2016 г., леко объркан преглед на невронауката

В който броим 5 истории, които може би сте пропуснали през 2016 година

Здравейте и добре дошли в първия годишен годишен преглед на Спайк (ах, hubris, мой стар приятел, добре да се видим отново). 2016 г. беше доста наситена с събития, или поне така ми казва Twitter. Лично аз се чувствам към Чарли Брукър. Как, по дяволите, ще се побере всичко до един час на Wipe 2016? Това ще бъде видеомонтаж от ада, с случайни порязвания на избледнялото лице на Чарли, сам в апартамента си, отекнал всичките ни страхове.

Затова нека бъдем строги по отношение на нашата компетентност, за да не бродим по тъмни пътеки. Тук сме, за да говорим за великата, предизвикваща умиление и богоужасното в системите невронаука през 2016 г. И в по-широкия свят на науката, които засягат всички нас, независимо от дисциплината.

За вашето изтриване имаме:

5: Партньорската проверка понякога е епично разбита 4: Природата достига до надървената - тази максимална продължителност на живота 3: Състезанието за оръжие на невронауките в системата става свръхнова 2: Бавният, агонизиращ срив на репутацията на границата 1: Лечение на Алцхаймер, използвайки счупен телевизор?

Така че останете на любимата си музика за отброяване на графиката и четете нататък. Не сте се сгодили? Щракнете тук [харесвайте малко класически технологичен дом за всички времена (да, това е нещо) вместо това? Тук. Не чукайте растенията с разклатените си крайници, след като ударите играта]

5: Партньорската проверка понякога е епично нарушена.

Партньорска проверка. Подавате вестник в списание. Обикновено 2 до 4 от вашите връстници преглеждат този документ, като изпращат коментарите си обратно в редактора. Коментарите се събират, от време на време се редактират и ви се изпращат за действие. Обикновено това действие е: псувайте се като отряд, който току-що е загубил заплатите си за цяла седмица на кон, докато забива пръсти във врата и пуска пинтата си.

Защото понякога партньорската проверка е глупаво нарушена. От многото доказателства тази година предлагам обикновена извадка.

Доказателства 1. Доклад беше публикуван в сп. EMBO след 5 години преглед. ПЕТ. Не всички в един журнал, слава богу. Старшият автор беше толкова ядосан, че излезе с прессъобщение, не за слава в полза, което цялото човечество ще спечели от този документ, а за процеса на преглед. И колко нечовешки е ужасно да се справим с всеки проект, който се осмелява да прекрачи границите между дисциплините. Усещаме неговата болка.

Доказателство 2. Документ беше отхвърлен от PLoS Computational Biology след 4 кръга на ревизия, тъй като не беше „достатъчно широк интерес“ извън „изчислителната невронаука“. Разбира се, редакторите обикновено са заети академици и са само хора. И редакционните стандарти в списанията варират в зависимост от това кой редактор е назначен на хартия. Но човек се чувства принуден да отбележи, че тук са нарушени минимални редакционни стандарти: (i) неговата уместност трябва да е очевидна още от първото му представяне; (ii) имате „изчислителни“ в кървавото заглавие на вашия дневник.

Този вид лечение прави нормално резервирани, интелигентни и внимателни хора да полудяват балистични (буквално току-що включих Twitter, за да вземем този последен пример). Защо? Защото години на труд се изсипват в тези отделни документи. А кариерата на хората зависи от тяхното публикуване. Не е хубаво хартията ви да бъде публикувана 3 години след като вече нямате работа.

Успокояващо открихме, че дори Карел Свобода получава тази неразбираема глупост от рецензенти на своите документи. Хората, които искат анализ и експерименти, които не са от значение за изследването. Хората, които твърдят, че „вече знаехме това“, когато явно не го правим. Лоши новини за него; слушащи новини за по-малко смъртни, които също трябва да се справят с този вид странност.

