3087
Описание отсутствует
Про эффект ‘буба-кики’ (ассоциацию звуков с геометрической формой) вы наверняка знаете.
Оказывается, это не исключительно присущая людям и млекопитающим штука и кросс-модальная ассоциация есть и у других позвоночных.
Вот, черепашки при прослушивании высокочастотного звука шли открывать дверцу с прилепленным к ней маленьким диском, а дверцу с большим диском - в случае звука низкой частоты.
Так что такого рода кросс-модальная ассоциация эволюционно не сильно нова и есть и у рептилий 🐢
Crossmodal association between visual and acoustic cues in a tortoise (Testudo hermanni)
(в дополнение к вопросу выше: каскадные реакции усиливают кратно, в миллионы раз, действие единичных молекул на рецепторы. Т.е. в рассматриваемом случае образование одного комплекса молекулы адреналина с рецептором приводит к образованию десятков миллионов молекул глюкозо-1-фосфата, где на каждом шаге реакции число молекул увеличивается. Это необходимо, потому что рецепторов адреналина не так много на единичной клетке: при прямой реакции без промежуточных звеньев на выходе получалось бы слишком мало глюкозы из гликогена)
Читать полностью…
#tda#biotech#ml
Artificial intelligence-aided protein engineering: from topological data analysis to deep protein language models
Обзор методов, включающих TDA и NLP, применяемых в белковой инженерии
Воркшоп с крутыми лекциями вокруг проблемы distance matrix completion (вторая лекция от Чарльза Джонсона — формулировка проблемы)
http://www.fields.utoronto.ca/activities/20-21/constraint-distance
Мое вдохновение для выхода из сложных жизненных ситуаций - жук Regimbartia attenuata
Будучи проглоченным лягушкой, Реджи знает, что в конце тоннеля есть свет, к нему он и ползет (убедились, что он не по течению течет, а прям проактивно это делает, склеив нескольким жучкам лапки воском и отдав на съедение лягушкам; те не выползли).
*саундтрек из фильма «Миссия невыполнима* и видео мастер класс по вылезанию из клоак
Active escape of prey from predator vent via the digestive tract
Using topology to study the geometry of neural correlations
Abstract: Betti curves of symmetric matrices are a class of matrix invariants that depend only on the relative ordering of matrix entries. These invariants can be computed using persistent homology, and can be used to detect underlying structure in biological data that may otherwise be obscured by monotone nonlinearities. Here we review some previous applications of Betti curves to study hippocampal and olfactory data. We then show some new theorems that characterize Betti curves of rank 1 symmetric matrices, and illustrate how these Betti curve signatures arise in natural data obtained from calcium imaging of neural activity in zebrafish.
Evolution of a minimal cell
Even one of the simplest self-replicating organisms on the planet can adapt. During just 300 days of evolution in the lab, the generational equivalent of 40,000 human years, measly minimal cells regained all the fitness they had sacrificed
https://xenaproject.wordpress.com/2019/07/06/a-computer-generated-proof-that-nobody-understands/
"Very early on when I was reading about this formal proof verification game, I learnt about the Robbins Conjecture. Let me start this post with an overview of what this conjecture is, and how it was proved by a computer, and how the proof is easy for humans to understand. Then let me tell you about Bruck Loops, where the situation is quite different, and finally let me tell you about fancier mathematical objects and why things aren’t so easy in that case."
Смена парадигмы о взаимодействии нейронов через химические синапсы?
В прошлом месяце в журнале Neuron вышла обзорная статья "Synaptic and circuit functions of multi transmitter neurons in the mammalian brain" [1], которая, по-видимому, означает смену парадигмы о взаимодействии нейронов через химические синапсы - конец эпохи т.н. "принципа Дейла", на основе которого нейроны разделяли на возбуждающие и тормозящие, см. ниже. Соответственно, это так или иначе приведет к фундаментальному пересмотру всей области т.н. "нейронных вычислений".
