Informatie

Mogelijkheid van orthogonale weergave voor een wezen?


Gewoon een pure nieuwsgierigheid: bestaat er een wezen met een orthogonale kijk op de wereld in plaats van perspectief? Wat zou een optische verklaring zijn voor mogelijkheid/onmogelijkheid?


Veel wezens hebben ogen aan de zijkanten van hun hoofd waar ze niet met beide ogen tegelijk naar hetzelfde doelwit kunnen kijken. Walvissen bijvoorbeeld. Kameleons staan ​​erom bekend dat ze onafhankelijk bewegende ogen hebben (hoewel ze ze kunnen uitlijnen voor binoculair zicht)

Aangezien alle belangrijke verwerking van het gezichtsvermogen plaatsvindt in de achterhoofdskwabben van de hersenen, is er geen probleem met optica.


Het antwoord hangt af van de afstand tussen de ogen en de breedte van de objecten die u bekijkt.

De weergave van een afzonderlijk object ligt dicht bij de orthogonale weergave wanneer de breedte van het object gelijk is aan de afstand tussen uw ogen.

Vandaar dat het wezen dat een variabele afstand tussen de ogen heeft en een grote maximale afstand tussen de ogen heeft, de meeste mogelijkheden heeft om objecten in orthogonale weergave te bekijken. Slak komt in me op als ik probeer na te denken over dieren met een variabele afstand tussen de ogen, maar de maximale afstand tussen de ogen is niet zo groot.

Wanneer het object smaller is dan de afstand tussen de ogen, zie je het in "anti-panoramisch zicht". U ziet zowel de linker- als de rechterkant van het object, wat zowel in orthogonale weergave als in panoramische weergave onmogelijk is.

Als we het hebben over een 180 graden brede zichtbare scène (breder voor sommige dieren), is het antwoord Nee. Je kunt de hele scène niet bekijken zonder perspectiefweergave, tenzij je een groot aantal "ogen" (sensoren) hebt die over een groot vlak zijn verspreid. Zo'n dier bestaat niet, maar je kunt zo'n "waarnemingsvlak" kunstmatig construeren met behulp van een groot aantal fotocamera's.

Als je naar objecten kijkt met een breedte die gelijk is aan de afstand tussen de ogen, als je hersenen de ogen zo kunnen richten dat hun kijkassen evenwijdig zijn, en twee afbeeldingen zouden kunnen integreren, dan zou het een perfect orthogonaal beeld zien. Dit is echter niet wat ons brein normaal doet. Maar zelfs met niet-parallelle kijkassen van ogen, wat we uiteindelijk zien wanneer de hersenen verschillende afbeeldingen integreren, is het resultaat niet vergelijkbaar met orthogonale projectie.


Een kwab is een deel van de hersenen dat is toegewijd aan een bepaalde functie. Een veel voorkomende mutatie van de hersenen is het meerlobbige wezen, met dubbele en/of nieuwe hersenkwabben. Voor artikelen over bepaalde lobben, zie de categorie Hersenen

In de Creatures-gameserie is een neuron een plek waar je een getalswaarde kunt opslaan. De meeste neuronen verliezen de opgeslagen waarde na verloop van tijd, maar sommige doen dit sneller dan andere. Meer informatie over gesimuleerde neuronen in het algemeen is beschikbaar in het artikel over kunstmatige neuronen van Wikipedia.

Neuronen kunnen samenwerken in "neurale netwerken", of neurale netwerken.


Mogelijkheid van orthogonale weergave voor een wezen? - Biologie

Krijg toegang tot dit artikel en honderden andere likes met een abonnement op Wetenschap Wereld tijdschrift.

JAKE MURRAY VOOR SCHOLASTIC INC

CCSS: Geletterdheid in de wetenschap: 8

TEKS: 6.12A, 7.14A, 8.2E, B.2H, B.6A, B.6H

Kan geavanceerde wetenschap de ware identiteit van een mysterieus beest ontdekken?

ALS JE LEEST, DENKEN OVER het soort bewijs dat wetenschappers kunnen verzamelen om het bestaan ​​van het monster van Loch Ness te helpen verifiëren.

Een paar jaar geleden tuurde een Amerikaanse toerist over een troebel meer in Schotland en zag iets ongewoons in het water. Hij beschreef het later als groot, donker en ongeveer zo lang als een schoolbus. Maar voordat hij een foto kon maken, verdween het vreemde object onder het oppervlak.

Het meer dat de man bezocht was Loch Ness, een van de grootste in het Verenigd Koninkrijk. En hij was niet de eerste die daar iets mysterieus bespioneerde. Eeuwenlang melden mensen vreemde bewegende vormen te zien in het troebele water van het meer. Velen geloven dat ze een glimp hebben opgevangen van een ongrijpbaar wezen dat bekend staat als het monster van Loch Ness, of kortweg Nessie.