Повторете след мен: „Аз съм отговорен рефер. Не искам повече експерименти или анализи, освен ако те са жизненоважни - жизненоважни - за тестване на основната хипотеза на статията. Не искам повече експерименти или анализи, само защото има нещо, което ми е любопитно. "

„Аз също не използвам обиден език в отзивите си“. Невероятно е, че хората трябва да им казват това.

4: Природата достига до надр

Списанието Nature се появява два пъти в този списък. Ето лошото влизане. Те публикуват зверска хартия, в която твърдят, че хората са достигнали максималния си възможен живот. Колко лошо? Холандският вестник NRC пусна три - един, два, три - разследващи доклади за това, как този документ го превърна в печата.

Позволете ми да ви дам вкус на неговата несметна ужас. Нейното заключение, заглавието му, цялата му причина да бъде публикувана: максималният възможен живот на хората не се увеличава. Това заключение е на фигура 2а. И проваля основната статистика. Целият аргумент е, че възрастта на най-възрастния човек, който умира всяка година, не нараства. Ето техния сюжет:

Този сюжет показва за всяка година на колко години е бил най-старият човек, който е умрял. Двете линии са монтирани чрез линейна регресия. Те са монтирани отделно към оранжевите и лилавите групи. Забележки: Данни от базата данни GRC, взети от уебсайта NRC.nl. Тези данни са в разширени данни, фигура 6 от документа на Dong et al. Наборът от данни за GRC е по-пълен набор от данни от използваните във фигура 2а от Dong et al, за които Dong et al твърдят, че показват същите заключения.

Проблемът? Цялото им заключение се основава на онази втора, лилава линия: тя не върви нагоре. Което казаха, означава: след около 1990 г. най-старата възраст при смъртта не се е увеличила - ако не друго, тя намалява. Но това е така, защото те начертаха две линии вместо една. Защо начертаха две линии? Никой не знае; хартията не казва. Ако просто начертаем данните, без редове, можем да видим, че всъщност най-старата възраст при смъртта продължава да продължава:

Същите данни като по-горе, без монтирани линии.

И ако просто приспособим един ред към тези данни, получаваме ...

Същите данни, както по-горе, но с линия, прикрепена към всички събрани данни (използвайки стандартна линейна регресия, абсолютно същата като в документа на Dong et al 2016). За записа: R² = 0,44, P <0,00001

Там един параграф и цялата книга е фалшифицирана. Използвайки абсолютно същите методи, по същите тези данни можем да достигнем точно обратното заключение: максималният човешки живот се увеличава.

(И така, това е вярно? Нито едно от двете не е вярно. Това е въпросът: само с една точка от данни на година, не можем да правим изводи достатъчно силни, за да бъдем публикувани в качествен журнал, камо ли за създаването на кариера, всесилен , брутално селективно списание, което е Nature. Тя никога не трябваше да бъде изпращана за преглед, тъй като това е чиста глупост).

Това отне около 15 минути. Повечето от това грабваха данните. Работата е в това, че природата вдига голям шум от постоянен статистически персонал. Не видяха ли тази хартия? По-лошото, видяха ли тази хартия?

[Актуализация 21/12/16: други екипи реагираха на този документ, използвайки далеч по-внимателни, задълбочени анализи, отколкото моите - но всички със същото заключение: ако нещо, максималният им живот се увеличава.

Вижте повторния анализ и код на Philipp Berens & Tom Wallis тук

Прочетете обяснението на Адам Ленарт, използвайки действителен модел за данните тук]

3: Надпреварата за технологични оръжия в невронауката е супер загряваща.

Това са две глупости. Нека имаме щастливо нещо. Искаме да запишем колкото се може повече шипове, от колкото повече неврони едновременно, колкото е възможно в рамките на законите на физиката. Защо? Тъй като невроните говорят помежду си с помощта на шипове, а тези шипове предизвикват всичко: да виждат, чуват, движат се, мислят. Така че разбирането на шипове е разбирането на мозъка.

