Комментарий к посту на канале "Новости психофизиологии" о т.н. "перемежающемся/чередующемся резонансе" при спайковании нейронов

Оригинальная статья:
C.C. Ceballos et al., Interleaved single and bursting spiking resonance in neurons, PLoS Comput. Biol. 21, e1013126 (2025). https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1013126

Это не психофизиологи сделали открытие, а специалисты по вычислительной нейронауке предложили модель переключения режимов спайкования (от одиночных спайков к "пачкам" спайков и наоборот, в зависимости от соотношения интенсивностей "макроскопических" тета- и гамма-ритмов электрической активности) пирамидальных нейронов гиппокампа — а такое переключение наблюдали экспериментально и раньше, и не только в пирамидах CA1 — за счет, по-видимому, разновидности параметрического резонанса.

"РФ стремительно теряет позиции в мировой науке - свежий индекс Nature 2025"

На самом деле, в этой ⬆️ новости как минимум две арифметические ошибки:
1. РФ находится не на 21-м месте, а на 22-м.
2. У Китая индекс Share*, по которому строится рейтинг, в 2024 году всего лишь в 80 (а не в 190) раз больше, чем у РФ**.

Кроме того, несмотря на то, что несколько ведущих научных учреждений РФ (МГУ, СПбГУ, Курчатник, МФТИ, МИФИ, НГУ, РУДН, ННГУ) действительно уменьшили свои показатели по индексу Change in Adjusted Share на величину примерно от 10% до 50%, многие другие учреждения (МИСИС, ВШЭ, Сколтех, ТГУ, СГУ и др.) совокупно показывают гораздо больший рост.

В целом, просто тупо смотря на цифры (т.е. не вдаваясь в детали расчета рейтинговых метрик), для РФ никаких катастрофических изменений за год не видно, поэтому драматизм на этих цифрах явно напускной. Да, наука в РФ в целом продолжает деградировать, но плавно, а не резким спадом — не "стремительно".

И системные проблемы науки в РФ далеко не очевидны – деньги в науку идут, но часто не доходят до тех, кто может наиболее эффективно работать на реальный научный результат. Основная муть происходит именно с распределением уже выделенных денег, а также с (не)доступностью ставок на местах.

Сводная "глобальная" рейтинговая таблица для всех стран: https://www.nature.com/nature-index/research-leaders/2025/country/all/global

Таблица для РФ: https://www.nature.com/nature-index/research-leaders/2025/institution/all/all/countries-Russia

---
*: https://www.nature.com/nature-index/glossary
**: Вполне возможно, что даже просто количество научных учреждений в Китае в десятки раз больше, чем в РФ (условных научных сотрудников в Китае уж наверняка в десятки раз больше, чем в РФ).

О краткосрочном (1-3 года) прогнозе про то, что ожидает науку в РФ

В целом, согласен с прогнозом от канала "Тишина лабораторий", при том, что это сравнительно оптимистичный вариант. Судя по неосторожным репликам "топов"/"випов" (Греф, Набиуллина, Ливанов, Шевелев, Решетников и др.) на ПМЭФ, если в РФ всё будет так, как есть, то рано или поздно со страной произойдет что-то очень нехорошее – срочно нужны конструктивные реформы на государственном уровне, и не показательные, а самые что ни на есть реальные. Способно ли государство в нынешнем виде к самокритике и самолечению – об этом открыто прогнозировать никто не берётся, но большинство небезразличных граждан наверное наедятся, что да, способно. От этого зависит и судьба российской науки, т.к. она практически целиком государственная.

С учетом уже сложившейся ситуации, опять-таки в оптимистичном варианте, уровень исследований в фундаментальных науках (физика, химия, биология и др.) в РФ будет в целом регрессировать — преимущественно из-за сокращения гос. финансирования и кадрового дисбаланса (самые способные будут уходить, их места буду занимать те, кто содержательные результаты выдать не может, но уверенно "гонит фуфло" – они нужны, чтобы как-то оставаться на плаву по формальным показателям — тем, кто работает в госсекторе эта ситуация давно знакома), ну и из-за санкций и международной изоляции тоже, не в последнюю очередь.

