2016, neuroteaduse pisut segane ülevaade

Selles loendatakse 5 lugu, mis teil 2016. aastal võisid vahele jääda

Tere ja tere tulemast esimesele iga-aastasele The Spike aastaülevaatele (ah, hubris, mu vana sõber, hea meel teid taas näha). 2016. aasta on olnud üsna sündmusterikas või nii ütleb mulle Twitter. Isiklikult tunnen Charlie Brookerit. Kuidas kuradima ta mahub, et kõik ühe tunniga 2016 Wipe'i mahuksid? See on videomontaaž põrgust, kus tehakse aeg-ajalt kärpeid Charlie kohmakale näole, üksi oma korteris, kajas kõigi meie hirmudega.

Olgem siis oma ülesannete osas ranged, et mitte rännata mööda tumedaid teid. Oleme siin selleks, et rääkida 2016. aastal süsteemide neuroteaduste suursugustest, naeratavatest ja jumalakartlikest. Ja laiemas teadusmaailmas, mis mõjutavad meid kõiki, sõltumata distsipliinist.

Teie delegeerimiseks on meil:

5: Vastastikune ülevaade on mõnikord eepiliselt katki 4: Loodus jõuab madalaimale tasemele - see on maksimaalne eluiga 3: Süsteemide neuroteaduste võidurelvastumine läheb supernoovasse 2: Frontieri maine aeglane ja piinav kokkuvarisemine 1: Alzheimeri tõve ravimine katkise televiisori abil?

Nii et pidage kinni oma lemmikmuusika tagasiarvestuse muusikast ja lugege edasi. Kas teil pole midagi käepärast? Klõpsake siin [kas soovite välja mõelda kõigi aegade klassikalist tech-house'i (jah, see on asi)? Siin. Ärge koputage taimede üle oma leegitsevate jäsemetega, kui olete mängu tabanud]

5: Vastastikused eksperdihinnangud on mõnikord eepiliselt katki.

Vastastikused eksperdihinnangud. Saadate paberi ajakirja. Tavaliselt vaatab selle töö läbi 2–4 kaaslast, saates oma kommentaarid toimetajale tagasi. Kommentaarid kogutakse, vahetevahel redigeeritakse ja saadetakse teile tegevuseks. Tavaliselt on see tegevus järgmine: vannun nagu meeskond, kes kaotas lihtsalt terve nädala palga hobuse selga, samal ajal ukse taha lüües ja oma pinti maha ajades.

Sest mõnikord on vastastikused eksperdihinnangud rumalalt katki. Selle aasta paljudest tõenditest pakun pelgalt valimit.

Tõendid 1. Pärast viie aasta möödumist ilmus EMBO Teatajas artikkel. VIIS. Kõik mitte ühes ajakirjas, jumal tänatud. Vanem autor oli nii vihane, et avaldas pressiteate mitte selleks, et kogu inimkond sellest ühest paberist kasu saaks, vaid ülevaateprotsessi kohta. Ja kui ebainimlikult õudne on suhelda iga projektiga, mis julgeb ületada erialade piire. Me tunneme tema valu.

Tõendid 2. PLoS Computational Biology lükati üks artikkel pärast nelja revideerimisvooru tagasi, kuna see ei olnud “piisavalt laialdane huvi” peale “arvutusliku neuroteaduse”. Mõistagi on toimetajad tavaliselt hõivatud õppejõud ja ainult inimesed. Ja ajakirjade toimetusstandardid varieeruvad vastavalt sellele, milline toimetaja on paberile määratud. Kuid on sunnitud osutama, et siin on rikutud minimaalseid toimetusstandardeid: (i) selle asjakohasus oleks pidanud olema ilmne juba selle esimesest esitamisest alates; (ii) sul on ajakirja verises pealkirjas sõna “arvutuslik”.

Selline kohtlemine muudab tavaliselt reserveeritud, intelligentsed, arukad inimesed ballistiliseks. (Ma lülitasin sõna otseses mõttes Twitterisse, et haarata seda viimast näidet). Miks? Kuna nendesse üksikpaberitesse on valatud aastaid tööd. Ja inimeste karjäär sõltub nende avaldamisest. Pole hea, kui teie paber avaldatakse 3 aastat pärast seda, kui teil enam tööd pole.

Rahustavalt avastasime, et isegi Karel Svoboda saab selle arusaamatu jama oma paberite retsensentide käest. Inimesed, kes küsivad analüüsi ja katseid, mis pole uuringu jaoks olulised. Inimesed, kes väidavad, et „me teadsime seda juba”, kui me seda ilmselgelt ei tee. Halvad uudised talle; südamlikud uudised meie väiksematele surelikele, kes peavad ka sedalaadi veidrustega hakkama saama.