Тази година имахме огромен скок напред в: * Потенциалът да разберем активността в мозъка на ниво единичен неврон. Имахме поне четири документа за едновременно изобразяване - заснемане на хиляди неврони в различни региони на кората, от: Svoboda; Chen & Helmchen; Sur; и Спенсър Смит. С тази технология можем един ден да наблюдаваме как информацията преминава от една област в друга, да гледаме как усещането се превръща в действие, мисълта да се превръща в дело.

* Потенциалът да разберете какво прави цял локален регион на мозъка. Друг подход е директно записване на електрическата активност на всеки неврон. Което се нуждае от електроди. Проблемът е, че тяхната електрическа активност е много слаба. Така че колкото повече електроди можете да стигнете до мозъка и колкото по-близо те могат да стигнат до невроните, толкова по-добре ще можете да сортирате сигнала от шума. Въведете: Невропиксели. Тази технология за запис, разработена от Janelia Farm и тествана от Allen Brain Institute и UCL, изтръгва близо 1000 електроди на 1 сантиметър; така че всеки сантиметър от сондата е в състояние да улавя стотици неврони наведнъж и всеки шип от тях. Колкото и да е плътна картина на локалната активност в кората, както може да се надяваме.

* Потенциалът да разберете какво причинява невроните да се запалят. Образното използване на калций не вижда шипове, а индиректна мярка за външния им вид. Записването на шипове ни казва кои неврони са били активни, но не и това, което ги е накарало да бъдат активни. В свят на мечти бихме могли да представим директно всички промени на неврона в напрежението: не само (относително) масивен скок, но и всички трептения на напрежението, предхождащи го, причинени от входове в този неврон. Тогава всъщност можехме да видим какво е причинило да се развие неврон. Тази година направихме драматична крачка към тази приказка. В началото на декември лабораторията на Марк Шнтицер представи света на TEMPO - метод за изобразяване на промените в напрежението на всички неврони в малка зона. С това те можеха да видят кога входовете към тези неврони са синхронизирани и дали тези входове са инхибиторни или възбуждащи. И всичко това в мозъка на движеща се, мислеща мишка.

(За протокол, този вид технология работи при безгръбначни животни - пиявици, морски охлюви - от няколко десетилетия. А тези безгръбначни момчета и гелове са почти в момента, в който могат да запишат мечтаните трептения на напрежението, които причиняват скокове. )

* Знаейки къде отиват тези шипове, след като неврона ги е изпратил. Това е другият ключ за разбирането на мозъка, знаейки кои неврони получават всяко съобщение. Тази година имахме публикацията на откровено научнофантастичната RNA техника за баркодиране на Тони Задор, която позволява да се проследят индивидуалните връзки между неразбраните числа неврони. По принцип вие инжектирате синтетично синтезирана РНК - баркод - във всеки неврон, уникална последователност във всеки от тях. РНК с баркод се пренася по аксоните на невроните, през синапсите и в клетъчните тела на целевите неврони. Така че взимате областта на мозъка в целевия край и последователността на РНК във всяко клетъчно тяло: когато намерите уникалния баркод на РНК - бинго! Двойката неврони бяха свързани. Най-накрая можем да знаем със сигурност, че един неврон предава съобщения на друг.

Чакайте, чакайте, там се казва „потенциал“. Защо просто "потенциал"? Защото тези технологични постижения са само първата стъпка. Втората стъпка е да се направи някаква наука с тях. Тествайте хипотеза. Макар че би било полезно, ако имаме някои хипотези за тестване.

2: Бавният, агонизиращ срив на репутацията на Frontiers.