Er zijn tal van theorieën over Nessie. Sommige mensen geloven dat het een plesiosaurus, een uitgestorven prehistorisch marien reptiel met een lange nek. Anderen speculeren dat het een enorme vis is. Of het kan gewoon een log zijn. Hoewel duizenden mensen hebben beweerd Nessie te zien, heeft niemand met zekerheid kunnen bewijzen dat er echt een groot beest op de loer ligt in het meer.

Als er enig wetenschappelijk bewijs was om Nessie's bestaan ​​te ondersteunen, dacht Neil Gemmell dat hij het misschien zou weten te vinden. Gemmell is bioloog aan de Universiteit van Otago in Nieuw-Zeeland. In 2018 verzamelde hij een internationaal team van wetenschappers om naar Schotland te reizen. "We wilden een simpele vraag beantwoorden: welke levende wezens zijn er in Loch Ness?" zegt Gemmel. "Om de vraag te beantwoorden, waren we van plan een gloednieuwe technologie te gebruiken."

Een paar jaar geleden keek een Amerikaanse bezoeker uit over een troebel meer in Schotland. Hij zag iets ongewoons in het water. Later zei hij dat het groot, donker en ongeveer zo lang was als een schoolbus. Maar hij had geen tijd om een ​​foto te maken. Het vreemde object verdween snel onder het oppervlak.

De man was op bezoek bij Loch Ness. Dat is een van de grootste meren van het Verenigd Koninkrijk. En hij was niet de eerste die daar iets ongewoons zag. Eeuwenlang beweren mensen vreemde bewegende vormen te zien in het troebele water van het meer. Velen geloven dat ze een mysterieus wezen hebben gezien. Het staat bekend als het monster van Loch Ness, of kortweg Nessie.

Mensen hebben genoeg theorieën over Nessie. Sommigen geloven dat het een plesiosaurus. Dit uitgestorven prehistorische mariene reptiel had een lange nek. Anderen denken dat het een gigantische vis is. Of het kan gewoon een log zijn. Duizenden mensen hebben beweerd Nessie te hebben gezien. Maar niemand heeft met zekerheid kunnen bewijzen dat er echt een groot beest in het meer leeft.

Is er wetenschappelijk bewijs dat Nessie bestaat? Als dat zo was, dacht Neil Gemmell dat hij het zou kunnen vinden. Gemmell is bioloog aan de Universiteit van Otago in Nieuw-Zeeland. In 2018 verzamelde hij een internationaal team van wetenschappers. Ze reisden naar Schotland. "We wilden een simpele vraag beantwoorden: welke levende wezens zijn er in Loch Ness?" zegt Gemmel. "Om de vraag te beantwoorden, waren we van plan een gloednieuwe technologie te gebruiken."


Debat en controverse

In het Gorman-artikel stelt de auteur: "De hulpmiddelen die nodig zijn om organismen te modificeren, zijn al wijdverbreid in de industrie en daarbuiten." Dat zou kunnen betekenen dat de ontwikkeling van een dier als een jabberjay misschien niet zo vergezocht is. In feite roept een groeiende "doe-het-zelf"-biologiebeweging bezorgdheid op over hoe gemakkelijk het voor mensen buiten onderzoekslaboratoria kan zijn om schadelijke micro-organismen te creëren.[5]

Activiteit | Controverse

Het Zimmer-artikel roept twee belangrijke vragen op:

  • Moet er een onderzoekspaper worden gepubliceerd waarin wordt beschreven hoe een luchtversie van het H5N1-vogelgriepvirus kan worden gemaakt?
  • Is de doe-het-zelf biologiebeweging een nuttige of kwetsende beweging in de wetenschap?

We zullen het voorbeeld van de vogelgriep gebruiken om deze vragen te onderzoeken. Je gaat presentaties maken voor de National Institutes of Health's National Scientific Advisory Board for Biosecurity met betrekking tot D.I.Y. biologie en huidig ​​onderzoek naar het vogelgriepvirus.

We zullen jullie in verschillende groepen puzzelen om alle partijen in dit debat te vertegenwoordigen. Je wordt ingedeeld in een van de volgende groepen:

Groepen
doe-het-zelf Biologie-experts
Wetenschappers die publicatie ondersteunen
Onderzoekers tegen onderzoek en publicatie
Nationale Wetenschappelijke Adviesraad voor Biosecurity
Zodra u bent toegewezen aan een van deze groepen, klikt u op uw groep om het discussieforum te bezoeken. Hier vindt u meer informatie over uw opdrachtverwachtingen.

Zodra ons debat is afgerond, klikt u hier om te zien of de bevindingen daadwerkelijk zijn gepubliceerd of niet.


Het geheim vinden om te overleven

Hoe bdelloïde raderdiertjes in staat zijn om zulke extreme omstandigheden te overleven, is nog steeds een mysterie, zegt de heer Malavin.

