All posts by Boris Zubkov

SMR и Форрест Гамп

Форрест Гамп Провёл уже 11 сессий тренировки SMR по 42 минуты каждая (см. предыдущий пост). Результаты – на графике ниже. Каждое значение на линии – частота событий в минуту, средняя за 42 минуты. Каждое событие – динамическое повышение сенсомоторного ритма при подавлении компонентов тета, высокой беты и мускульной активности (EMG). Пунктирная линия – линейный тренд. Другие значения (амплитуды и проч.) я пока не обрабатывал.

График прогресса SMR-тренировок Ожидал я большего к этому моменту, но что есть, то есть. Иногда возникают ощущения контроля, причём очень явственно, но они вполне могут быть случайными. Конечно, надо продолжать – именно на этой стадии большинство перестаёт заниматься.

Стал смотреть исследования, и нашёл применение подобного протокола для спортсменов. Австралийские и английские учёные (Brown, Jamieson, & Cooper, 2012) тестировали гипотезу, что такая тренировка может улучшить точные моторные движения. Они пригласили 10 спортсменов из Британской национальной сборной по настольному теннису, измерили аккуратность подачи до и после применения либо настоящего протокола по SMR тренировкам либо плацебо-протокола. Статистически значимых различий они не выявили, но тенденция обозначилась – аккуратность подач увеличилась у группы настоящего протокола в сравнении с плацебо. Вообще, задача-то не из простых – значимо улучшить один из основных критических навыков у людей, занимающихся какой-то деятельностью много лет, с детства, и уже достигших выдающихся результатов. Представляется сразу Форрест Гамп во время игры в настольный теннис – может быть так и выглядит высокий SMR? :)

Brown, T., Jamieson, G., & Cooper, N. (2012). Sensori-Motor Rhythm Neurofeedback Increases Fine Motor Skills in Elite Racket Sport Athletes. Frontiers in Human Neuroscience. doi: 10.3389/conf.fnhum.2012.208.00022

И будет вам счастье!

найдите счастливое лицо, как можно быстрее Видите самое довольное лицо на картинке выше?
Способность увидеть его быстро определяется нашими когнитивными предпочтениями негативного или позитивного, что можно как измерять, так и изменять.
Метод для таких изменений так и называется — модификация когнитивных предпочтений (cognitive bias modification, CBM).

Способность видеть позитивное быстрее чем негативное, в самом деле, полезная штука – она влияет на нашу способность справляться со стрессом, и на принятие качественно лучших решений, и на многое другое. В том числе, влияет на ощущение счастья.
Даже 5 минут в день такой тренировки перед началом рабочего дня позволит снизить уровень кортизола (гормона стресса) на 17%, как показало исследование лаборатории Марка Болдуина при Университете МакГилл в Монреале, Канада. На сайте лаборатории есть еще исследования других сторон модификации когнитивных предпочтений.

Вы можете узнать свои предпочтения, пройдя тест по этой ссылке. На английском; внимательно почитайте, что от вас требуется.

А потренироваться на поиск счастливых лиц можно как на сайте лаборатории, так и на планшете или мобильнике (версия попроще).

скачать приложение Для Андроида здесь, для Apple здесь. Вы замечаете, кстати, когнитивные предпочтения многих людей ставить в списке сначала приложения для iOS, а только за ним — для Андроида? Ну, тут такого нет :)

Я уверен, что даже эта небольшая программка вполне успешно может работать против депрессии. Некогда объяснять, как говорится, но она просто обязана работать.

Программа была показана в работе в документальном фильме BBC The Truth About Personality, который стоит посмотреть в любом случае.

Собирая паззлы

ЭЭГ Начал я пробовать свою идею, про которую писал в предыдущей заметке. Давно я не брал в руки EEG (ну как давно – с прошлой недели). Но этот Qpet, в самом деле давно. Уж не помню, сколько не пользовался электродами, которые надо лепить на себя, в отличие от мокрых или сухих. Начал я с протокола по тренировке SMR (сенсомоторного ритма) в Cz, с подавлением высокой беты и тета-ритма.

Для тех, кто не в курсе, SMR, открытый Барри Стерманом в конце 60-х годов прошлого века, это ритм в 12-15 Hz в сенсомоторной коре. При тренировке он создаёт повышенный порог к чувствительности к эпилептическим припадкам, показал себя как один из методов нормализации поведения при синдромах гиперактивности, при мигренях и проч. Ритм ассоциируется со спокойствием в теле, готовности совершать моторные действия, с повышенной концентрацией внимания внешнему миру, и улучшения работы памяти.