О, Хенри. Frontiers in Neuroscience стартира през ноември 2007 г., с две прости, но вълнуващи * иновации. (* Вълнуващо за академични издателства намигвания). Първо, главното списание бе подкрепено от набор от само онлайн специализирани списания, неща като Neural Circuits и Computational Neuroscience. Най-добрите доклади в тези специализирани списания бяха оценени спрямо основния дневник, като се гарантираше, че общността ще реши кое е добро, а кое не. Това, за съжаление, не продължи дълго.

Второ, процесът на преглед беше - и е - изцяло онлайн: всеки рецензент има собствен форум, а авторите, рецензентът и редакторът по принцип могат да обсъждат исканите промени, преди да ги направят. Това намалява месеците на загубено време, изпращайки писмени отзиви напред и назад по имейл. Така че, когато рецензент напише нещо, което не разбирате, можете директно да ги попитате какво са имали предвид. Прекрасна.

Frontiers беше и първото списание за невронауки с отворен достъп: плащате такса, когато публикувате книгата си, и всеки може да я изтегли безплатно. Изглежда, че е бъдещето. Колко лошо нещата се объркаха.

Алармените камбани започнаха да звънят преди няколко години, когато за една нощ на уебсайта им се появи нещо като 40 нови заглавия на списанията. Това веднага казва: ние сме в него за парите, а не за качеството.

Количеството на нежелани комуникации от Frontiers също се разрази, като покани предложения за специални въпроси в най-малка степен. Това веднага казва: ние сме в него за парите, а не за качеството.

Джефри Беъл в черен списък на Frontiers през 2015 г., с мотива, че те действат като „хищнически“ издател, за да печелят пари, за да не публикуват качествена наука. И е трудно да се спори с него.

И тази година? Откъде да започна? Списък: (1) Те посетиха институцията на Джефри Беал и написаха заплашителни писма до неговите работодатели.

(2) Доклади за тактики за продажба на натиск, стил на корпоративните продажби

(3) Доклади за редакционния натиск, за да се размахват през ужасни документи, за парите.

(4) Те публикуваха доклади относно: (i) как хлябът може да причини психични заболявания (ii) неразбираеми глупости (iii) по-неразбираеми глупости (iv) особено бизарска теория на конспирацията (v) проучване против ваксинация. Едно, което се основаваше на миниатюрно онлайн проучване на майки с деца в домашни условия и попита за тяхното мнение за когнитивните проблеми на детето им. Това беше изтеглено в рамките на часове след публикуването му в интернет.

[Хед-съвет тук към неуморния стремеж на Леонид Шнайдер към извратените практики в цялата наука: прочетете неговия разследващ репортаж тук].

Основните списания за невронауката, които съществуват от самото начало, имат своята репутация безвъзвратно опетнени. Още една малка област от академичните среди е изопачена от пари.

1: Можем ли да лекуваме болестта на Алцхаймер, като гледаме счупена телевизия?

Преди няколко седмици поредното високопрофилно проучване на лечението на болестта на Алцхаймер се оказа неуспешно. Спрян в следите си, защото нямаше откриваема полза от приема на наркотика. Лекарството се опита да изчисти протеините от боклука - бета-амилоидите - от мозъка. Но ако това стана, тогава това не промени упадъка на паметта и на способността да се мисли.

Мрачно време. Тогава, напълно излязъл от лявото поле, се появи един от онези документи, които са „това са просто бонуси“ в Nature (ръководител Хана Иакарино и Анабел Сингър, ръководена от Ли-Хуей Цай). Бонкери по добър начин: лечение на болестта на Алцхаймер, като се гледа екрана. За час.

Когато работи добре, Cortex има силен подпис, който можем да открием дори със записи извън мозъка (като ЕЕГ). Невронната активност в много области на кората за кратко се увеличава и намалява с 40 пъти в секунда, особено когато обръщате внимание на нещо. При болестта на Алцхаймер този подпис е нарушен.

Така че авторите си помислиха „ей, ами ако върнем трептенията 40 пъти в секунда? Това би ли помогнало? “

Да. Да, би било.