"Er zijn verschillende mechanismen, maar we begrijpen nog steeds niet de hele orkestratie."

Tardigrades in de ruimte

Een stel microscopisch kleine, vrijwel onverwoestbare wezens, bekend als tardigrades (of waterberen, afhankelijk van wie je het vraagt), stortte neer op de maan. Hoe groot is de overlevingskans?

Andere dieren, zoals Antarctische vissen, hebben glycoproteïnen die een antivrieseffect hebben.

Deze eiwitten verlagen het vriespunt van vissen en zorgen ervoor dat ijskristallen door de milt kunnen worden gefilterd, zei Kerrie Swadling, een mariene ecoloog aan het Institute for Marine and Antarctic Studies van de University of Tasmania.

"Tot op heden is er geen antivries geïdentificeerd in bdelloïde raderdiertjes", zei professor Swadling, die niet betrokken was bij het onderzoek.

"De jury lijkt het niet eens te zijn over het mechanisme achter hun vermogen om bevriezing te overleven."

Hoewel er meer onderzoek nodig is om erachter te komen hoe bdelloïde raderdiertjes kunnen herstellen van op tijd bevroren zijn, zou het kijken naar hun DNA een goed uitgangspunt kunnen zijn, zei professor Cavicchioli, die niet bij het onderzoek betrokken was.


De hersenen 'roteren' herinneringen om ze te redden van nieuwe sensaties

Onderzoek bij muizen toont aan dat neurale representaties van sensorische informatie 90 graden worden gedraaid om ze om te zetten in herinneringen. In deze orthogonale opstelling interfereren de herinneringen en sensaties niet met elkaar.

Samuel Velasco/Quanta Magazine

Jordana Cepelewicz

Tijdens elk wakker moment moeten wij mensen en andere dieren balanceren op de rand van ons bewustzijn van verleden en heden. We moeten nieuwe zintuiglijke informatie over de wereld om ons heen absorberen, terwijl we vasthouden aan kortetermijnherinneringen aan eerdere waarnemingen of gebeurtenissen. Ons vermogen om onze omgeving te begrijpen, te leren, te handelen en te denken, hangt allemaal af van constante, behendige interacties tussen waarneming en geheugen.

Maar om dit te bereiken, moeten de hersenen de twee onderscheiden, anders kunnen inkomende gegevensstromen interfereren met representaties van eerdere stimuli en ertoe leiden dat we belangrijke contextuele informatie overschrijven of verkeerd interpreteren. Om die uitdaging nog groter te maken, wijst een aantal onderzoeken erop dat de hersenen de kortetermijngeheugenfunctie niet netjes uitsluitend verdelen in hogere cognitieve gebieden zoals de prefrontale cortex. In plaats daarvan kunnen de sensorische gebieden en andere lagere corticale centra die ervaringen detecteren en weergeven, ook herinneringen eraan coderen en opslaan. En toch mogen die herinneringen geen inbreuk maken op onze perceptie van het heden, of willekeurig worden herschreven door nieuwe ervaringen.

Een onlangs gepubliceerd artikel in Natuur Neurowetenschap kan eindelijk verklaren hoe de beschermende buffer van de hersenen werkt. Een paar onderzoekers toonden aan dat, om huidige en vroegere stimuli gelijktijdig weer te geven zonder wederzijdse interferentie, de hersenen in wezen zintuiglijke informatie "roteren" om deze als een geheugen te coderen. De twee orthogonale representaties kunnen dan putten uit overlappende neurale activiteit zonder elkaar te storen. De details van dit mechanisme kunnen helpen bij het oplossen van een aantal langdurige discussies over geheugenverwerking.

Om erachter te komen hoe de hersenen voorkomen dat nieuwe informatie en kortetermijnherinneringen samen vervagen, besloten Timothy Buschman, een neurowetenschapper aan de Princeton University, en Alexandra Libby, een afgestudeerde student in zijn laboratorium, zich te concentreren op auditieve waarneming bij muizen. Ze lieten de dieren passief luisteren naar reeksen van vier akkoorden, keer op keer, in wat Buschman 'het slechtste concert ooit' noemde.

Door deze reeksen konden de muizen associaties tussen bepaalde akkoorden vaststellen, zodat ze konden voorspellen welke geluiden zouden volgen wanneer ze het ene eerste akkoord versus het andere hoorden. Ondertussen trainden de onderzoekers machine learning-classificatoren om de neurale activiteit te analyseren die tijdens deze luistersessies van de auditieve cortex van de knaagdieren werd geregistreerd, om te bepalen hoe de neuronen gezamenlijk elke stimulus in de reeks vertegenwoordigden.