Korda pärast mind: „Olen ​​vastutav kohtunik. Ma ei soovi rohkem katseid ega analüüse, välja arvatud juhul, kui need on paberi peamise hüpoteesi kontrollimiseks üliolulised - üliolulised. Ma ei küsi rohkem katseid ega analüüse lihtsalt sellepärast, et seal oleks midagi, mille vastu ma olen uudishimulik. ”

“Ma ei kasuta ka oma arvustustes kuritahtlikku keelt”. Uskumatult tuleb seda inimestele öelda.

4: loodus jõuab madalaimale tasemele

Ajakiri Nature ilmub selles loendis kaks korda. Siin on halb sissekanne. Nad avaldasid kohutava paberi, milles väideti, et inimesed on saavutanud maksimaalse võimaliku eluea. Kui halb? Hollandi ajaleht NRC on koostanud kolm - üks, kaks, kolm - juurdlusaruannet selle kohta, kuidas see paber ajakirjandusse viis.

Lubage mul anda teile maitset selle ilmse kohutavuse kohta. Selle järeldus, pealkiri ja kogu avaldamise põhjus: inimeste maksimaalne eluiga ei suurene. See järeldus on esitatud joonisel 2a. Ja see ebaõnnestub põhistatistikaga. Kogu argument on see, et igal aastal vanima inimese surma vanus ei tõuse. Siin on nende proovitükk:

See graafik näitab iga aasta kohta, kui vana oli surres kõige vanem inimene. Neid kahte joont kohandatakse lineaarse regressiooniga. Need sobivad eraldi oranži ja lilla rühma. Märkused: GRC andmebaasi andmed, haaratud veebisaidilt NRC.nl. Need andmed on esitatud Dong et al paberi laiendatud andmete joonisel 6. GRC andmestik on täielikum andmekogum kui nende joonisel fig 2a kasutatud Dong et al., Mille kohta Dong jt väidavad, et samad järeldused.

Küsimus? Kogu nende järeldus põhineb sellel teisel lillal joonel: see ei lähe üles. See, mida nad ütlesid, tähendab: pärast umbes 1990. aastat pole vanim surmajärk tõusnud - kui midagi, siis see langeb. Kuid see on sellepärast, et nad joonistasid ühe asemel kaks rida. Miks nad joonistasid kaks joont? Keegi ei tea; paber ei ütle. Kui me lihtsalt joonistame andmed ilma ridadeta, näeme tegelikult vanimat surmajärku, mis tõuseb:

Samad andmed nagu ülalpool, joonteta.

Ja kui me mahutame nende andmete hulka ühe rea, saame ...

Samad andmed nagu ülalpool, kuid kõigi andmete jaoks kokku pandud joonega (kasutades standardset lineaarset regressiooni, täpselt sama mis Dong jt 2016 paberil). Kirje jaoks: R2 = 0,44, P <0,00001

Seal üks lõik ja kogu paber on võltsitud. Täpselt samu meetodeid kasutades, samadel andmetel võime jõuda täpselt vastupidisele järeldusele: inimese maksimaalne eluiga kasvab.

(Niisiis, mis on tõsi? Kumbki ei vasta tõele. See on punkt: ainult ühe andmepunktiga aastas ei saa me teha piisavalt tugevaid järeldusi, et see avaldataks kvaliteetajakirjas, rääkimata karjäärivõimalustest, kõikvõimas , julmalt selektiivne ajakiri, mis on Nature. Seda poleks kunagi tohtinud ülevaatamiseks saata, kuna see on puhas jama).

Selleks kulus umbes 15 minutit. Enamus sellest oli andmete haaramine. Asi on selles, et loodus teeb suurt müra, kui tal on statistiline statistik. Kas nad ei näinud seda paberit? Mis veelgi hullem, kas nad nägid seda paberit?

[Värskendus 21/12/16: teised meeskonnad reageerisid sellele paberile palju hoolikamaid ja põhjalikumaid analüüse kasutades, kui siis minu oma -, kuid kõik sama järeldusega: kui maksimaalne, siis nende eluiga pikeneb.

Siit saate vaadata Philipp Berens & Tom Wallis uuesti analüüsi ja koodi

Loe Adam Lenarti selgitust, kasutades siin tegelikku mudelit]

3: Neuroteaduste tehnoloogiline võidurelvastumine on ülisoojendav.