нейронная обратная связь Использую BioExplorer с NeuroPuzzle с подобранными картинками.
По ходу буду добавлять разные обратные связи, и думаю проделать это в марафонском стиле, за минимальное количество дней. Это создает дополнительный эффект (протокол Пенистона, то сё).

Что удивительно, эффект предыдущих тренировок, хоть и очень давних, ощущается: буквально минут через 10 пришли такие сложно описываемые ощущения некоего контроля над своим состоянием, хоть и ненадолго, но столь явственные, хоть клади их на весы и замеряй.

Все же, нейрофидбак – отличная штука, каждый должен попробовать.

Ограничение калорий и не только. Часть шестая. Молодость в твоей голове.

sirtuin-3 Предыдущие части здесь.

За последние пару десятков лет учёным удалось открыть несколько сигнальных маршрутов в организмах животных и регуляторов, отвечающих за продление жизни. К их числу относятся инсулиновый и инсулиноподобный факторы роста 1 (IGF-1), мишень рапамицина млекопитающих (mTOR, mammalian target of rapamycin) и сиртуины. Сиртуин 1 (Sitruin 1), — протеин, который кодируется у человека геном SIRT1. Исследований по этому протеину, гену, и его активации сегодня хватит, чтобы заполнить грузовик, и это, конечно, все равно недостаточно.

Нас интересует лишь один аспект работы этого комплекса – продление жизни. Сиртуины были найдены за работой по адаптации метаболизма к изменениям в диете и поддержке гомеостаза у млекопитающих. Так, например, активация гена, кодирующего эти протеины, была обнаружена в условиях ограниченного питания. Упрощённое объяснение – когда организм находится в условиях ограниченного питания, организм посредством этого комплекса пытается регулировать и отчасти консервировать свою деятельность, что приводит к положительным изменениям, в частности к продлению жизни и омоложению. К слову, впервые концепцию ограничения питания как метод достижения хорошего здоровья и долгой жизни сформулировал Экикен Каибара, японский философ, в 1713 году. Он скончался на следующий год в возрасте 84 лет, что по меркам 18 века было очень неплохо.

Вот почему многие надежды у людей связаны с диетой с ограниченным содержанием калорий. Вот почему ещё большие надежды связывались с методами и компонентами, которые могли бы мимикрировать такую диету в организме – например, деятельность резвератрола, молекулы, действие которого в организме приводит к активации/деактивации части тех же генов, что и при диете с ограничением калорий.

Что будет, если мимикрировать эффект диеты напрямую, путём производства сиртуина в организме? В сентябрьском номере журнала Cell Metabolism, профессор Шин-ичиро Имаи с коллегами опубликовали работу (Satoh et al., 2013), которая и ответила на этот вопрос.

Диета с ограниченным питанием существенно увеличивает уровень протеина Sirt1 и вызывает нейронную активацию в дорсомедиальном и латеральном гипоталамическом ядре (dorsomedial and lateral hypothalamic nuclei), чего не происходит у мыши с дефицитом Sirt1. Возникла гипотеза, что именно эти изменения в гипоталамусе защищают связанное со старением снижение митохондрических функций в скелетных мускулах, изменения в физической активности, температуре тела, потреблении кислорода и качестве сна.
Для изучения работы сиртуина была создана мышь со сверхэксперессией гена SIRT1 в большинстве тканей организма и мышь-BRASTO (brain-specific Sit1-overexpressing) – где увеличенное производство сиртуина происходит только в головном мозге.

Мышь со сверхэкспрессией SIRT1 во всем теле не показала какого-либо существенного продления жизни. А вот BRASTO оправдала надежды. Профессор Имаи со своей командой показали, что у 20-ти месячной крысы (эквивалент 70 летнего человека) показатели здоровья и активности были аналогичным 5-ти месячному возрасту (20 летнего человека). В среднем продолжительность жизни увеличилась на 16% для самочек и 9% для самцов. Если перенести это на людей, то это равнозначно 14 дополнительным годам для женщин и лет 7 для мужчин. Иначе говоря, для женщин это означало бы продление жизни до 100 лет, для мужчин – до 80 с половиной.

Причём мыши могли есть сколько угодно, безо всякого ограничения, в любое время. BRASTO мышки лучше и крепче спали. Смерть от рака для них откладывалась, в сравнении с контрольной группой. Имаи заметил, что изменения говорят не о замедлении процесса старения, а об его откладывании; скорость старения при этом не изменялась.

