Биотехнологии

Недавно я использовал искусственный интеллект для создания ужасного белка. Следуя пошаговым инструкциям, я создал элементарную модель белкового языка (PLM) — инструмент искусственного интеллекта (ИИ), который выдаёт не слова, а белковые последовательности. С помощью пары строк скопированного из другого места кода я попросил модель придумать короткую последовательность аминокислот.

Я не знал, насколько плох мой белок, пока не спросил AlphaFold, предсказателя структуры белка от Google DeepMind, как он выглядит. В предсказанной структуре были спирали, петли и другие реалистичные элементы. Но AlphaFold очень мало доверял своему предсказанию — знак того, что мою молекулу, вероятно, не получится создать в клетках в лаборатории, не говоря уже о том, чтобы она смогла делать что-то полезное.

Прием метформина, который используется для лечения диабета 2 типа, коррелирует с 30%-ным снижением риска смерти. Новое исследование стало еще одним доводом в пользу того, что распространенный препарат обладает антивозрастными свойствами.

Новости науки и медицины преимущественно воспринимаются через «открыли новый препарат, который…». Однако, с ростом научных баз, данных, способов анализа информации и лабораторных возможностей, уже известные препараты могут оказывать внезапно полезный эффект, да еще и в совершенно другой сфере. Наглядный пример: средство для лечения эректильной дисфункции, может назначаться врачом как инструмент профилактики сердечно-сосудистых заболеваний [1]. А что предлагает повысить эффективность борьбы с холестерином?

С ребёнком Кайла и Николь Малдун что-то было не так.

Врачи строили догадки. Может быть, это менингит? Может, сепсис?

Они получили ответ, когда Кей-Джею была всего неделя от роду. У него было редкое генетическое заболевание — дефицит CPS1, которым страдает лишь один из 1,3 миллиона младенцев. Если бы он выжил, у него были бы серьёзные задержки в психическом и умственном развитии, и в конечном итоге ему потребовалась бы пересадка печени. Но половина всех младенцев с этим заболеванием умирает в первую неделю жизни.

Врачи Детской больницы Филадельфии предложили Малдунам комфортный уход за их ребёнком и возможность отказаться от агрессивного лечения перед лицом мрачного прогноза.

«Мы любили его и не хотели, чтобы он страдал», — говорит г-жа Малдун. Но они с мужем решили дать Кей-Джею шанс.

Вместо этого Кей-Джей вошёл в историю медицины. Малыш, которому сейчас 9 1/2 месяцев, стал первым пациентом любого возраста, которому, по словам его врачей, была проведена индивидуальная процедура редактирования генов. Он получил инфузию, сделанную специально для него и предназначенную для устранения его личной мутации.

Если грамотно тренироваться в зале, то мышцы будут расти. Если часами играть в КС, то научишься побеждать противников. А если перерабатывать в офисе, то твой мозг будет меняться, адаптируясь под нагрузку. Причем изменения буквально видны в структурах мозга.

В статьях про ноотропы, стимуляторы и полезные добавки для мозга я заранее пишу про тонкости их использования. В частности, чем сильнее «чувствуется» эффект ноотропов, тем хуже общее «состояние» когнитивной сферы. Другими словами, ноотропы действительно помогают, когда ситуация катастрофична. Однако наш мозг синтезирует особую молекулу. Молекулу, которая как омолаживает здоровый мозг пожилого человека, так и тормозит развитие нейродегенеративных заболеваний.

• Исследование показывает, что мы не просто слушаем музыку, а «становимся ею»

• Кровь человека, пережившего 200 укусов змей, помогла создать мощное противоядие

• Учёные нашли в организме переключатель для регенерации важнейших клеток, связанных со зрением

• Учёные разработали метод МРТ, позволяющий определить, не стареет ли ваше сердце слишком быстро

• Учёные научились печатать полимеры внутри живых организмов с помощью звука

Группа исследователей из Техаса разработала эффективный способ лечения посттравматического стрессового расстройства (ПТСР). В основе лечения – блокада блуждающего нерва, а способствует этому устройство размером с пуговицу рубашки, расположенное на шее.

Введение:

Разработка новых лекарственных препаратов — это сложный и многоэтапный процесс, требующий значительных временных и финансовых затрат. Для того чтобы вещество-кандидат стало лекарственным препаратом ему нужно пройти тернистый путь от лаборатории до пациента. Одной из основных причин непрохождения веществами-кандидатами этапов клинических исследований является ограниченная предсказательная способность традиционных доклинических моделей. Классические методы, такие как двумерные клеточные культуры и эксперименты на лабораторных животных, не всегда точно воспроизводят физиологические процессы человека, что приводит к неожиданным результатам на этапе клинических испытаний. С целью снижения рисков непрохождения препаратом этапов клинических исследований и в силу этических соображений ученые разработали микрофлюидную технологию «орган-на-чипе» (рис. 1). «Орган-на-чипе» представляет собой прозрачную пластину с нанесёнными микрофлюидными каналами и ячейками. В ячейки помещают трёхмерные клеточные культуры определённого органа, а через каналы подают питательные среды, необходимые для их жизнедеятельности.  Пластина оборудована датчиками, позволяющими отслеживать состояние клеточной системы в режиме реального времени [1].  Что такое микрофлюидика? Микрофлюидика— это наука, изучающая поведения малых объемов и потоков жидкостей при их нахождении (движении) в микроразмерных пространствах. Микрофлюидные каналы воспроизводят движение крови, лимфы или других биологических жидкостей. Благодаря этому в технологии «орган-на-чипе» воспроизводится перфузия, которая необходима для нормального функционирования клеток.

