2016, слегка озадаченный обзор неврологии

В котором мы отсчитываем 5 историй, которые вы, возможно, пропустили в 2016 году

Здравствуйте, и добро пожаловать на первый ежегодный обзор The Spike за год (ах, гордость, мой старый друг, рад снова тебя видеть). 2016 год был довольно насыщенным, или так мне рассказывает Твиттер. Лично я чувствую к Чарли Брукеру. Как, черт возьми, он собирается вписать все в один час на 2016 Wipe? Это будет видеомонтаж из ада, со случайными порезами на изможденном лице Чарли, в одиночестве в его квартире, повторяющем все наши страхи.

Так что давайте будем строги в отношении наших полномочий, чтобы мы не пошли темными путями. Мы здесь, чтобы поговорить о великих, вызывающих улыбку и ужасных в неврологии систем в 2016 году. И в более широком мире науки, который затрагивает нас всех, независимо от дисциплины.

У нас есть, для вашего удовольствия:

5: экспертная оценка, иногда, эпически нарушена 4: природа достигает надира - этого максимального срока службы 3: гонка вооружений системной нейронауки становится сверхновой 2: медленный, мучительный крах репутации Фронтира 1: лечение болезни Альцгеймера с помощью сломанного телевизора?

Так что придерживайтесь своей любимой музыки обратного отсчета графика и продолжайте читать. Не пригодился? Нажмите здесь [представьте себе немного классического техно-хауса (да, это вещь) вместо этого? Вот. Не опрокидывай растения своими колеблющимися конечностями, как только ты нажмешь на игру]

5: экспертная оценка, иногда, эпически сломана.

Рецензия. Вы отправляете статью в журнал. Обычно от 2 до 4 ваших коллег рецензируют эту статью, отправляя свои комментарии редактору. Комментарии сопоставляются, иногда редактируются и отправляются вам для действий. Как правило, это действие: поклясться, как отряд, который только что потерял зарплату за всю неделю на лошади, ловя пальцы в двери и бросая пинту.

Потому что иногда экспертная оценка тупо нарушается. Из множества доказательств этого года я предлагаю простой пример.

Доказательства 1. Статья была опубликована в журнале EMBO через 5 лет после обзора. ПЯТЬ. Не все в одном журнале, слава богу. Старший автор был настолько зол, что выпустил пресс-релиз не для того, чтобы прославить пользу, которую все человечество получит от этой статьи, а о процессе рецензирования. И как бесчеловечно ужасно иметь дело с любым проектом, который решается пересечь границы между дисциплинами. Мы чувствуем его боль.

Доказательства 2. Статья была отклонена из PLoS Computational Biology после 4 раундов ревизии, потому что она не была «достаточно широкой и интересной» помимо «вычислительной нейронауки». Конечно, редакторы, как правило, заняты учеными и являются только людьми. И редакционные стандарты в журналах варьируются в зависимости от того, какой редактор назначен на бумагу. Но кто-то вынужден указать, что здесь были нарушены минимальные редакционные стандарты: (i) его актуальность должна была быть очевидна с момента ее первого представления; (ii) у вас есть «вычислительный» в кровавом названии вашего журнала.

Такое обращение заставляет обычно сдержанных, умных, осмотрительных людей сходить с ума от баллистики (я буквально только что включил Твиттер, чтобы взять этот последний пример). Почему? Потому что годы работы были перелиты в эти отдельные документы. И карьера людей зависит от их публикации. Не стоит публиковать вашу газету через 3 года после того, как у вас больше нет работы.

Обнадеживающе, мы обнаружили, что даже Карел Свобода получает эту непонятную чушь от рецензентов его работ. Люди просят анализа и экспериментов, которые не имеют отношения к исследованию. Люди утверждают, что «мы уже знали это», когда мы явно не знаем. Плохие новости для него; Обнадеживающие новости для нас, меньших смертных, которым также приходится иметь дело с такого рода странностями.