модель работы Sirt1 в гипоталамусе для продления жизни
Выше: Модель роли гипоталамического Sirt1 в регулировании старения и продления жизни у млекопитающих. В гипоталамусе, а именно, в дорсомедиальном и латеральном гипоталамическом ядре, Sirt1 повышает экспрессию Ox2r (рецептор орексина второго типа) и нейронную активацию. Увеличенная нейронная активация в гипоталамусе стимулирует отдел симпатической нервной системы и поддерживает митохондрические функции скелетной мускулатуры, а также тонизирует физическую активность, температуру тела и потребление кислорода. Одновременно сохраняется «молодое» качество сна в процессе старения. Все это поддерживает физиологические характеристики, присущие молодости и приводит к продлению жизни.

Это, несомненно, интересное открытие, которое послужит отправной точкой для многих исследований. Практически, для человека, сейчас это не означает почти ничего: нельзя заново родиться с повышенной экспрессией какого-то гена в гипофизе. Изменить экспрессию этого гена с помощью химических или физических методов тоже возможности пока нет. Но меня заинтересовала возможность такой специфической активации гипоталамуса посредством исключительно психологических методов, и возникла пара идей, которые я собираюсь проверить. Преимущество таких методов – в том, что можно не ограничиваться одним феноменом – на сиртуинах свет клином не сошелся. Одна из идей касается нейронной обратной связи – возможности с помощью ЭЭГ (и не только) «увлечь» мозг идеей омоложения и продления жизни. Конечно, у меня нет возможности отслеживать активацию протеинов в гипоталамусе, но, как видно, есть множество других переменных второго порядка. Да вот прям сейчас и приступлю…

Satoh, A., Brace, Cynthia S., Rensing, N., Cliften, P., Wozniak, David F., Herzog, Erik D., . . . Imai, S.-i. (2013). Sirt1 Extends Life Span and Delays Aging in Mice through the Regulation of Nk2 Homeobox 1 in the DMH and LH. Cell metabolism, 18(3), 416-430.

Картинка в начале статьи — сиртуин (Visual Science)

Ай-трекер за 99 долларов

Датская компания The Eye Tribe анонсировала начало продаж своего миниатюрного ай-трекера ценой всего в 99 долларов. Получив за последние года гранты на разработку управления глазами для мобильных устройств, компания, похоже, придаст ещё больший импульс применению этой технологии.

Ранее они заявляли о выпуске программного обеспечения и SDK для устройств на Андроиде. Практически это означало, что ай-трекер, уже установленных в моделях телефонов, таких как Galaxy 3 и 4, мог бы быть использован в большей степени, чем сейчас (хотя, я могу ошибаться). В любом случае, оснащение новых моделей телефонов или планшетов ай-трекером сегодня – вопрос нескольких долларов, не дороже камеры. Полезный софт – вот что необходимо рынку. Однако компания решила сосредоточиться в первую очередь на производстве собственного ай-трекера, достаточно небольшого, чтобы работать с планшетниками.

И вот он готов и имеет весьма неплохие технические характеристики, весит 70 грамм, и по размерам является самым миниатюрным ай-трекером на сегодня (20 x 1.9 x 1.6 см). Прибор работает только с USB 3, пока только для Windows систем, и готов к использованию с планшетом. Кстати, держатель прибора для планшета стоит 50 долларов. Воистину, электроника становится сравнимой с ценой пластмассы.

Сегодня предлагается только SDK и открытое API, и это нормально для разработчиков, но если вы собирались тут же начать его использовать, придётся подождать или просить знакомого программиста. Заказы принимаются, поставка обещается к концу года.

Жизнь – программный код: как мы стали предсказуемыми?

big data Вы можете пожать плечами, если вас спросить, где вы будете в три часа в следующую среду, но модель с большой вероятностью будет знать об этом.

Какова роль случайных факторов в человеческом поведении и до какой степени наше поведение предсказуемо? На эти вопросы пытались ответить ученые на одном из симпозиумов ежегодной конференции Американской ассоциации содействия развитию науки (AAAS) в феврале 2013 года в Бостоне. Вопросы актуальные: огромные массивы данных, которые производит современное технологическое общество, вкупе с новыми инструментами анализа создают невиданные по точности возможности для предсказаний социального поведения.

Например, детальную информацию о наших перемещениях имеют мобильные операторы. Команда исследователей из Northastern University в Бостоне собрала такие данные о 50 тысячах человек за три месяца, делающих или получающих хотя бы один вызов по телефону за два часа. Они создали математическую модель и обнаружили, что предел предсказуемости нахождения человека в любой момент времени составляет 93%! Еще более удивительно, что не было ни одного случая, где предсказуемость опустилась бы ниже 80%.

