Американские ученые использовали данные о концентрации звездной пыли во льдах Арктики, чтобы оценить, как снежный покров в этом регионе менялся в течение 30 тыс. лет. Исследователи из Южной Кореи обнаружили 15 видов кишечных бактерий, активность которых способствует развитию ишемической болезни сердца. Эксперименты показали, что даже считающиеся полезными микробы в кишечнике могут плохо влиять на сердце при определенных условиях. Российские ученые придумали, как бороться с фобиями при помощи аромата африканского камня, а также излечили ИИ от «деменции». «Известия» выбрали самые интересные новости из мира науки за неделю.
Ученые нашли способ побороть «деменцию» у ИИ
Специалисты МФТИ предложили оригинальный способ борьбы с так называемой деменцией искусственного интеллекта — типичной проблемой, при которой ИИ, обучаясь новым задачам, «забывает» ранее усвоенную информацию. Для ее решения ученые разработали новую архитектуру памяти, механизм которой они «подсмотрели» в человеческом мозге. Сейчас она реализована в виде компьютерной модели, но уже ведутся работы над нейроморфными процессорами, где этот принцип будет воплощен физически.
— Возможно, мы нашли ответ на одну из главных загадок мозга: как он умудряется учиться новому, не стирая при этом старые «файлы». Всё дело в постоянной перестройке нейронных связей — ревайринге. Именно он превращает хрупкую кратковременную память в прочные долговременные воспоминания, — сказал ведущий научный сотрудник лаборатории нейробиоморфных технологий МФТИ Сергей Лобов.
Ученые пояснили, что нейронная сеть мозга, как и компьютерная нейросеть, работает по принципу карты. В процессе обучения в ней формируются «следы памяти», аналогичные протоптанным тропинкам в лесу. Но если будут прокладываться новые маршруты, старая тропа быстро размоется и станет незаметной. То же самое происходит и внутри нейросетей: поглощая информацию, они постоянно переписывают свои параметры и забывают старые. Этот эффект, когда память становится нестабильной из-за адаптации к новым условиям, называют «катастрофическое забывание».
Ученые создают «терапевтические духи» от боязни врачей
Ученые Центра искусственного интеллекта МГУ совместно с коллегами из Российского университета дружбы народов, Сколтеха и РГПУ имени Герцена проверили, как знакомый всем запах лаванды и экзотический аромат африканского камня (хирацеума) влияют на уровень тревожности. Как рассказали «Известиям» в вузе, это состояние особенно часто усиливается в медицинской обстановке, например при визите к стоматологу. Один из способов снизить стресс — воздействие ароматов, однако объективных данных о том, как именно запахи влияют на мозг и сердечно-сосудистую систему, до сих пор немного.
В пилотном исследовании приняли участие 20 здоровых добровольцев. Испытуемые, расположившись в стоматологическом кресле, поочередно вдыхали три запаха — воду (в качестве контроля), лавандовое масло и аромат африканского камня. Каждый сеанс длился около пяти минут. В это время специалисты фиксировали электроэнцефалограмму (ЭЭГ), электрокардиограмму (ЭКГ) и уровень субъективной тревожности по стандартной шкале STAI.
Оказалось, что аромат лаванды действительно снижал субъективное чувство тревоги, однако почти не влиял на показатели мозговой и сердечной активности. Экзотический запах африканского камня, напротив, не влиял на оценку тревожности, но вызывал сдвиги в электроэнцефалограмме (ЭЭГ) и вариабельности сердечного ритма, указывающие на повышение физиологического возбуждения. Эти данные показывают, что субъективное восприятие успокаивающего эффекта запаха не всегда совпадает с объективными реакциями мозга и сердца, пояснили ученые «Известиям».
Космическая пыль помогла отследить изменение льда в Арктике за 30 тыс. лет
Мелкие частицы пыли из космоса постоянно падают на Землю и накапливаются в океанических отложениях. Исследование американских ученых показало, что определение мест появления и исчезновения этой космической пыли позволяет понять, как менялся арктический морской ледяной покров на протяжении тысяч лет.