Повторяйте за мной: «Я ответственный судья. Я не прошу больше экспериментов или анализа, если они не жизненно необходимы, чтобы проверить основную гипотезу статьи. Я не прошу больше экспериментов или анализа только потому, что мне кое-что интересно.

«Я также не использую ненормативную лексику в своих обзорах». Невероятно, людям нужно сказать это.

4: Природа достигает надира

Журнал Nature появляется в этом списке дважды. Вот плохая запись. Они опубликовали ужасную газету, в которой утверждается, что люди достигли максимально возможной продолжительности жизни. Как плохо? Голландская газета NRC опубликовала три - один, два, три - расследования о том, как эта газета попала в прессу.

Позвольте мне дать вам вкус его ужасной ужасности. Его вывод, название, вся причина публикации: максимально возможная продолжительность жизни людей не увеличивается. Этот вывод представлен на рисунке 2а. И это не соответствует базовой статистике. Весь аргумент состоит в том, что возраст самого старого человека, который умер в каждом году, не повышается. Вот их сюжет:

Этот график показывает для каждого года, сколько лет было пожилому человеку. Две линии соответствуют линейной регрессии. Они устанавливаются отдельно на оранжевую и фиолетовую группы. Примечания: Данные из базы данных GRC, взятые с веб-сайта NRC.nl. Эти данные приведены в расширенной диаграмме данных Dong et al. Набор данных GRC является более полным набором данных, чем Dong et al., Использованный на их рисунке 2a, который, как утверждают Dong et al., Показывает те же выводы.

Проблема? Весь их вывод основан на этой второй фиолетовой линии: она не идет вверх. То, что они сказали, означает: после 1990 года самый старший возраст смерти не увеличился - во всяком случае, он снижается. Но это потому, что они построили две линии вместо одной. Почему они построили две линии? Никто не знает; газета не говорит. Если мы просто нанесем данные без каких-либо линий, мы увидим, что на самом деле самый старый возраст при смерти продолжает расти:

Те же данные, что и выше, без линий.

И если мы просто поместим одну строку в эти данные, мы получим ...

Те же данные, что и выше, но с линией, которая соответствует всем данным, собранным вместе (с использованием стандартной линейной регрессии, точно такой же, как в статье Dong et al 2016). Для записи: R² = 0,44, P <0,00001

Там один абзац, а вся статья подделана. Используя те же методы, на тех же данных, мы можем прийти к совершенно противоположному выводу: максимальная продолжительность жизни человека увеличивается.

(Так что это правда? Ни то, ни другое. В том-то и дело: что, имея только одну точку данных в год, мы не можем сделать достаточно убедительных выводов для публикации в качественном журнале, не говоря уже о карьерном росте, всесильном Жестокий отборный журнал «Природа». Его никогда не следовало отправлять на рецензию, так как это полная чушь).

Это заняло около 15 минут. Большая часть этого была захватом данных. Дело в том, что природа очень шумно говорит, что в штате постоянно работает статистика. Разве они не видели эту газету? Хуже того, они видели эту газету?

[Обновление 21/12/16: другие команды отреагировали на этот документ, применив гораздо более тщательный, более глубокий анализ, чем мой - но все с тем же выводом: во всяком случае, максимальная продолжительность жизни увеличивается.

Смотрите ре-анализ и код Филипп Беренс и Тома Уоллиса здесь

Прочитайте объяснение Адама Ленарта, используя фактическую модель для данных здесь]

3: технологическая гонка вооружений в нейробиологии - супергрев.

Это две дерьмовые вещи. Давайте иметь счастливую вещь. Мы хотим записать как можно больше спайков от как можно большего числа нейронов одновременно, насколько это возможно в рамках законов физики. Почему? Потому что нейроны разговаривают друг с другом с помощью спайков, и эти спайки вызывают все: зрение, слух, движение, мышление. Итак, понимание спайков - это понимание мозга.