Кажется тривиальным предсказывать жизнь работающего человека в большом городе, с маршрутом дом – работа – дом. Стоит учесть, что данные, с которыми приходилось работать, были не идеальны: ученые получили лишь приблизительное местонахождение человека и только тогда, когда он делал или получал вызов. Все другое время человек был невидим, тем не менее модель могла справляться и с этим.

К слову, именно 80% точности предсказания сегодня достигли и математические модели, описывающие движения и фиксации глаз человека при просмотре визуальных стимулов, будь то реклама, либо натуральные сцены жизни. Эти движения глаз опосредованно отражают ход мышления и процесс принятия решения. Супермаркеты также используют такие модели и по картам лояльности с высокой точностью предсказывают наши покупки и даже то, что у вас в семье скоро будет ребенок.

Каждый из нас считает себя уникальным и неповторимым и жаждет больше спонтанности и изменений в жизни, но, как видим, хорошо предсказуем и с математической точки зрения почти ничем не отличается от другого.

Вот еще пример. Необходимость в постоянной мобильности требует новых подходов к городской и пригородной транспортной инфраструктуре. Скорость роста новых городов, особенно в Азии и Африке, вынуждает искать новые методы регулирования трафика. Группа, которую представляла Марта Гонзалес из Массачусетского технологического института, также использовала данные мобильных операторов, чтобы понять динамику использования дорог и предсказывать транспортные движения и проблемы. Ученые обнаружили, что пробки образуют лишь небольшое число источников дорожного движения. Это позволяет создать эффективную стратегию, снижающую время путешествия через всю транспортную систему. Для этого модели надо «скормить» данные нахождения наших телефонов.

Другая тема предсказаний социального поведения – распространение заболеваний. Дирк Брокманн из Northwestern University считает, что динамика эпидемий становится понятнее, если смотреть на нее под новым углом. Его группа использовала данные транспортных сетей. Более 3 миллиардов людей ежегодно летают самолетами, и эту мобильность можно предсказывать. Ранний пример, вдохновивший на последние идеи, – это отслеживание банковских купюр на сайтах Wheresgeorge и Eurobilltracker.com. Это позволяет ученым собирать массивные объемы данных, анализируя которые, можно опосредованно судить о мобильности людей.

Существующие модели основываются на географической дистанции, но это делает картину неполной. Например, Нью-Йорк и Лондон находятся далеко друг от друга, но ежесуточный трафик между ними составляет 10 тысяч человек, делая эти города ближе, чем, например, географически близкие Нью-Йорк и Милуоки. Города с большим количеством связей, такие как Амстердам, Лондон, Гонконг, – важные центры распространения заболеваний. Когда носители заболевания достигают этих городов, скорость и география распространения достигает максимума. Модель, которую разработали ученые, позволяет довольно точно предсказать ход эпидемии, основываясь только на очаге заражения и числе заболевших. Именно эта модель воссоздала ситуацию 2009 года с эпидемией свиного гриппа H1N1 с поразительной точностью.

Области применения моделирования социального поведения обширны: среди прочего они могут быть полезны для расчета распределения ресурсов в электрических сетях, для предсказания гражданских волнений и распространения компьютерных вирусов. Но таким системам предсказаний предстоит решить еще много сложнейших технических и этических проблем. Например, должна ли такая информация о предсказаниях быть публично доступной в реальном времени? Не говоря уже о террористах, которые могли бы эксплуатировать такие знания для совершения своих злодеяний. Риски неправильного предсказания могут создать колоссальные финансовые и социальные сложности. Владение информацией потенциально усиливает власть и возможность контроля населения.

Другая проблема: в отличие от физической системы, социальное поведение будет адаптироваться к знаниям, полученным в предсказании, а сама информация станет интегральной частью поведения.

Как-то британская служба MI5 подсчитала, что стабильность и порядок в стране могут исчезнуть всего лишь за 48 часов, или за четыре пропущенных приема пищи. Нехватку еды и воды, в результате стихии или волнений, пользуясь современными моделями, можно предвидеть и предотвратить, вернув страну в лоно благополучия. Но это благополучие, в свою очередь, тоже потребует жертв: так, недавнее исследование показало, что после теракта 11 сентября 2001 года больше американцев стали избегать полетов на самолетах, предпочитая автомобили. Именно благосостояние нации – развитая дорожная инфраструктура и наличие автомобилей у большого числа людей – привело к тому, что смертность на дорогах увеличилась. Таким образом, террористы, как заметили авторы исследования, продолжали убивать даже после теракта. Смешно, что мы могли бы предсказать и это и создать еще одну, новую ситуацию. Напоминает «Свидание в Самарре» Сомерсета Моэма.