Уровень исследований в прикладной информатике (applied computer science), включая сюда направление "искусственный интеллект", государство — насколько возможно — будет стараться поддерживать и повышать. Помимо поддержания критически важной инфраструктуры гос. управления, это направление является ключевым для контроля за населением, в т.ч. медийной пропаганды и всевозможных способов наблюдения. Поэтому деньги выделять будут, благостные условия для толковой молодежи тоже создадут. Разумеется, молодежь пойдет (уже идёт потоком), в том числе в ущерб фундаментальным направлениям, где нет даже отдаленно сопоставимых перспектив.

Остальные научные направления будут где-то между этими двумя "полюсами". Это про "гражданскую" науку. Про исследования для сугубо военных целей прогнозировать нецелесообразно, там совсем другая "кухня".

Кстати, в околонаучной среде наблюдается растущий интерес к тому, как — на государственном уровне — была организована наука в СССР. В 2023 году под эгидой Центра истории российской науки и научно-технологического развития РГГУ вышла дельная книга "Наука большой страны: советский опыт управления". А в конце сентября этого года, в Пятигорске (Ставропольский край), планируется всероссийская школа-съезд молодых ученых "Наука и технологии в СССР". Для научных чиновников такую школу устроить было бы целесообразнее. Тем не менее, начатая переоценка прошлого (во многом забытого) "советского" опыта научного управления и научной организации на государственном уровне — это конструктивно и полезно.

О российских магистратурах по когнитивным нейронаукам и нейротехнологиям

В ведущих вузах РФ (МГУ, НИУ ВШЭ, МГППУ и НГУ, УрФУ, БФУ им. Канта, СПбГУ, РНИМУ-ФЦМН, ННГУ, Сириусе, ЮФУ, Сколтехе и др.) организованы магистратуры по, условно, когнитивной нейронауке и нейротехнологиям. Во основе лежат психология, физиология мозга человека и, собственно, технологии — экспериментальные методы изучения активности мозга человека (ЭЭГ, фМРТ, МЭГ и др.), которые в последнее время комбинируются и дополняются различными реализациями т.н. обратной связи, когда испытуемый в режиме реального времени может отслеживать результаты показаний прибора и учиться корректировать их.

Чуть в стороне, но тоже причисляемое к нейротехнологиям, находится нейропротезирование, где в последние годы (не без катализирующего влияния компании Neuralink Илона Маска) идут чрезвычайно активные исследования новых биосовместимых материалов, методов надёжной долгосрочной регистрации активности мозга и обработки таких данных (а эти методы, в свою очередь, основаны на прогрессе в машинном обучении).

То, что российское высшее образование наконец-то "проснулось" (не само, а коллективными усилиями коллег-энтузиастов) хотя бы в когнитивной нейронауке и нейротехнологиях — замечательно. Тем, кто хочет посвятить себя количественным исследованиям человеческого мозга и психики находясь в России, а также склонен к инженерному образу мыслей, безусловно рекомендую выбрать подходящую магистратуру и поступить туда.

К сожалению, специализированные магистратуры по теоретической и вычислительной нейронауке в РФ, по моим данным, отсутствуют. Это огромный минус. Без развития количественной теории работы биологических нейронных сетей и её реализации в прикладных компьютерных моделях (в США, Канаде и Евросоюзе всё это есть и тоже быстро развивается, синхронно с остальными нейронаучными направлениями) существенного прогресса в понимании работы мозга и прикладных нейротехнологиях (не говоря уже о новых "нейроморфных" вычислительных системах), субъективно, добиться не удастся. Поэтому очень важно как можно скорее исправить этот системный недостаток.

PS: Как ни странно, по-видимому, к осознанию того, что без развития количественной теории и моделирования биологических нейросетей впереди замаячил тупик уже пришел К.В. Анохин, который ещё лет десять-пятнадцать назад очень пренебрежительно отзывался о теоретиках в нейронауке, а теперь сам, с помощью физиков-теоретиков (по элементарным частицам и квантовой теории поля 😁), пытается хоть как-то организовать подобие теоргруппы (в целом, пока безуспешно – у Анохина нет ни базовых знаний по математическим дисциплинам и, собственно, теоретической и вычислительной нейронауке, ни понимания того, как организовывать тематическую теоргруппу – тут маститые отечественные физики-теоретики не помогут, т.к. в нейробиологии они не сильны, мягко говоря, а специфика существенна).