В этом году у нас были огромные скачки вперед: * Потенциал для понимания активности через мозг на уровне одного нейрона. У нас было по крайней мере четыре статьи об одновременной визуализации - съемке - тысяч нейронов в разных областях коры, из: Свободы; Chen & Helmchen; Sur; и Спенсер Смит. С помощью этой технологии мы можем однажды наблюдать поток информации из одной области в другую, наблюдать, как ощущения превращаются в действия, мысли превращаются в дела.

* Потенциал, чтобы понять, что делает весь локальный регион мозга. Другой подход заключается в прямой записи электрической активности каждого нейрона. Для чего нужны электроды. Проблема в том, что их электрическая активность очень слабая. Таким образом, чем больше электродов вы можете втиснуть в мозг, и чем ближе они могут добраться до нейронов, тем лучше вы сможете сортировать сигнал по шуму. Введите: Нейропиксели. Эта технология записи, разработанная Janelia Farm и протестированная Институтом мозга Аллена и UCL, втискивает почти 1000 электродов в 1 сантиметр; таким образом, каждый сантиметр зонда способен захватывать сотни нейронов одновременно, и каждый выброс от них. Столь плотная картина локальной активности в коре, на которую можно было бы надеяться.

* Потенциал, чтобы понять, что заставляет нейроны срабатывать. Визуализация с использованием кальция не видит шипы, но косвенную меру их появления. Запись всплесков говорит нам, какие нейроны были активными, но не то, что заставило их быть активными. В мире снов мы могли бы непосредственно визуализировать все изменения напряжения нейрона: не только (относительно) массивный всплеск, но и все вспышки напряжения, предшествующие ему, вызванные входами в этот нейрон. Тогда мы могли бы увидеть, что вызвало всплеск нейрона. Мы сделали драматический шаг ближе к этой сказке в этом году. В начале декабря лаборатория Марка Шнтицера познакомила мир с TEMPO, методом визуализации изменений напряжения на всех нейронах в небольшой области. При этом они могли видеть, когда входы в эти нейроны были синхронизированы, и были ли эти входы тормозными или возбуждающими. И все в мозгу движущейся, думающей мыши.

(Для сведения, этот вид технологии работал на беспозвоночных - пиявки, морские слизни - в течение нескольких десятилетий. И эти беспозвоночные парни и девушки почти в той точке, где они могут записать мечтали о вспышках напряжения, которые вызывают шипы. )

* Знание, куда идут эти шипы после того, как их послал нейрон. Это еще один ключ к пониманию мозга, зная, какие нейроны получают каждое сообщение. В этом году у нас была публикация откровенно научной фантастической технологии штрих-кодирования РНК Тони Задора, которая позволяет отслеживать индивидуальные связи между неисчислимым количеством нейронов. По сути, вы вводите синтетически секвенированную РНК - штрих-код - в каждый нейрон, уникальную последовательность в каждом. РНК со штрих-кодом транспортируется вдоль аксонов нейронов, через синапсы и в клеточные тела нейронов-мишеней. Таким образом, вы берете область мозга на целевом конце и упорядочиваете РНК в каждом теле клетки: когда вы найдете уникальный штрих-код РНК - бинго! Пара нейронов была связана. Наконец-то мы можем точно знать, что один нейрон передает сообщения другому.

Подожди, подожди, там много говорится о «потенциале». Почему просто «потенциал»? Потому что эти технологические достижения являются только первым шагом. Второй шаг - научиться с ними. Проверьте гипотезу. Хотя было бы полезно, если бы у нас были некоторые гипотезы для проверки.

2: медленный, мучительный крах репутации Границ.

Ох, Генри. Границы в Neuroscience начались в ноябре 2007 года с двух простых, но захватывающих * инноваций. (* Захватывающий академических изданий). Во-первых, основной журнал поддерживался набором только специализированных онлайн-журналов, таких как «Нейронные схемы» и «Компьютерная нейронаука». Лучшие статьи в этих специализированных журналах были переведены в основной журнал, чтобы сообщество решило, что хорошо, а что нет. К сожалению, это длилось недолго.