Согласно эмпирическому принципу Дейла [2], все исходящие синапсы нейрона могут быть либо только возбуждающими (т.е. сигналы, поступающие через них на нейрон-получатель приводят к возрастанию его потенциала), либо только тормозящими (соответственно, сигналы к нейрону-получателю приводят к убыванию его потенциала). Поэтому можно ввести понятия возбуждающих и тормозящих нейронов. Общепринятая пропорция, используемая в теоретической/вычислительной нейронауке: биологическая нейронная сеть (точнее, нейросети коры и гиппокампа мозга млекопитающих) содержит 80% возбуждающих и 20% тормозящих нейронов [3-6], с погрешностью около 10%.
В статье [1] представлен достаточно обширный экспериментальный материал, согласно которому существуют мульти-трансмиттерные нейроны: их исходящие синапсы могут выделять более одного вида нейротрансмиттера, например, одновременно (в какой-то пропорции) выделять возбуждающий нейротрансмиттер (скажем, глутамат) и тормозящий (скажем, гамк). Насколько я понял, пока остаётся открытым вопрос может ли это быть на уровне одного синапса или же на уровне разных синапсов одного нейрона (в последнем случае, принцип Дейла не отменяется, а уточняется: каждый исходящий синапс нейрона может быть либо возбуждающим, либо тормозящим).
Так или иначе, тема обзора [1] (прикреплён) имеет исключительную важность для нейрофизиологии, поэтому рекомендую его прочитать и независимо критически оценить.
---
[1]: https://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(23)00438-5
[2]: N.N. Osborne (Ed.), Dale’s Principle and Communication Between Neurones (Pergamon Press, England, 1983).
https://doi.org/10.1016/C2013-0-03680-8
[3]: P.L. Gabbott, P. Somogyi, Quantitative distribution of GABA-immunoreactive neurons in the visual cortex (area 17) of the cat, Exp. Brain Res. 61, 323-331 (1986). https://doi.org/10.1007/BF00239522
[4]: C. Beaulieu et al., Quantitative distribution of GABA-immunopositive and -immunonegative neurons and synapses in the monkey striate cortex (area 17), Cereb. Cortex. 2, 295-309 (1992). https://doi.org/10.1093/cercor/2.4.295
[5]: H. Markram et al., Interneurons of the neocortical inhibitory system, Nat. Rev. Neurosci. 5, 793807 (2004). https://doi.org/10.1038/nrn1519
[6]: A.J. Trevelyan et al., The role of inhibition in epileptic networks, J. Clin. Neurophysiol. 32, 227-234 (2015). https://doi.org/10.1097/WNP.0000000000000160
"A human neuron growing inside an organoid in a laboratory dish (at upper left) achieves only a fraction of the size and complexity of a neuron from an organoid transplanted into a rat’s brain (at right)."
Читать полностью…
https://mathenchant.wordpress.com/2020/02/17/chess-with-the-devil/
«…Mathematician Charles Fefferman (…) says that doing math research is like playing chess with the Devil. Or rather, chess with a devil who, although much smarter than you, is bound by an ironclad rule: although you are allowed at any stage to take back as many moves as you like and rewind the game to an earlier stage, the devil cannot. In game after game, the devil trounces you, but if you learn from your mistakes, you can turn his intelligence against him, forcing him to become your chess tutor. (…) Someone who reads a record of the final version of the game (…) may marvel at some cunning trap you set and ask “How on earth did you know that this would lead to checkmate ten moves in the future?” The answer is, you already had a chance to explore that future…»
первый из мейджоров пошел) https://www.dimensions.ai/blog/powering-research-with-dimensions-ai-assistant/ у скопуса пилотный доступ тоже готовится https://www.nature.com/articles/d41586-023-02470-3 кто дальше продвинулся, непонятно, но функционал remarkably similar
Читать полностью…
Копия поста Николая Решетихина из фэйсбука
------
Dear Friends,
For a long time, I did not write anything on Facebook. It is time now.
In 2019 a group of enthusiasts of history of mathematics Nikita Kalinin, Galina Sinkevich, Dmitriy Stolyarov and I started to work on a project on history of mathematics related to St. Petersburg. The
project was intended to be completed for the ICM-2022. Because of the
well-known sad events, this project is still in progress. We are close to finishing it, but we are also running out of resources. You can find the first 150 pages of this book here:
https://drive.google.com/file/d/13oF2FIlYQy3wTkiPjXO23ZxpPcSEc6sx/view?fbclid=IwAR11w12_auq8EfgyjTUakbsb1n9GXEekBKRm6Vfmj_P1pixmpEt-92fdAH8
As of now the book has nearly 500 pages. We need volunteers who can do proofreading. We understand that to do it for the whole text is a gigantic task.