Buschman en Libby keken hoe die patronen veranderden terwijl de muizen hun associaties opbouwden. Ze ontdekten dat na verloop van tijd de neurale representaties van geassocieerde akkoorden op elkaar begonnen te lijken. Maar ze merkten ook op dat nieuwe, onverwachte zintuiglijke input, zoals onbekende reeksen van akkoorden, de weergave van een muis van wat hij hoorde zou kunnen verstoren - in feite door de representatie van eerdere inputs te overschrijven. De neuronen veranderden met terugwerkende kracht hun codering van een eerdere stimulus om overeen te komen met wat het dier associeerde met de latere stimulus - zelfs als dat verkeerd was.

De onderzoekers wilden bepalen hoe de hersenen deze retroactieve interferentie moeten corrigeren om nauwkeurige herinneringen te behouden. Dus trainden ze een andere classifier om neurale patronen te identificeren en te differentiëren die herinneringen aan de akkoorden in de reeksen vertegenwoordigden - de manier waarop de neuronen vuren, bijvoorbeeld wanneer een onverwacht akkoord een vergelijking opriep met een meer bekende reeks. De classifier vond wel intacte activiteitspatronen uit herinneringen aan de daadwerkelijke akkoorden die waren gehoord - in plaats van de valse "correcties" die met terugwerkende kracht waren geschreven om oudere associaties te handhaven - maar die geheugencoderingen zagen er heel anders uit dan de zintuiglijke representaties.

De geheugenrepresentaties waren georganiseerd in wat neurowetenschappers beschrijven als een "orthogonale" dimensie van de sensorische representaties, allemaal binnen dezelfde populatie van neuronen. Buschman vergeleek het met bijna geen kamer meer terwijl hij handgeschreven aantekeningen op een stuk papier maakte. Als dat gebeurt, "draai je je stuk papier 90 graden en begin je in de kantlijn te schrijven", zei hij. “En dat is eigenlijk wat de hersenen doen. Het krijgt die eerste zintuiglijke input, het schrijft het op het stuk papier, en dan draait het dat stuk papier 90 graden zodat het in een nieuwe zintuiglijke input kan schrijven zonder te interfereren of letterlijk te overschrijven.”

Met andere woorden, sensorische gegevens werden omgezet in een geheugen door een morphing van de neuronale schietpatronen. "De informatie verandert omdat deze moet worden beschermd", zegt Anastasia Kiyonaga, een cognitief neurowetenschapper aan de Universiteit van Californië, San Diego, die niet bij het onderzoek betrokken was.

Dit gebruik van orthogonale codering om informatie in de hersenen te scheiden en te beschermen is eerder gezien. Wanneer apen zich bijvoorbeeld voorbereiden om te bewegen, vertegenwoordigt neurale activiteit in hun motorische cortex de potentiële beweging, maar doet dit orthogonaal om te voorkomen dat ze interfereren met signalen die daadwerkelijke commando's naar de spieren sturen.

Toch is het vaak niet duidelijk hoe de neurale activiteit op deze manier wordt getransformeerd. Buschman en Libby wilden die vraag beantwoorden voor wat ze waarnamen in de auditieve cortex van hun muizen. "Toen ik voor het eerst in het laboratorium begon, kon ik me moeilijk voorstellen hoe zoiets kon gebeuren met neurale vuuractiviteit," zei Libby. Ze wilde "de zwarte doos openen van wat het neurale netwerk doet om deze orthogonaliteit te creëren."

Experimenteel door de mogelijkheden te ziften, sloten ze de mogelijkheid uit dat verschillende subsets van neuronen in de auditieve cortex onafhankelijk de sensorische en geheugenrepresentaties afhandelden. In plaats daarvan toonden ze aan dat het om dezelfde algemene populatie van neuronen ging, en dat de activiteit van de neuronen netjes in twee categorieën kon worden verdeeld. Sommige waren "stabiel" in hun gedrag tijdens zowel de zintuiglijke als de geheugenrepresentaties, terwijl andere "wisselende" neuronen de patronen van hun reacties voor elk gebruik omdraaiden.

Tot verbazing van de onderzoekers was deze combinatie van stabiele en schakelende neuronen voldoende om de sensorische informatie te roteren en om te zetten in geheugen. "Dat is de hele magie," zei Buschman.

In feite gebruikten hij en Libby computationele modelleringsbenaderingen om aan te tonen dat dit mechanisme de meest efficiënte manier was om de orthogonale representaties van sensatie en geheugen te bouwen: het vereiste minder neuronen en minder energie dan de alternatieven.

De bevindingen van Buschman en Libby passen in een opkomende trend in de neurowetenschap: dat populaties van neuronen, zelfs in lagere sensorische gebieden, bezig zijn met rijkere dynamische codering dan eerder werd gedacht. "Deze delen van de cortex die zich lager in de voedselketen bevinden, zijn ook uitgerust met een heel interessante dynamiek die we tot nu toe misschien niet echt hebben gewaardeerd", zegt Miguel Maravall, een neurowetenschapper aan de Universiteit van Sussex die niet betrokken was bij de nieuwe studie.