Во-вторых, процесс рецензирования был и остается полностью онлайн: у каждого рецензента есть свой собственный форум, и авторы, рецензент и редактор могут в принципе обсудить запрошенные изменения, прежде чем делать их. Это сокращает месяцы потраченного времени на отправку письменных обзоров по электронной почте. Поэтому, когда рецензент пишет что-то, чего вы не понимаете, вы можете напрямую спросить его, что они имели в виду. Прекрасный.

Frontiers был также первым журналом по нейронауке с открытым доступом: вы платите за публикацию статьи, и любой может скачать ее бесплатно. Казалось, это будущее. Как плохо все пошло не так.

Тревожные звонки зазвонили несколько лет назад, когда на их веб-сайте появилось около 40 новых журнальных статей. Это сразу говорит: мы в этом за деньги, а не за качество.

Количество незапрошенных сообщений от Frontiers также взлетело до небес, предлагая предложения по специальным выпускам на самые смелые предлоги. Это сразу говорит: мы в этом за деньги, а не за качество.

Джеффри Белл занесен в черный список Frontiers в 2015 году на том основании, что он действует как «хищный» издатель, чтобы зарабатывать деньги, а не публиковать качественную науку. И с ним трудно спорить.

А в этом году? С чего начать? Список: (1) Они посетили учреждение Джеффри Белла и написали письма с угрозами его работодателям.

(2) Сообщения о тактике продаж, корпоративном стиле продаж

(3) Сообщения о редакционном давлении, чтобы пролистать ужасные газеты за деньги.

(4) Они опубликовали статьи о: (i) том, как хлеб может вызвать психическое заболевание (ii) непонятную тарабарщину (iii) более непонятную тарабарщину (iv) теорию заговора с особой причудливостью (v) исследование против вакцинации. Тот, который был основан на крошечном онлайн-опросе матерей с детьми, обучающимися на дому, и спросил их мнение о когнитивных проблемах их ребенка. Это было извлечено в течение нескольких часов после публикации в Интернете.

[Подсказка к неутомимой погоне Леонида Шнайдера за хитростью в науке: читайте его репортаж о расследовании здесь].

Основные журналы нейробиологии, которые были там с самого начала, были безвозвратно запятнаны своей репутацией. Еще одна маленькая область науки была искажена деньгами.

1: Мы могли бы лечить болезнь Альцгеймера, глядя на сломанный телевизор?

Несколько недель назад еще одно громкое испытание лечения болезни Альцгеймера с треском провалилось. Остановился, потому что не было никакой заметной пользы от приема препарата. Препарат пытался очистить мозг от мусорных белков - бета-амилоидов. Но если это произошло, то это не изменило упадок памяти и способности мыслить.

Однообразие. Затем, совершенно вне левого поля, появилась одна из тех «просто чокнутых» работ в «Природе» (авторы - Ханна Иаккарино и Аннабель Сингер, во главе с Ли-Хуэй Цай). Обалдеть в хорошем смысле: лечить болезнь Альцгеймера, глядя на экран. В течение часа.

Кортекс, при хорошей работе, имеет сильную сигнатуру, которую мы можем обнаружить даже с записями вне мозга (такими как ЭЭГ). Нейронная активность во многих областях коры кратковременно повышается и понижается со скоростью 40 раз в секунду, особенно при обращении внимания на что-либо. При болезни Альцгеймера эта подпись нарушена.

Таким образом, авторы подумали: «Эй, а что если мы вернем назад 40-секундное колебание? Это поможет?

Да. Да, это так.

Они взяли несколько мышей с чем-то похожим на болезнь Альцгеймера. Они напрямую возвращают колебания, стимулируя определенные нейроны в коре, которые передают колебания по всей окружающей коре. Когда они сделали это, белки мусора были сокращены вдвое. Прохладно.