But if you can proofread one or two articles, that would be of a huge help.
If you are willing to do this, please send an email to ( mathspbthm at gmail.com ). We will send you the source file.
Please feel free to repost this message.
Nicolai Reshetikhin.
———
Ссылка на пост:
https://www.facebook.com/permalink.php?story_fbid=pfbid0uWC2T4oNB3bCNFxdHfk3p5KaVoMVwfAVMpDrEpNDzfwEmKds385Uc2LX7ymsdGvdl&id=1236904
Презабавнейшая статья про иррациональность корня из 2.
https://arxiv.org/pdf/2005.03878.pdf
В отличие от традиционного подхода (с доказательством от противного) автор действует чисто конструктивно - по произвольному рациональному приближению a/b > √2 строит новое приближение a/b > a'/b' > √2.
"So we have an algorithm (a variation of a possible Babylonian algorithm [10]) for producing better and better approximations to √2 given any rational number a/b with a/b ≥ √2. And it can’t then be the case that √2 is a rational number" - пишет нам автор и заканчивает на этом статью.
Простая мысль, что между любыми двумя рациональными a/b и c/d тоже можно всегда вставить медианту (a+c)/(b+d), и что это полностью обнуляет его "доказательство", автора почему-то не посетила. Но статья все равно интересна - например, тем, что ее можно показать детям как задачу "найдите ошибку". Мало кто поверит, что ошибка в статье будет в самой последней строчке, уже после всех зубодробительных выкладок.
ГЭБ муравьев-плотников вырабатывает фермент Jhe, который разрушает гормон JH3, влияющий на поведение.
Вариации уровней этого фермента в ГЭБ приводят к тому, что муравьи берут на себя разные роли, например, собирателей или солдат.
Тот же механизм может применяться и у других видов: предварительные данные показывают, что клетки ГЭБ мышей также разрушают гормоны, включая тестостерон.
https://neurosciencenews.com/blood-brain-barrier-behavior-23893/
https://nicholas.carlini.com/writing/2022/paper-release-checklist.html
Читать полностью…
Применение GPT-2 для генерации элементов из пересечения нормальных замыканий: prompt и masking подходы
Applying language models to algebraic topology: generating simplicial cycles using multi-labeling in Wu's formula
Computing homotopy groups of spheres has long been a fundamental objective in algebraic topology. Various theoretical and algorithmic approaches have been developed to tackle this problem. In this paper we take a step towards the goal of comprehending the group-theoretic structure of the generators of these homotopy groups by leveraging the power of machine learning. Specifically, in the simplicial group setting of Wu's formula, we reformulate the problem of generating simplicial cycles as a problem of sampling from the intersection of algorithmic datasets related to Dyck languages. We present and evaluate language modelling approaches that employ multi-label information for input sequences, along with the necessary group-theoretic toolkit and non-neural baselines.
Consistency between ordering and clustering methods for graphs
"While similar characterizations of a dataset would be achieved by both clustering and ordering methods, the former has been studied much more actively than the latter, particularly for the data represented as graphs. This study fills this gap by investigating methodological relationships between several clustering and ordering methods, focusing on spectral techniques. Furthermore, we evaluate the resulting performance of the clustering and ordering methods. To this end, we propose a measure called the label continuity error, which generically quantifies the degree of consistency between a sequence and partition for a set of elements. Based on synthetic and real-world datasets, we evaluate the extents to which an ordering method identifies a module structure and a clustering method identifies a banded structure."