Het werk zou kunnen helpen om twee kanten van een voortdurend debat te verzoenen over de vraag of kortetermijnherinneringen worden onderhouden door constante, aanhoudende representaties of door dynamische neurale codes die in de loop van de tijd veranderen. In plaats van aan de ene of de andere kant naar beneden te komen, "laten onze resultaten zien dat ze in principe allebei gelijk hadden", zei Buschman, waarbij stabiele neuronen de eerste bereikten en de laatste van neuronen wisselden. De combinatie van processen is nuttig omdat "het daadwerkelijk helpt bij het voorkomen van interferentie en het uitvoeren van deze orthogonale rotatie."

Het onderzoek van Buschman en Libby kan relevant zijn in contexten die verder gaan dan zintuiglijke representatie. Zij en andere onderzoekers hopen dit mechanisme van orthogonale rotatie in andere processen te zoeken: in hoe het brein meerdere gedachten of doelen tegelijk bijhoudt in hoe het een taak uitvoert terwijl het omgaat met afleidingen in hoe het interne toestanden representeert in hoe het controleert cognitie, inclusief aandachtsprocessen.

"Ik ben echt opgewonden", zei Buschman. Kijkend naar het werk van andere onderzoekers: "Ik herinner me net dat ik zag, er is een stabiel neuron, er is een schakelend neuron! Je ziet ze nu overal.”

Libby is geïnteresseerd in de implicaties van hun resultaten voor onderzoek naar kunstmatige intelligentie, met name in het ontwerp van architecturen die nuttig zijn voor AI-netwerken die moeten multitasken. "Ik zou willen zien of mensen die neuronen vooraf in hun neurale netwerken toewijzen om stabiele en schakelende eigenschappen te hebben, in plaats van alleen willekeurige eigenschappen, hun netwerken op de een of andere manier hielpen," zei ze.

Al met al zullen "de gevolgen van dit soort codering van informatie heel belangrijk en erg interessant zijn om uit te zoeken", zei Maravall.


6 antwoorden 6

Ik ben er niet zeker van dat orthogonaliteit een nuttige of geldige metriek kan zijn in het geval van hoge-ordetalen voor algemene doeleinden zoals C#, omdat het onderscheid vereist tussen "bewerkingen" en "operanden" -- de kleine delen van de taal die niet gemakkelijk te onderscheiden in zulke hoge-ordetalen zoals C#.

Mijn begrip van orthogonaliteit is gebaseerd op de Assembler-taal, waar de orthogonaliteit van de instructieset van een bepaalde CPU of microcontroller aangaf of er bepaalde beperkingen zijn voor bewerkingen die door deze CPU of controller worden uitgevoerd, afhankelijk van de gegevenstypen. In vroegere tijden was dit belangrijk omdat niet elke CPU bewerkingen op fractionele getallen of getallen van verschillende lengte enz. ondersteunde.

In dit opzicht zou ik liever controleren op de orthogonaliteit van de Common Intermediate Language met behulp van Stack Machine-taal als doel voor C # -compiler, niet C # zelf.

Als je echt geïnteresseerd bent in de orthogonaliteit van C # en ik me hier niet vergis (voor welk doel dan ook), zou ik willen voorstellen om naar enkele genetische programmeeralgoritmen te kijken. Je kunt die gebruiken om verschillende programma's te genereren uit de gegeven set trefwoorden (zelfs de nietszeggende) en je kunt gewoon automatisch controleren of die compileerbaar zijn. Dit zou u helpen om automatisch te zien welke elementen van de taal met elkaar kunnen worden gecombineerd en om enkele aspecten van uw orthogonaliteitsmetriek af te leiden.

De term "orthogonaliteit" is een lekenterm voor een nauwkeurig wiskundig begrip: de taaltermen vormen een initiële algebra (zoek het op in Wikipedia).

Het betekent in feite "er is een 1-1 overeenkomst tussen syntaxis en betekenis". Dit betekent: er is precies één manier om dingen uit te drukken, en als je een bepaalde uitdrukking op een bepaalde plaats kunt zetten, dan kun je daar ook elke andere uitdrukking zetten.

Een andere manier om over "orthogonaal" te denken, is dat de syntaxis voldoet aan het substitutieprincipe. Als je bijvoorbeeld een statement hebt met een slot voor een expressie, dan ieder expressie kan daar worden geplaatst en het resultaat is nog steeds een syntactisch geldig programma. Bovendien, als u vervangt

Ik wil benadrukken dat "betekenis" geen rekenkundig resultaat impliceert. Het is duidelijk dat 1 + 2 en 2 + 1 beide gelijk zijn aan 3. De termen zijn echter verschillend en impliceren een andere berekening, zelfs als deze hetzelfde resultaat heeft. De betekenis is anders, net zoals twee sorteeralgoritmen verschillend zijn.

