВасилий Щепетнёв: Предсказания и пророчества Автор: Василий ЩепетневДмитрий Вибе: Мы сверху Автор: Дмитрий ВибеГолубятня-ОнлайнГолубятня: Идеальный мобильный звук. Часть вторая Автор: Сергей Голубицкий.
Кристин Кэтрин РАШ. СОВЕТ УБИЙЦЫ«Тебе нужно было просто вышвырнуть его за борт через шлюз…»Александр ЯБЛОКОВ. КАНАТНЫЕ ДОРОГИ: ДЕНЬ ПОСЛЕДНИЙЭтой необычной профессии приходит конец даже в альтернативном мире.Джек МАКДЕВИТТ. ПРОЕКТ «КАССАНДРА»Давайте же определимся: были на Луне инопланетяне или нет?Эдуарде Дельгадо САИНО. НАДЕЖДА НА СПАСЕНИЕУмирая последней, его надежда вновь воскресает и опять уходит в смертельное небытие.Норман СПИНРАД. МУЗЫКА СФЕРЫОказывается, есть мелодии, которые мы не слышим. Ну, а если постараться?Джерри ОЛШЕН.
ОГЛАВЛЕНИЕСергей Голубицкий: Голубятня: Ваймучени из Пятого МираВаннах Михаил: Кафедра Ваннаха: Машины культурЕгор Емельянов: Всё, что нужно знать о четвёртом поколении Eee PCЕвгений Крестников: Российские IT-компании за рубежом: ISDEFВасилий Щепетнев: Василий Щепетнёв: Ответ векаАлександр Деревянко: Как Nvidia Optimus помогает экономить энергиюЕвгений Крестников: Российские IT-компании за рубежом: SpiritОлег Нечай: Платформа ПК: чего ждать в 2011 годуЕгор Емельянов: Софт: SIPPOINT - клиент для сети SIPNETОлег Нечай: Интегрированная графика в ноутбукахАлла Аршинова: Вадим Яковлев (ИК СО РАН) о перспективах биотопливаВасилий Щепетнев: Василий Щепетнёв: Двадцать восьмое желаниеЮрий Ильин: Кирилл Фаенов о суперкомпьютерах и MicrosoftСергей Голубицкий: Голубятня: Подстава (окончание)Олег Нечай: Оптические приводы DVD и Blu-ray в современных ноутбукахВаннах Михаил: Кафедра Ваннаха: Ирландия – виски и прочееПавел Скоков, Mobi.ru: Highscreen Hippo - коммуникатор в планшетеЕвгений Крестников: Российские IT-компании за рубежом: ЦРТАнатолий Вассерман: Твердотельные накопители.
ОГЛАВЛЕНИЕСергей Голубицкий: Голубятня: Debtinator. Часть 2Фёдор Кустов: Чистое будущее с инновациями от Delta electronicsВасилий Щепетнев: Василий Щепетнёв: Идентификация И.Андрей Письменный: Чего стоит ждать от Windows 8Фёдор Кустов: Тест смартбука Toshiba AC100Юрий Ильин: Елена Чуракова ("Т-Платформы") о российских суперкомпьютерах и выходе на западный рынокВаннах Михаил: Кафедра Ваннаха: Угрозы и технологииЕвгений Крестников: Тест ноутбука DELL Latitude E6410Андрей Письменный: ABBYY помогает программистам с переводомАнатолий Вассерман: Лицензии MicrosoftСофья Скрылина: Софт: Защищаем компьютер с помощью BitDiskВасилий Щепетнев: Василий Щепетнёв: Броня для "Я"Алла Аршинова: Владимир Каширцев (ИНГиГ СО РАН) о том, закончится ли нефтьНика Парамонова: Тест ноутбука ASUS U53JcСергей Голубицкий: Голубятня: Шершень-коматозЮрий Ильин: ARPAnet: начало и конец.
ОГЛАВЛЕНИЕВасилий Щепетнев: Василий Щепетнёв: ЭлектрозависимостьСергей Голубицкий: Голубятня: Вымывание традицииЮрий Ильин: Крис Каспрзак (Siemens PLM Software) о PLMМихаил Ваннах: Кафедра Ваннаха: Забыть Макнамару?Сергей Голубицкий: Голубятня: Дело русских "медведей": fiat lux!Олег Нечай: Отзывчивые экраны: гаптические технологии в дисплеяхДмитрий Вибе: Уси-пуси, Вселенная.
ОГЛАВЛЕНИЕСергей Голубицкий: Голубятня: Оттачиваем дефиницииМихаил Карпов: Глава Twitter рассказал об информационной перегрузкеНиколай Маслухин: Промзона: Кроссовки из "Назад в будущее"Василий Щепетнев: Василий Щепетнёв: На пальмы!Юрий Ильин: Вокруг Apple сгущаются "облака"Михаил Карпов: Конкурс для любителей электронных книгИгорь Осколков: Клавиатура Thermaltake Challenger Pro для геймеровАндрей Письменный: IFA 2010: Раз планшет, два планшетВаннах Михаил: Кафедра Ваннаха: Мемристоры и приемные детиСергей Голубицкий: Голубятня: Почему умрёт AndroidНиколай Маслухин: Промзона: Стерилизатор кухонных досокМихаил Карпов: NASA разрабатывает "рой" спутников-"камикадзе"Олег Нечай: Память из оксида кремния: дефект не всегда дефектМихаил Карпов: Полиция совершила рейды на серверы "варезных" группЕвгений Крестников: Google Wave закроется не совсемМихаил Карпов: Семь самолётов помогут лучше понять ураганыНиколай Маслухин: Промзона: Браслет-смартфонМихаил Карпов: Google будет искать без запросовВасилий Щепетнев: Василий Щепетнёв: МетаинфляцияOtto Diggman: Readitorial: Сумма будущего.