See on kaks jama. Olgem õnnelikud. Tahame salvestada nii palju naelu, nii paljudest neuronitest korraga, kui see on füüsikaseaduste piires võimalik. Miks? Kuna neuronid räägivad üksteisega naelu kasutades ja need naelu põhjustavad kõike: nägemist, kuulmist, liikumist, mõtlemist. Nii et naelu mõistmine on aju mõistmine.

Sel aastal on meil olnud suuri edusamme: * Võimalus mõista kogu aju tegevust ühe neuroni tasemel. Meil on olnud vähemalt neli ettekannet üheaegselt pildistamise - filmimise kohta - tuhandeid neuroneid ajukoore erinevates piirkondades, pärit: Svoboda; Chen & Helmchen; Sur; ja Spencer Smith. Selle tehnoloogia abil saame ühel päeval jälgida teabe liikumist ühest piirkonnast teise, vaadata, kuidas sensatsioon pöördub tegevusele, mõte pöördub teo poole.

* Võimalus mõista, mida teeb kogu kohalik ajupiirkond. Erinev lähenemisviis on iga neuroni elektrilise aktiivsuse otsene registreerimine. Mis vajab elektroode. Probleem on selles, et nende elektriline aktiivsus on väga nõrk. Nii et mida rohkem elektroode saate aju külge krampida ja mida lähemale nad neuronitele pääsevad, seda paremini saate signaali mürast sorteerida. Sisestage: Neuropixels. See Janelia Farmi välja töötatud ja Allen Brain Institute'i ja UCL-i poolt testitud salvestustehnoloogia koondab ligi 1000 elektroodi 1 sentimeetriks; nii et sondi iga sentimeeter suudab lüüa korraga sadu neuroneid ja neist iga spike. Nii tihe pilt kohalikust tegevusest ajukoores, kui võiks loota.

* Võimalus mõista, mis põhjustab neuronite tulekahju. Kaltsiumi abil pildistamine ei näe naelu, vaid nende välimuse kaudset mõõtmist. Naelu registreerimine ütleb meile, millised neuronid olid aktiivsed, kuid mitte seda, mis neid aktiivseks põhjustas. Unenäomaailmas suudaksime otseselt kujutada kõiki neuroni pingemuutusi: mitte ainult (suhteliselt) massilist piiki, vaid kõiki sellele eelnevaid pinge virvendusi, mis on põhjustatud selle neuroni sisenditest. Siis saime tegelikult näha, mis põhjustas neuroni teravnemise. Astusime sel aastal sellele muinasjutule dramaatilise sammu. Detsembri alguses tutvustas Mark Schntizeri labor maailma TEMPO-le - meetodile kõigi väikeste piirkondade neuronite pingemuutuste kuvamiseks. Selle abil nägid nad, millal nende neuronite sisendid on sünkroniseeritud ja kas need sisendid on pärssivad või ergutavad. Ja seda kõike liikuva, mõtleva hiire ajus.

(Rekordiks võib öelda, et selline tehnoloogia on selgrootutes - kaanid, mereluugid - töötanud paarkümmend aastat. Ja need selgrootud poisid ja galid on peaaegu kohas, kus nad saavad salvestada unistatud pingevälgudest, mis põhjustavad naelu. )

* Teades, kuhu need naelu lähevad, pärast seda, kui neuron on need saatnud. See on teine ​​võti aju mõistmiseks, teades, millised neuronid iga sõnumi vastu võtavad. Sel aastal on meil avaldatud Tony Zadori avameelselt sci-fi RNA vöötkooditehnika, mis võimaldab jälgida üksikuid seoseid ütlemata arvu neuronite vahel. Põhimõtteliselt süstite igasse neuronisse sünteetiliselt järjestatud RNA - vöötkoodi - igas kordumatu järjestus. Vöötkoodi RNA transporditakse mööda neuronite aksoneid, üle sünapside ja sihtmärgiks olevate neuronite rakukestesse. Nii et võtate sihtpiirkonna ajupiirkonna ja järjestate RNA igas rakukehas: kui leiate ainulaadse RNA vöötkoodi - bingo! Paar neuronit olid ühendatud. Lõpuks võime kindlalt teada, et üks neuron edastab teisele teateid.

Riputage, riputage, see ütleb seal "potentsiaali" palju. Miks just “potentsiaal”? Sest need tehnoloogilised edusammud on alles esimene samm. Teine samm on teha nendega natuke teadust. Kontrollige hüpoteesi. Kuigi see aitaks, kui meil oleks mõni hüpotees, mida testida.

2: Piiride maine aeglane ja piinav kokkuvarisemine.