«I can tell you that there are no letters either from or to Pitt in the Russell Archives»
https://hsm.stackexchange.com/questions/7393/what-were-12-year-old-pitts-objections-to-principia-mathematica
Tessellations and Pattern Formation in Plant Growth and Development
"Cross-sections through the meristem reveal a pattern of polygonal tessellation that is suggestive of Voronoi diagrams derived from the centroids of cellular nuclei."
https://arxiv.org/abs/2308.10825v1
Algebraic Topology for Data Scientists
This book gives a thorough introduction to topological data analysis (TDA), the application of algebraic topology to data science. Algebraic topology is traditionally a very specialized field of math, and most mathematicians have never been exposed to it, let alone data scientists, computer scientists, and analysts. I have three goals in writing this book. The first is to bring people up to speed who are missing a lot of the necessary background. I will describe the topics in point-set topology, abstract algebra, and homology theory needed for a good understanding of TDA. The second is to explain TDA and some current applications and techniques. Finally, I would like to answer some questions about more advanced topics such as cohomology, homotopy, obstruction theory, and Steenrod squares, and what they can tell us about data. It is hoped that readers will acquire the tools to start to think about these topics and where they might fit in.
https://plus.maths.org/content/picking-holes-mathematics
two concrete examples of incompleteness by Harvey Friedman
То, что живой мозг шевелится, известно давно. В Токийском университете продвинулись дальше — впервые показали, что выпячивание дендритных шипиков механически запускает работу синапса. То есть нейроны общаются не только импульсами, но и касаниями, буквально.
Шевеление их отростков это не шум, а еще один способ передавать сигнал. Схема проста: набухающий шипик нажимает на пресинаптическй бутон (см. картинку), тот чувствует давление и высвобождает везикулы. Шипик разрастается минут на десять, затем “усыхает” обратно.
Авторы статьи в Nature считают, что у бутонов есть ‘осязание’, и на этом может строиться рабочая память и экзоцитоз, выделение веществ из клеток во внеклеточное пространство. Статья за пейволом, но кому интересно, ловите fulltext.
Подписчики сделали приложение, которое объединяет все статьи с arXiv, bioRxiv, chemRxiv и medRxiv в одном UI.
Потыкать тут: https://synthical.com/
Фичи:
- Similarity search поверх всех статей
- Рекомендации статей на основе истории чтения
- Упрощалка статей с использованием LLM
- Вкладка “trending” c популярными статьями
- Букмарки, комменты
- Можно создавать общие папки со статьями и шерить их со своей командой
- Хайлайты (которые тоже можно шерить)
Фичи из ближайшего будущего:
- Сравнение версий статьи
- Настройка в "упрощалке", чтобы регулировать степень упрощения
- Навигация по пунктам статьи менюшкой
- Адаптивная верстка статей (чтобы с телефона удобно было читать)
- Выводить крутые папки статей на главной
- В поиске побольше фильтров (в том числе поиск по годам)
- Раздел с вакансиями
Кстати, если надо открыть статью с архива, можно заменить в урле arxiv на synthical: https://synthical.com/abs/2308.02500
Расскажите, что вам нравится, чего не хватает, и чего ждете больше всего: @mixedenn
Maturation and circuit integration of transplanted human cortical organoids (2022)
"A cross section through the brain of a laboratory rat reveals the extensive growth of a human brain organoid (bright area on left) transplanted into it. New work shows that the human tissue not only grows but forms working connections with neurons from the rat’s brain."
https://www.youtube.com/watch?v=bEXefdbQDjw (если вы всегда мечтали иметь домашнюю лабораторию, то можно смотреть и завидовать авторам канала)
в дополнение к:
In vitro neurons learn and exhibit sentience when embodied in a simulated game-world
Adaptive flight control with living neuronal networks on microelectrode arrays
Resting brain activity in early childhood predicts IQ at 18 years
Highlights
•Resting brain activity across early childhood predicted 18-year IQ.
•Resting theta power mediated the effects of experiential influences on 18-year IQ.
•Experiential influences on brain and cognitive development emerged early in life.
(хаха значимая нулевая корреляция)
A novel nematode species from the Siberian permafrost shares adaptive mechanisms for cryptobiotic survival with C. elegans dauer larva
в Сибири нашли и разморозили 46 000 летних червей: они живы и очень стары
Жаль вот не было такого инструмента в доступе на третьем курсе, когда я возненавидел УрЧПы - а вот теперь есть! Визуализация двумерных уравнений с частными производными:
https://visualpde.com/
Это reaction-diffusion, с начальным условием в виде портрета Ковалевской. А еще есть что-то более обычное типа волнового уравнения, куда можно потыкать мышкой (повозмущать), и увидеть, как волны таки распространяются. Красота, да и только!