Последний в этом полугодии глобальный онлайн-семинар по теоретической нейронауке (World Wide Theoretical Neuroscience Seminar)

Дата и время: 25 июня 2025 (среда), 18:00 по Москве

Название доклада: Insights into vision from interpreting a neuronal wiring diagram (рус. Понимание зрения на основе интерпретации схемы нейронных связей)

Докладчик: Себастьян Сеунг [1-3], профессор Принстонского университета, автор книги "Коннектом: как мозг делает нас тем, что мы есть" (2012, рус. перевод 2015) [4]

Краткая аннотация: В 2023 году консорциум FlyWire опубликовал коннектом мозга взрослой мухи, в частности, полную схему подключения зрительной системы, которая была использована для идентификации всех 200+ типов клеток, присущих зрительной доле мозга дрозофилы. Около половины этих типов клеток были ранее неизвестны. Автор доклада постарается аргументированно показать, что о вероятных функциях многих типов клеток можно догадаться по схеме их подключения в коннектоме.

Для получения параметров подключения к трансляции в Zoom надо зарегистрироваться тут: https://www.wwtns.online/register-page

---
[1]: https://seunglab.org/
[2]: https://pni.princeton.edu/people/h-sebastian-seung
[3]: https://scholar.google.com/citations?user=BD8llAEAAAAJ&hl=en
[4]: https://dzen.ru/a/Zx4hjmff-0CbwTb4

Пример того, как можно "опустить" результативного, но лично неприятного бывшего сотрудника твоей лаборатории

"Большой вклад в багаж научных исследований, накопленный в лаборатории, внёс ..." — это реальная фраза из книги об одном из институтов РАН, где заведующие лабораториями этого института кратко описывают их историю от создания до современных им дней. Причем сотрудник (кстати, академик РАН), вклад которого определили как "багажный", в этой лаборатории (и в институте) уже не работал, поэтому не мог дать сдачи. Коварный завлаб (так и не ставший членом-корреспондентом РАН), что называется, "плюнул в спину" бывшему конкуренту.

"Фантастические Учёные твари люди и где они обитают" 😂

Ещё раз об институтах РАН

Они разные. К сожалению, большинство "протухли" и "заболотились" (или, что называется, в процессе), но есть и меньшинство, которое контрастирует. Например, Институт прикладной физики РАН (ИПФ РАН) и, связанный с ним, Институт физики микроструктур РАН в Нижнем Новгороде. Причём они стабильно "держат марку" не менее 30 лет, пройдя через все кризисы.

Именно из ИПФ РАН был предыдущий Президент РАН Александр Михайлович Сергеев, который действительно начал фундаментально менять РАН в лучшую сторону — а привело это, напомню, к тому, что его буквально за несколько дней до очередных президентских выборов в РАН осенью 2022 года угрозами заставили ("Многие члены РАН подвергаются психологическому и даже внешнему административному давлению, особенно после публичного заявления своей позиции. Такого еще никогда не было, по крайней мере в новейшей истории РАН") [1-3] снять свою кандидатуру, при том, что большинство академиков его поддержало и его кандидатура была одобрена.

Поэтому сейчас продолжают пировать те, кому он мешал. А РАН, в целом, продолжает ускоренно деградировать.

[1]: https://ug.ru/eto-vynuzhdennoe-reshenie-glava-ran-snyal-svoyu-kandidaturu-s-vyborov-prezidenta-akademii/
[2]: https://www.kommersant.ru/doc/5570400
[3]: https://www.interfax.ru/russia/862840

SiNAPSA Neuroscience Conference (17-19 September 2025, University of Ljubljana, Slovenia)

The international conference includes diverse topics ranging from molecular and cellular mechanisms to systems, clinical, and cognitive neuroscience.

The deadline for abstract submission is 30 June 2025.

Registration Fees: 320 EUR (regular), 150 EUR (PhD students), 0 EUR (undergraduate students)

For more information, please visit the conference website: www.sinapsa.org/snc25

Монография "Химические языки нервных систем" (2024)

Книга, безусловно, оригинальная и стимулирующая мышление. Основной акцент сделан на эффекте на нервную систему от нелокальной "объемной" секреции различных нейротрансмиттеров и нейрогормонов.