Те взеха някои мишки с нещо подобно на болестта на Алцхаймер. Те директно връщат трептенията обратно чрез стимулиране на специфични неврони в кората, които биха предали осцилацията през цялата околна кора. Когато направиха това, боклуковите протеини бяха нарязани наполовина. Готино.

(Странно е обаче. Защото как на земята прави невроните да стрелят заедно да изчистват протеини от боклука извън невроните? Никой не знае. Но ключови вероятно са лошите отношения в невронауката, клетките в мозъка, които не са неврони: glia . Мислете за мозъка като викторианска селска драма. В главната къща аристократите, пируването, клюките, капризите, създаването на външния свят, всички видими шумове и движения. Невроните, кокошките в светлината на прожекторите. Pokey таванско помещение и мазе, подслужници, почистване, подготовка, изчистване на боклука. Тихият glia. Мозъкът на Алцхаймер е като това, което се случва, когато слугите стачкуват. Много скоро аристократите се клатят в собствената си мръсотия, гладуват, не могат да пирувам, клюки или да гаврим. Бавно умира от неспособност. Предполага се, че в тази метафора колебанието 40 пъти в секунда е еквивалент на това да дадеш на слугите повишение, което те поискаха).

Сега така се случва, че можем да накараме кортекса да произведе това колебание 40 пъти в секунда доста лесно: показваме му малко трептене на светлината с 40 пъти в секунда. Така авторите сложили мишките си в кутия с такава светлина и ги оставили за час. Протеините за боклук бяха нарязани наполовина.

Ако това проучване е вярно, тогава бихме могли да лекуваме болестта на Алцхаймер, използвайки някои наистина нискотехнологични решения. Без хапчета, без операция, просто мигаща светлина.

Да изхвърлиш един. Може би си спомняте онези добри стари катодни тръби - телевизори и монитори, които тежаха повече от горила - освежени с 50 или 60 пъти в секунда. Така че, ако вземем един от онези стари телевизори и го прекъснем, за да се освежи с 40 пъти в секунда, тогава ние имаме нашата трептяща светлина. Може би дори може да работи при тези по-високи 50 и 60 процента за секунда.

Това е голямо, ако. Вече има предложения за някои проблеми с този документ. Не на последно място, че както е тъжно типично, много експерименти са използвали само шепа животни - така че нямаме представа дали наблюдаваните ефекти са силни или не. Въпреки това, при евтино лечение без странични ефекти, буквално няма вреда да се опита това в клинично изпитване. (Освен, разбира се, че тук няма да се правят пари, защото нищо не трябва да се произвежда и продава. И така, кой ще финансира изпитанието?)

И дори и да се окаже, че е прането на гьол, хартията е поставила вълнуваща идея там: потенциалът за лечение на Алцхаймер, без изобщо да се налага да се забърквате с мозъка - без лекарства, без операции, без електроди, просто проста, ежедневна технология , И това е мечта, която си струва да се преследва.

Имаше толкова много повече. Маркъс Майстър използва изчисления за обратната обвивка, за да покаже, че скорошните големи твърдения за контролиране на активността на невроните с помощта на магнетизъм не са били физически възможни. Оптогенетиката сега работи - правилно - в примати. Откриване, че дори и в невронауката на системите има тролове (не обичате ли просто проза, написана изцяло в елипса ...? Дава повече представа ... в психологическата ... фрагментация ... отколкото ... една година ... терапия).

След като Обама подписа над 1,5 милиарда долара за финансиране на следващите 10 години от проекта BRAIN в един от последните си актове като президент, има голям шанс да настъпят по-зрелищни аванси. Сега има толкова много национални „мозъчни” инициативи, че списанието Neuron посвети цял брой, за да ги обсъди. Ще оставя на читателя да реши дали това е добро нещо. Златната ера на системната невронаука не показва признаци на отпадане.

Искам още? Следвайте ни в The Spike

Twitter: @markdhumphries