С 1979 года, когда спутники впервые начали предоставлять объективные данные, арктический морской лед сократился более чем на 42%. Науке крайне важно понимать, как это процесс развивается и какие последствия ожидают Землю в будущем.
— Если мы сможем спрогнозировать сроки и пространственные закономерности сокращения ледяного покрова в будущем, это поможет нам понять потепление, предсказать изменения в пищевых цепях и рыболовстве, а также подготовиться к геополитическим изменениям, — сказал возглавлявший исследование доцент кафедры океанографии Вашингтонского университета Фрэнки Павия.
Когда морская поверхность покрыта льдом, пыль не может оседать на морском дне. Благодаря этому, измеряя количество космической пыли в осадочных породах, исследователи смогли воссоздать историю морского льда за последние 30 тыс. лет.
Ученые обнаружили, что периоды устойчивого ледяного покрова совпадали с периодами, когда в осадках было очень мало космической пыли. Это наблюдалось во время последнего ледникового периода около 20 тыс. лет назад. По мере последующего потепления планеты космическая пыль снова начала появляться в образцах осадка.
Ученые нашли вызывающих проблемы с сердцем кишечные бактерии
Корейские ученые обнаружили 15 видов кишечных бактерий, активность которых связана с развитием ишемической болезни сердца. Результаты анализа показали, что эти микробы могут влиять на здоровье сердца не только через пищеварение. Различные изменения в работе кишечной микрофлоры, такие как, например, потеря некоторых видов и повышенная активность метаболических путей, способны способствовать прогрессированию сердечного заболевания. Интересно, что даже «полезные» бактерии, могут стать вредными при определенных условиях.
— Мы не просто определили, какие бактерии живут в кишечники, но выяснили как они влияют на взаимодействие сердца и кишечника, — сказал научный сотрудник Университете Сонгюнгван Хан-На Ким.
Результаты экспериментов свидетельствуют о том, что экосистема кишечника у людей с ишемической болезнью сердца сильно изменена, что способствует воспалению и нарушает нормальные метаболические процессы. Эти изменения могут помочь объяснить, почему кишечный микробиом играет столь важную роль в развитии сердечно-сосудистых заболеваний.
Исследователи планируют объединить эти данные с генетической информацией и показателями метаболизма, чтобы лучше понять, как кишечная микрофлора влияет на сердечно-сосудистые заболевания. Их долгосрочная цель — разработать новые методы лечения, основанные на данных микробиологического анализа, для предотвращения этих болезней на ранней стадии.
Лучшие российские преподаватели по ИИ получили награды
В четверг, 13 ноября, были объявлены лауреаты премии Yandex ML Prize. Ими стали представители ведущих российских университетов и образовательных центров, где формируются современные подходы к обучению специалистов в области ИИ. По мнению организаторов, именно эти люди закладывают технологическое будущее страны. Среди получивших призы ученых — разработчики чат-ботов, библиотеки данных, голосовых помощников, ИИ для задачи синтеза наноматериалов, баз научных знаний и другие разработки. Но главное — все они работают педагогами и обучают искусственному интеллекту студентов и научные коллективы.
— С этого года мы сфокусировали на преподавателях, поскольку их вклад в развитие ИИ сегодня остается недооцененным. Понять масштаб этой работы сложно: результаты становятся видимыми, только когда выпускники приходят в индустрию и начинают создавать технологии нового уровня, — отметил директор по развитию технологий искусственного интеллекта в компании Александр Крайнов.
В рамках премии также впервые прошло награждение лауреатов «Зала славы». Это почетная награда, которая присуждается людям, оказавшим значительное влияние на становление ML (машинного обучения) как образовательного направления и обучение высококлассных экспертов в IT. Лауреатами этого года стали Андрей Райгородский из МФТИ, Константин Воронцов из МГУ, МФТИ), а также Дмитрий Ветров из НИУ ВШЭ.
Лауреаты получили премии от 500 тыс. до 1 млн рублей в зависимости от номинации.