Oh, Henry. Neuroteaduste piirid käivitati 2007. aasta novembris kahe lihtsa, kuid haarava * uuendusega. (* Põnev akadeemiliste kirjastamishuvide järele). Esiteks toetas peamist ajakirja ainult veebipõhiste erialaajakirjade komplekt, näiteks närviskeemid ja arvutuslik neuroteadus. Nende erialaajakirjade parimad artiklid hinnati peaajakirjale, tagades, et kogukond otsustab, mis oli hea ja mis mitte. See ei kestnud kahjuks kaua.

Teiseks oli ülevaatamisprotsess - ja see on - täielikult veebipõhine: igal retsensendil on oma foorum ja autorid, retsensendid ning toimetajad saavad põhimõtteliselt enne nende tegemist nõutud muudatusi arutada. See vähendab kuude kaupa raisatud aega, saates kirjalikke ülevaateid e-posti teel edasi ja tagasi. Nii et kui arvustaja kirjutab midagi, millest te aru ei saa, võite otse küsida, mida nad mõtlesid. Armas.

Frontiers oli ka esimene täielikult avatud juurdepääsuga neuroteaduste ajakiri: oma paberi avaldamisel maksate lõivu ja igaüks saab selle tasuta alla laadida. See näis olevat tulevik. Kui halvasti on asjad valesti läinud.

Häirekellad hakkasid helisema mõni aasta tagasi, kui nende veebisaidil ilmus üleöö umbes 40 uut ajakirjapealkirja. See ütleb kohe: me oleme selles raha, mitte kvaliteedi pärast.

Samuti on taevalaotuse saanud piiride soovimatute teadete arv, kutsudes üles esitama ettepanekuid eriliste probleemide lahendamiseks kõige kergemate etteheidetega. See ütleb kohe: me oleme selles raha, mitte kvaliteedi pärast.

Jeffrey Beall kandis 2015. aastal piirialad musta nimekirja, kuna nad tegutsevad „röövelliku” kirjastajana, et teenida raha, et mitte avaldada kvaliteetset teadust. Ja temaga on raske vaielda.

Ja sel aastal? Kust alustada? Loend: (1) Nad külastasid Jeffrey Bealli asutust ja kirjutasid tööandjatele ähvardavaid kirju.

(2) Rõhumüügitaktika aruanded, ettevõtte müügi stiil

(3) Teated toimetuslikust survest lüüa raha eest läbi kohutavaid pabereid.

(4) Nad avaldasid ettekanded teemal: (i) kuidas leib võib põhjustada vaimuhaigusi (ii) arusaamatu gibberish (iii) arusaamatum gibberish (iv) eriti kummaline vandenõuteooria (v) vaktsineerimisvastane uuring. Üks, mis põhines pisikesel veebiküsitlusel koduõppega lastega emade kohta ja küsis arvamust nende lapse kognitiivsete probleemide kohta. See tõmmati mõne tunni jooksul pärast veebis postitamist.

[Näpunäide Leonid Schneideri väsimatule jälitamisele tavapärases teaduses: lugege tema uurimuslikku reportaaži siit].

Peamised neuroteaduste ajakirjad, mis on seal olnud algusest peale, on oma mainet pöördumatult kahjustanud. Raha on moonutanud veel ühte väikest valdkonda akadeemilisi ringkondi.

1: Kas Alzheimeri tõbe saaks ravida katkise televiisori vaatamisega?

Mõni nädal tagasi ebaõnnestus järjekordne kõrgetasemeline Alzheimeri tõve ravi uuring. Peatus oma radadel, kuna uimasti tarvitamisest polnud mingit tuvastatavat kasu. Ravim üritas prügiproteiine - beeta-amüloide - ajust puhastada. Kuid kui see juhtus, siis see ei muutnud mälu ja mõtlemisvõime langust.

Hägusus. Siis ilmus täiesti vasakpoolsest väljast üks neist looduse „see on lihtsalt bonkers” paberitest (plii autorid Hannah Iaccarino ja Annabelle Singer, eesotsas Li-Huei Tsai). Bonkerid heas mõttes: Alzheimeri tõve raviks ekraanilt vaadates. Tunniks ajaks.

Cortexil on hästi töötades tugev signatuur, mida suudame tuvastada isegi väljaspool aju asuvate salvestiste abil (näiteks EEG). Mitme ajukoore piirkonna närvide aktiivsus tõuseb korraks üles ja alla 40 korda sekundis, eriti millelegi tähelepanu pöörates. Alzheimeri tõve korral on see allkiri häiritud.

Nii arvasid autorid “hei, mis siis, kui me paneksime 40-kordse võnke tagasi? Kas see aitaks? ”

Jah. Jah oleks.