Je hebt misschien gehoord van "abstract syntax tree" (AST). Het woord "abstract" betekent hier precies "orthogonaal". Technisch gezien zijn de meeste AST's in feite niet abstract!

Misschien heb je wel eens gehoord van de programmeertaal "C"? C-type notatie is niet abstract. Overwegen:

Dus hier is een functiedeclaratie die het type int retourneert. Het type aanwijzer naar deze functie wordt gegeven door:

Let op, u kunt het type functie niet schrijven! C-type notatie zuigt enorm! Het is niet abstract. Het is niet orthogonaal. Stel nu dat we een functie willen maken die het bovenstaande type accepteert in plaats van int:

Alles ok .. maar .. wat als we het in plaats daarvan willen retourneren:

Oeps! Invalide. Laten we ouders toevoegen:

Oeps! Dat werkt ook niet. We moeten dit doen (het is de enige manier!):

Nu is het OK, maar het is slecht om hier een typedef te gebruiken. C zuigt. Het is niet abstract. Het is niet orthogonaal. U doet dit als volgt in ML, namelijk:

We veroordelen C op syntaxisniveau.

Ok, laten we nu C++ flog. We kunnen de domheid hierboven oplossen met sjablonen en een ML-achtige notatie krijgen (min of meer):

maar het eigenlijke typesysteem is fundamenteel gebrekkig door verwijzingen: als T een type is, is T& dan een type? Het antwoord is wafel: op syntaxniveau, als je een type U = T& hebt, dan is U& toegestaan, maar het betekent gewoon T&: een verwijzing naar een verwijzing is de originele verwijzing. Dit zuigt! Het doorbreekt de uniciteitseis semantisch. Erger nog: T& & is syntactisch niet toegestaan: dit doorbreekt het substitutieprincipe. Dus C++-referenties breken orthogonaliteit op twee verschillende manieren, afhankelijk van de bindingstijd (parsing of typeanalyse). Als je wilt begrijpen hoe je dit goed kunt doen .. er is geen probleem met pointers!

Bijna geen echte talen zijn orthogonaal. Zelfs Scheme, dat een grote helderheid van uitdrukking voorwendt, is dat niet. Veel goede talen kunnen echter worden beoordeeld als een "redelijk dicht bij orthogonale functiebasis" en dat is een goede aanbeveling voor een taal, zowel toegepast op de syntaxis als op de onderliggende semantiek.


Op zoek naar remedies creëren wetenschappers embryo's die zowel dierlijk als menselijk zijn

Een handvol wetenschappers in de Verenigde Staten probeert iets te doen dat sommige mensen verontrustend vinden: embryo's maken die deels mens, deels dierlijk zijn.

De onderzoekers hopen dat deze embryo's, bekend als chimaera's, uiteindelijk kunnen helpen het leven te redden van mensen met een breed scala aan ziekten.

Een manier zou zijn om chimera-embryo's te gebruiken om betere diermodellen te maken om te bestuderen hoe menselijke ziekten ontstaan ​​en hoe ze zich ontwikkelen.

Misschien is de stoutste hoop om boerderijdieren te creëren met menselijke organen die kunnen worden getransplanteerd in terminaal zieke patiënten.

Maar sommige wetenschappers en bio-ethici maken zich zorgen dat de creatie van deze interspecies-embryo's de grens overschrijdt. "Je komt op een verontrustend terrein waarvan ik denk dat het schadelijk is voor ons gevoel van menselijkheid", zegt Stuart Newman, hoogleraar celbiologie en anatomie aan het New York Medical College.

De experimenten zijn zo gevoelig dat de National Institutes of Health een moratorium heeft opgelegd op de financiering ervan, terwijl ambtenaren de ethische kwesties die ze opwerpen onderzoeken.

Niettemin zet een klein aantal onderzoekers het werk voort met alternatieve financiering. Ze hopen dat de resultaten de NIH zullen overtuigen om het moratorium op te heffen.

"We proberen geen hersenschim te maken alleen maar omdat we een monsterlijk wezen willen zien", zegt Pablo Ross, een reproductieve bioloog aan de Universiteit van Californië, Davis. "We doen dit voor een biomedisch doel."

De NIH zal naar verwachting binnenkort aankondigen hoe zij van plan is om financieringsaanvragen te behandelen.

Onlangs stemde Ross ermee in dat ik zijn lab mocht bezoeken voor een ongewone kijk op zijn onderzoek. Tijdens het bezoek demonstreerde Ross hoe hij probeert een alvleesklier te creëren die in theorie zou kunnen worden getransplanteerd in een patiënt met diabetes.

De eerste stap is het gebruik van nieuwe gen-editing-technieken om het gen te verwijderen dat varkensembryo's nodig hebben om een ​​alvleesklier te maken.