Электронная версия (в PDF формате) книги свободно доступна по ссылке: https://www.researchgate.net/publication/385167900_HIMICESKIE_AZYKI_NERVNYH_SISTEM

❗️Стоит отметить, что в книге попадаются явные ляпы, которые ставят под вопрос понимание авторами и рецензентами (в т.ч. академиком РАН П.М. Балабаном) теоретических основ электрофизиологии нейрона. Поэтому читать надо с критическим отношением.

Примеры:
"Нейрон имеет постоянный электрический заряд, называемый потенциалом покоя. " (стр. 23)
Заряд и потенциал – это различные физические понятия, они могут быть связаны через электроёмкость.

"Таким образом, потенциал действия — это электрический импульс длительностью около 1–2 мс и амплитудой около +30 мВ. " (стр. 25)
Характерная величина амплитуды спайка (потенциала действия) – это 100 мВ. Авторы почему-то посчитали амплитудой только ту часть импульса, которая превышает нулевое значение потенциала.

"У некоторых нейронов число постоянно открытых натриевых каналов (и, соответственно, величина тока утечки) настолько велико, что их потенциал покоя стремится к пороговому значению без внешних стимулов. Такие нейроны (осцилляторы) обладают эндогенной активностью, т. е. постоянно генерируют импульсы, частота которых зависит от числа натриевых каналов." (стр. 25)
Субъективно, это просто фундаментально ошибочное утверждение. Как натриевые каналы оказались связаны с током утечки (основной вклад в него вносят отрицательно заряженные ионы хлора) – загадка. И потенциал покоя, и пороговый потенциал для генерации спайка определяются типами и количеством ионных каналов так, что потенциал покоя не может быть динамической величиной, а пороговый потенциал при этом – постоянной. Причины пейсмекерной "эндогенной" генерации нейронами спайков, когда возникает т.н. устойчивый предельный цикл, а состояние покоя наоборот неустойчиво, гораздо сложнее и разнообразнее (и они до сих пор изучаются), поэтому здесь авторы использовали явно некорректную тривиализацию.

PS: См. также пост про основные англоязычные учебники по теоретической и вычислительной нейронауке. Особенно рекомендую книгу Е.М. Ижикевича "Динамические системы в нейронауке: геометрия возбудимости и пачечной активности". Посты о книгах по клеточной нейрофизиологии, в т.ч. по математическим моделям возбудимости нейрона:
https://www.group-telegram.com/NeuroMetric.com/566
https://www.group-telegram.com/NeuroMetric.com/696
https://www.group-telegram.com/NeuroMetric.com/718
https://www.group-telegram.com/NeuroMetric.com/821
https://www.group-telegram.com/NeuroMetric.com/998
https://www.group-telegram.com/NeuroMetric.com/1123
https://www.group-telegram.com/NeuroMetric.com/1164
https://www.group-telegram.com/NeuroMetric.com/1410
https://www.group-telegram.com/NeuroMetric.com/1417
https://www.group-telegram.com/NeuroMetric.com/1427

Статья "Технические и социальные навыки, необходимые для квантовых вычислений" (2024)

Краткая аннотация: Освоение основ теории квантовых вычислений вызывает значительные затруднения у людей, не имеющих достаточных знаний квантовой физики. Кроме того, междисциплинарный характер квантовых вычислений требует наличия определенных социальных навыков для эффективной командной работы. В статье, на основе анализа научной литературы, обозначены ключевые технические и социальные навыки, необходимые для подготовки специалистов в области квантовых вычислений.

PS: Статья "затравочная" — стимул для того, чтобы сделать лучший вариант. Авторы-мексиканцы явно использовали что-то типа машинного перевода и/или помощь LLM (а рецензенты это не "причесали"), тем не менее, в статье есть содержательный материал.

См. также книгу "Quantum Computing for Computer Scientists" (2008), книгу М. Иванова "Как понимать квантовую механику" (2015), статью Р. Фейнмана "Simulating physics with computers" (1982), пост о квантовых нейронных сетях, и пост о двух летних школах по квантовым технологиям.

В отношении квантовых вычислений, от себя рекомендую книгу Р. Перри "Элементарное введение в квантовые вычисления" (Изд. "Интеллект", 2015, 2018). Она небольшая по объему и ясно написана, поэтому её вполне можно вдумчиво проработать за лето — так, чтобы понять стоит ли специализироваться по этой тематике или нет.

DeepL Write: AI-powered writing companion

Эволюция антироссийских санкций 😡
С другой стороны, квант ясности в копилку "Кто есть who".