Nad võtsid mõned hiired, mis sarnanesid Alzheimeri tõvega. Nad suunavad võnkumise otse tagasi, stimuleerides ajukoores spetsiifilisi neuroneid, mis edastaksid võnkeid kogu ümbritseva ajukoore ümber. Kui nad seda tegid, lõigati prügi valgud pooleks. Lahe.

(Imelik, aga kuidas. Kuidas saab maa peal neuronite põletamine prügi valke väljastpoolt neuroneid? Keegi ei tea. Kuid võti on tõenäoliselt neuroteaduse viletsad suhted, ajurakud, mis pole neuronid: glia Mõelge ajust kui viktoriaanlikust maamaja draamast. Peamajas aristokraadid söövad, kõmu teevad, õõnestavad; kogu nähtava müra ja liikumise toomine välismaailma. Neuronid, rambivalguse ragistajad. pokey pööning ja dank kelder, teenrid, koristavad, valmistavad, koristavad prügi.Vaikne glia.Alzheimeri aju on nagu see, mis juhtub siis, kui teenistujad streikivad.Väga varsti aristokraadid seisavad omas filmis, nälgivad, ei suuda pidutsemiseks, kuulujuttude tegemiseks või õõnsuseks. Süütuse aeglane suremine. Võib arvata, et selles metafooris on 40-kordne võnkumine sama, mis teenijatele tõstetakse, mida nad taotlesid.

Nüüd juhtub nii, et suudame ajukoore selle 40-kordse sekundis võnke toota üsna hõlpsalt: me näitame sellele väikest virvendamist kiirusega 40 korda sekundis. Nii panid autorid oma hiired sellise tulega kasti ja jätsid nad tunniks ajaks seisma. Prügi valgud lõigati pooleks.

Kui see uuring vastab tõele, saaksime Alzheimeri tõbe ravida mõnede madala tehnoloogiaga lahenduste abil. Ei mingeid tablette ega operatsiooni, ainult vilkuv tuli.

Et viskaks sealt ühe välja. Võib-olla mäletate, et vanad head kineskoobid - televiisorid ja monitorid, mis kaalusid rohkem kui gorilla - värskendati kiirusega 50 või 60 korda sekundis. Nii et kui me võtame ühe neist vanadest teleritest ja purustame selle värskendamiseks 40 korda sekundis, siis on meil meie virvendav tuli. Võib-olla võib see töötada isegi kõrgematel 50 ja 60 aeg-sekundil.

See on suur, kui. Selles dokumendis on juba mõned probleemid. Ja nagu see on kurvalt tüüpiline, kasutasid paljud katsed vaid käputäis loomi - seega pole meil aimugi, kas täheldatud mõjud on tugevad või mitte. Isegi nii odava ravi korral, millel pole kõrvaltoimeid, pole kliinilises uuringus selle proovimisel sõna otseses mõttes kahju. (Välja arvatud muidugi see, et siin ei tehta raha, sest midagi pole vaja toota ja müüa. Niisiis, kes rahastab kohtuprotsessi?)

Ja isegi kui see osutub nõmedaks, on paber välja pakkunud põneva idee: Alzheimeri tõve ravimise potentsiaal ilma ajuga segaduseta - ei mingeid ravimeid, operatsioone, elektroode, lihtsalt lihtne, igapäevane tehnoloogia . Ja see on unistus, mida tasub ellu viia.

Seal oli nii palju muud. Marcus Meister kasutas ümbriku tagumisi arvutusi, et näidata, et hiljutised suured väited neuronite aktiivsuse kontrollimiseks magnetismi abil ei olnud füüsiliselt võimalikud. Optogeneetika töötab praegu primaatidel korralikult. Uurimine, et isegi süsteemide neuroteadusel on trollid (kas te ei armasta ainult täielikult ellipsis kirjutatud proosat?? Annab rohkem ülevaate ... kirjaniku psühholoogilisest ... killustatusest ... kui ... teraapia-aastast).

Kui Obama allkirjastab rohkem kui 1,5 miljardit dollarit projekti BRAIN järgmise 10 aasta rahastamiseks ühes oma viimastest presidendiaktidest, on hea võimalus, et ees on veel suurejoonelisi edusamme. Nüüd on nii palju riiklikke ajualgatusi, et ajakiri Neuron pühendas nende arutamiseks terve numbri. Jätan lugeja enda otsustada, kas see on hea asi. Süsteemide neuroteaduse kuldne ajastu ei näita mingeid märke vägivallatsemisest.

Tahad rohkem? Jälgi meid Spike'is

Twitter: @markdhumphries