(Странно, однако. Как на самом деле, заставляя нейроны запускать вместе, очищают белки мусора снаружи нейронов? Никто не знает. Но ключом, вероятно, будут плохие отношения в нейробиологии, клетки мозга, которые не являются нейронами: глия Думайте о мозге как о викторианской драме в загородном доме. В главном доме аристократы пируют, сплетничают, прыгают, создавая для внешнего мира весь видимый шум и движение. Нейроны, бегущие в центре внимания. чердак и сырой подвал, слуги, уборка, подготовка, уборка мусора. Тихая глия. Мозг Альцгеймера подобен тому, что происходит, когда слуги бастуют. Очень скоро аристократы валяются в своей собственной грязи, голодая, не в силах чтобы пировать, сплетничать или прыгать. Медленно умирает от неумения. Предположительно, в этой метафоре колебание 40 раз в секунду эквивалентно тому, что слуги просили повышение, которого они просили).

Теперь так получилось, что мы можем довольно легко заставить кортекс производить это колебание с частотой 40 раз в секунду: мы показываем, что некоторое количество света мерцает с частотой 40 раз в секунду. Поэтому авторы поместили своих мышей в коробку с таким светом и оставили их на час. Белки мусора были сокращены вдвое.

Если это исследование верно, то мы могли бы лечить болезнь Альцгеймера, используя некоторые действительно низкотехнологичные решения. Никаких таблеток, никаких операций, только мерцающий свет.

Чтобы выбросить туда. Возможно, вы помните, что старые добрые электронно-лучевые трубки - телевизоры и мониторы, которые весили больше, чем горилла, - обновлялись со скоростью 50 или 60 раз в секунду. Поэтому, если мы возьмем один из этих старых телевизоров и сломаем его, чтобы обновить его со скоростью 40 раз в секунду, у нас будет мерцающий свет. Возможно, это может даже работать на более высоких 50 и 60 раз в секунду.

Это большое, если. Уже есть предложения о некоторых проблемах с этим документом. Не менее важно то, что, как это, к сожалению, типично, во многих экспериментах использовалась только горстка животных - поэтому мы не знаем, являются ли наблюдаемые эффекты устойчивыми или нет. Несмотря на это, с дешевым лечением без побочных эффектов, буквально нет никакого вреда, пытаясь сделать это в клинических испытаниях. (За исключением, конечно, что здесь нет денег, потому что ничего не нужно производить и продавать. Так кто же будет финансировать испытание?)

И, даже если это окажется фигня, газета выдвинула захватывающую идею: потенциал для лечения болезни Альцгеймера без необходимости вообще возиться с мозгом - без лекарств, без хирургического вмешательства, без электродов, просто простые, повседневные технологии , И это мечта, которую стоит преследовать.

Там было намного больше. Маркус Мейстер, используя расчеты «за окном», показал, что недавние грандиозные заявления об управлении активностью нейронов с помощью магнетизма физически невозможны. Оптогенетика сейчас работает - правильно - у приматов. Обнаружение того, что даже в системной неврологии есть тролли (разве вы не любите прозу, написанную целиком на многоточии ...? Дает больше понимания ... психологической ... фрагментации писателя ... чем ... год ... терапии).

Поскольку Обама подписал более 1,5 миллиарда долларов на финансирование следующих 10 лет проекта BRAIN в одном из своих последних действий на посту президента, есть большая вероятность, что впереди еще больше впечатляющих достижений. Сейчас существует так много национальных «мозговых» инициатив, что журнал Neuron посвятил их обсуждению всего вопроса. Я оставлю это на усмотрение читателя, чтобы решить, хорошо ли это. Золотой Век Систем Нейронауки не показывают признаков ослабления.

Хочу больше? Следуйте за нами в Спайк

Twitter: @markdhumphries