Ross werkt onder een uitgebreide microscoop en maakt met een laser een klein gaatje in het buitenmembraan van het embryo. Vervolgens injecteert hij een molecuul dat in het laboratorium is gesynthetiseerd om het pancreas-gen erin te verwerken en te verwijderen. (In afzonderlijke experimenten heeft hij dit ook met schapenembryo's gedaan.)

Nadat het DNA van de embryo's op deze manier is bewerkt, maakt Ross nog een gat in het membraan, zodat hij door mensen geïnduceerde pluripotente stamcellen, of kortweg iPS, in de varkensembryo's kan injecteren.

Net als menselijke embryonale stamcellen kunnen iPS-cellen in elk soort cel of weefsel in het lichaam veranderen. De onderzoekers hopen dat de menselijke stamcellen gebruik zullen maken van de leegte in het embryo om een ​​menselijke alvleesklier te gaan vormen.

Omdat iPS-cellen gemaakt kunnen worden van de huidcellen van elke volwassene, zouden alle organen die ze vormen, passen bij de patiënt die de transplantatie nodig heeft, waardoor het risico dat het lichaam het nieuwe orgaan zou afstoten enorm wordt verkleind.

Maar om het embryo te laten ontwikkelen en een orgaan te produceren, moet Ross de hersenschim-embryo's in de baarmoeder van volwassen varkens plaatsen. Het gaat om een ​​chirurgische ingreep, die wordt uitgevoerd in een grote operatiekamer aan de overkant van het lab van Ross.

Pablo Ross van de Universiteit van Californië, Davis voegt menselijke stamcellen in een varkensembryo als onderdeel van experimenten om chimere embryo's te creëren. Rob Stein/NPR bijschrift verbergen

Pablo Ross van de Universiteit van Californië, Davis voegt menselijke stamcellen in een varkensembryo als onderdeel van experimenten om chimere embryo's te creëren.

De dag dat Ross zijn lab voor mij opende, verdoofde een chirurgisch team een ​​volwassen vrouwelijk varken zodat chirurgen een incisie konden maken om toegang te krijgen tot de baarmoeder.

Ross haastte zich toen naar hem toe met een speciale spuit gevuld met chimera-embryo's. Hij injecteerde 25 embryo's in elke kant van de baarmoeder van het dier. De procedure duurde ongeveer een uur. Hij herhaalde het proces op een tweede varken.

Elke keer dat Ross dit doet, wacht hij een paar weken zodat de embryo's zich kunnen ontwikkelen tot hun 28e dag - een tijd waarin primitieve structuren zoals organen zich beginnen te vormen.

Ross haalt vervolgens de chimere embryo's terug om ze te ontleden, zodat hij kan zien wat de menselijke stamcellen van binnen doen. Hij onderzoekt of de menselijke stamcellen een alvleesklier zijn gaan vormen, en of ze andere weefsels gaan maken.

De onzekerheid maakt deel uit van wat het werk zo controversieel maakt. Ross en andere wetenschappers die deze experimenten uitvoeren, kunnen niet precies weten waar de menselijke stamcellen zullen gaan. Ross hoopt dat ze alleen een menselijke alvleesklier zullen laten groeien. Maar ze kunnen ook ergens anders heen gaan, bijvoorbeeld naar de hersenen.

"Als je varkens hebt met gedeeltelijk menselijke hersenen, zou je dieren hebben die misschien een bewustzijn hebben als een mens", zegt Newman. "Het kan menselijke behoeften hebben. We weten het niet echt."

Die mogelijkheid roept nieuwe vragen op over de moraliteit van het gebruik van de dieren voor experimenten. Een andere zorg is dat de stamcellen menselijk sperma en menselijke eieren in de chimeren zouden kunnen vormen.

"Als een mannelijk chimeer varken gepaard gaat met een vrouwelijk chimeer varken, kan het resultaat zijn dat een menselijke foetus zich ontwikkelt in de baarmoeder van die vrouwelijke chimera", zegt Newman. Een andere mogelijkheid is dat de dieren een soort deels mens, deels varken zouden kunnen baren.

"Een van de zorgen die veel mensen hebben, is dat er iets heiligs is aan wat het betekent om mens te zijn, uitgedrukt in ons DNA", zegt Jason Robert, een bio-ethicus aan de Arizona State University. "En dat door dat in andere dieren in te voegen en die andere dieren mogelijk een deel van de capaciteiten van mensen te geven dat dit een soort schending zou kunnen zijn - een soort, misschien zelfs een spelende God."

Ross verdedigt wat zijn werk is. "Ik denk niet dat we God spelen of zelfs maar in de buurt komen", zegt Ross. "We proberen gewoon de technologieën die we hebben ontwikkeld te gebruiken om het leven van mensen te verbeteren."

Toch erkent Ross de zorgen. Dus hij beweegt heel voorzichtig, zegt hij. Hij laat de chimera-embryo's zich bijvoorbeeld maar 28 dagen ontwikkelen. Op dat moment verwijdert hij de embryo's en ontleedt ze.