Не остается в стороне и политика: Болеслав Сжимански из Rensselaer Polytechnic Institute представил модель предсказания смены политического настроения общества (см. подробнее на Slon: «Суперкомпьютер рассчитал, при каких условиях сменится власть в России»). Господствующее мнение большинства может быть очень быстро изменено небольшой группой случайно распределенных людей, не обязательно связанных между собой, способных убеждать других в своей точке зрения, при этом не поддаваясь чужим взглядам. Это критическое число составляет чуть меньше 10% населения. По достижении этой цифры скорость смены политического курса становится драматически быстрой.

А Дирк Хелбинг из Швейцарского федерального технологического института говорит об идее создания математической модели общества в целом. Работы уже ведутся, а их цель – объединить различные модели вроде тех, о которых шла речь, в единую систему симуляции и предсказания поведения общества. Вот видео с его недавним выступлением по этой теме.

Мы становимся все более предсказуемыми и понятными для математических моделей. Они – как волшебное зеркало, которое показывает не только, кто мы и где мы сейчас, но и как нас изменит будущее. Вопрос, прибавится ли от этого в нашей жизни смысла и счастья?

Первоначально опубликовано на Slon.ru

Слушая своё сердце

измеряя пульс Продолжение цикла статей об осознанности. Начало.

Осознанность – процесс активного замечания новых вещей или создания новых объяснений. Когда мы сознательно увеличиваем осознанность, мы можем производить некоторые феномены, которые иным способом достичь невозможно.
Осознанное внимание к сердечному ритму способно его изменять. Именно такую гипотезу решили проверить психологи (Delizonna, Williams, & Langer, 2009), проведя эксперименты, в котором образовали четыре группы:

Первая группа замеряла пульс в течение 60 секунд каждые три часа, указывая вид деятельности, которая происходила в тот момент, и вычисляли разницу между замерами;
Вторая группа замеряла пульс в течение 60 секунд два раза в день, в часы, указываемые экспериментаторами (время каждый день было разное), также вычисляя разницу между замерами;
Третья группа замеряла пульс два раза в день, по пробуждении и перед сном, но не вычисляла разницы (экспериментаторы надеялись, что разница будет несущественной). Эта группа должна была привлечь внимание участников к стабильности.
Наконец, четвертая группа просто каждые три часа записывала, что они делают в то время.

Через неделю людей пригласили в лабораторию и предложили два теста: попробовать замедлить свой пульс или ускорить его, без изменения дыхания и физической активности (без напряжения мускулов), исключительно мысленно. Для замера использовали пульсометры, а участникам дали попробовать 10 раз по 50 секунд каждый раз, с паузами между попытками. Данные тех, кто пытался схитрить и напрягать мускулы, исключили из анализа.

В результате:

Увеличение пульса получалось лучше всех у первой группы. Участники третьей группы достигли почему-то обратных результатов, понизив свой пульс.
В деле понижения пульса все смогли чуть замедлить его, но существенной разницы между группами не было обнаружено.
Вывод, который делают авторы: уверенность в том, что наше состояние стабильно, подавляет возможности саморегуляции. Приобретённые в течение недели знания и опыт, показавшие, что частота сердечного ритма вариабельна, делают это ритм более регулируемым.

Ещё в 1981 году эксперименты показали (Pennebaker, 1981), что мы весьма плохо представляем себе частоту сердечного ритма – как привило, недооценивая её, в среднем, на 20 ударов в минуту. Роль в этом искажении играют либо внешние факторы, которые отвлекают наше внимание от внутренних ощущений, либо внутренние факторы, которые мы связываем с частотой ритма (быстрое дыхание, потливость ладоней и проч.) В любом случае точность крайне мала, зато уверенность в точности высока.

Меня не устраивают скромные результаты, достигнутые в ходе этого эксперимента, хотя сам факт изменений, безусловно, интересен. Вполне вероятно, одной недели на такие тренировки мало. Очевидно, что осознанное привлечение внимания к пульсу в течение более длительного, чем неделя, времени улучшит точность восприятия пульса, а вот что за этим последует – вопрос. Вероятнее всего, это, являясь одним из методов обратной биологической связи, улучшит работу сердечнососудистой системы, эмоционального контроля и других функций. Сегодня, когда пульсометров на рынке — несметное количество, в том числе, работающих с мобильными устройствами, поэкспериментировать с этим несравненно легко.

Delizonna, L. L., Williams, R. P.. & Langer, E. J. (2009). The effect of mindfulness on heart rate control. Journal of Adult Development, 16(2): 61-65.

Pennebaker, J. W. (1981). Stimulus characteristics influencing estimation of heart rate. Psychophysiology, 18(5), 540-548. doi: 10.1111/j.1469-8986.1981.tb01824.x.