Als hij ontdekt dat de stamcellen naar de verkeerde plaatsen in de embryo's gaan, zegt hij dat hij stappen kan ondernemen om dat te voorkomen. Bovendien zou hij ervoor zorgen dat volwassen chimaera's nooit mogen paren, zegt hij.

"We zijn ons zeer bewust van en gevoelig voor de ethische zorgen", zegt hij. "Een van de redenen waarom we dit onderzoek doen op de manier waarop we het doen, is omdat we wetenschappelijke informatie willen verstrekken om die zorgen kenbaar te maken."

Ross werkt samen met Juan Carlos Izpisua Belmonte van het Salk Institute for Biological Studies in La Jolla, Californië, en Hiromitsu Nakauchi aan de Stanford University. Daniel Garry van de Universiteit van Minnesota en collega's voeren soortgelijk werk uit. Het onderzoek wordt gedeeltelijk gefinancierd door het Ministerie van Defensie en het California Institute for Regenerative Medicine (CIRM).


Nanobot-micromotoren leveren voor het eerst medische lading in levend wezen

Onderzoekers van de Universiteit van Californië, San Diego, hebben een wereldprimeur geclaimd door te bewijzen dat kunstmatige, microscopische machines in een levend wezen kunnen reizen en hun medicinale lading kunnen leveren zonder nadelige effecten. Met behulp van micro-motor aangedreven nanobots aangedreven door gasbellen gemaakt van een reactie met de inhoud van de maag waarin ze zijn afgezet, zijn deze miniatuurmachines met succes ingezet in het lichaam van een levende muis.

De picayune-robots die in het onderzoek werden gebruikt, waren buisvormig, ongeveer 20 micrometer lang, 5 micrometer in diameter en bedekt met zink. Toen de muis deze kleine buisjes eenmaal had ingenomen en ze de maag bereikten, reageerde het zink met het zoutzuur in de spijsverteringssappen om bellen van waterstof te produceren die vervolgens de nanobots voortstuwden als miniatuurraketten.

Met snelheden tot 60 micrometer per seconde gingen de nanobots naar buiten in de richting van de maagwand, waar ze zichzelf insloten, oplosten en een nanodeeltjesverbinding rechtstreeks in het darmweefsel afleverden.

Volgens de onderzoekers bleven van alle nanobots die in de maag van de muis werden ingezet, de nanobots die de maagwanden bereikten, nog 12 uur na inname aan de voering vastzitten, wat hun effectiviteit en robuustheid bewijst.

Verder, nadat de muis uiteindelijk was geëuthanaseerd en de maag was ontleed en onderzocht, vertoonde de aanwezigheid van de nanobots ook geen tekenen van verhoogde toxiciteitsniveaus of weefselbeschadiging. Volgens de onderzoekers was dit in lijn met hun verwachtingen, vooral omdat zink in feite ook een multifunctionele voedingsstof is.

Terwijl nanobots eerder zijn gebruikt op organisch weefsel - zoals bij de vernietiging van het hepatitis C-virus - en nog andere zijn ontworpen om te worden voortgestuwd met behulp van externe krachten in een levend wezen, zijn de micromachines van de University of California de allereerste zelfrijdende , nanodeeltjes die ooit nanobots leveren. And it is this fact that makes the research team believe that its success so far merits further research and cites the fact that this is now the beginning of a proven method to deliver targeted drug administration.

For everyone else, this is exciting technology that may well help to medically treat human beings in the not-too-distant future. Of course, this is early days in this research and a plethora of continuously successful tests will need to be run before it can even be considered by the likes of the US Food and Drug Administration to approve its use in people. But these first steps are vital in what may one day be a commonplace, targeted, and safe alternative to traditional high-dose medications.

No announcement has been made regarding further tests or the possibility of human-based trials.


An Evolutionary Anthropological Perspective on Modern Human Origins

Modern humans are an anomaly in evolution, and the final key features occurred late in human evolution. Ultimate explanations for this evolutionary trajectory are best attained through synthetic studies that integrate genetics, biological anthropology, and archaeology, all resting firmly in the field of evolutionary anthropology. These fields of endeavor typically operate in relative isolation. This synthetic overview identifies the three pillars of human uniqueness: an evolved advanced cognition, hyperprosociality, and psychology for social learning. These properties are foundational for cumulative culture, the dominant adaptation of our species. Hoewel de Homo line evolved in the direction of advancing cognition, the evidence shows that only modern humans evolved extreme levels of prosociality and social learning this review offers an explanation. These three traits were in place ∼200–100 ka and produced a creature capable of extraordinary social and technological structures, but one that was also empowered to make war in large groups with advanced weapons. The advance out of Africa and the annihilation of other hominin taxa, and many unprepared megafauna, were assured.


Bekijk de video: 7 Orthogonal projection of a point onto a plane (Januari- 2022).