Сегодня я хочу понудеть. Но как умеренно приличный человек, я считаю, что неправильно это делать без повода. Поэтому вот вам повод, подходящий для околонаучного хаба.

Лет тридцать назад в одной из пещер Иудейской пустыни исследователи нашли семечко. Фиг знает почему и зачем, но человеки решили провести радиоуглеродный анализ его оболочки.

Приборчик попикал, поморгал лампочками и показал, что семечко появилось на свет где-то в период между 993 и 1202 годами – то есть вполне возможно, что оно ровесник ближневосточных крестоносных королевств.

Собственно, увидев, что семечко реально древнее, его попробовали посадить. И оно, внезапно, проросло. Проросло настолько хорошо, что дерево к настоящему моменту вымахало уже почти на трёхметровую высоту и стало поводом для научной статьи о себе в солидном «Communications Biology».

Медицина быстро адаптируется к достижениям в области искусственного интеллекта (ИИ). Благодаря ИИ появляются новые возможности для диагностики, хирургии, разработки препаратов, а также для персонализированного подхода к лечению. В этой статье мы рассмотрим ведущие проекты в медицине с использованием ИИ, их достижения и прогнозы на ближайшие годы.

Представьте себе типичное воскресное утро: Сергей просыпается с небольшим кашлем и, вместо того чтобы выпить чай с медом, немедленно консультируется со своим любимым ИИ-помощником.

"У меня лёгкий кашель," — пишет он.

ИИ анализирует сообщение и выдаёт: "По моим данным, у вас, возможно, одно из следующего: простуда, аллергия, пневмония, бронхит, туберкулёз, легочный фиброз или редкое тропическое заболевание, о котором вы, вероятно, никогда не слышали."

К вечеру Сергей уже убежден, что у него неизлечимая экзотическая болезнь. Он заказывает лекарства из пятнадцати стран, составляет завещание и звонит родственникам попрощаться. А на следующий день кашель проходит сам собой.

Комичная ситуация, не правда ли? Группа ученых из Google Research и Google DeepMind решила выяснить, справедлива ли привычная ирония в отношении ИИ-диагностики. Результаты опубликовали не где-нибудь, а в журнале Nature, и этот хабрапост — адаптированный перевод этой статьи.

Сможет ли ИИ превзойти опытных терапевтов в составлении точных дифференциальных диагнозов? Смогут ли результаты исследования перевернуть наше представление о роли искусственного интеллекта в медицине? И речь идет не о простудах и аллергиях — нужно выявлять редкие и сложные заболевания, зачастую ускользающие от внимания человека-врача…

Речь идет про соединение, полученное из кордицепса – кордицепин. Кордицепин использовался столетиями в китайской медицине и послужил отправной точкой для разработки нового химиотерапевтического препарата с мощным противораковым эффектом. Речь идет об усилении свойств кордицепина по проникновению в раковые клетки. Одно только это увеличило эффективность борьбы с раком в 40 раз.

«Кто был тот ювелир,
что, бровь не хмуря,
нанес в миниатюре
на них тот мир,
что сводит нас с ума,
берет нас в клещи……»
Иосиф Бродский «Бабочка»

Решение сделать татуировку требует не только эстетического выбора, но и анализа медицинских рисков. В этой статье мы рассмотрим, почему научных данных о долгосрочных последствиях тату так мало. Как управлять уже существующими рисками. И какие системные изменения в обществе необходимы. Этой статьей я не аккумулирую весь информационный багаж по данной теме. Я стараюсь дополнить наиболее громкие высказывания популярных ораторов, завершить картину внезапно нашедшимся затерянным пазлом.

Ученые всего мира продолжают обсуждать, может ли ИИ когда-нибудь, в отдаленном будущем, уничтожить Человечество. Давайте посмотрим на это под другим углом - может ли оно его спасти, причем - прямо сейчас?

Если посмотреть на коэффициенты рождаемости, цивилизованные страны вымирают. Простые прикидки показывают, что еще сотня-другая лет - и такие страны, как США, Россия и даже Китай могут полностью исчезнуть.

Проблема бесплодия - одна из самых актуальных проблем в мире. Более полутора сотен миллионов людей в мире - бесплодны. Если собрать всех этих людей вместе, то получится целая страна населением, сравнимым с населением России.

Сейчас таким людям помогают так называемые “вспомогательные репродуктивные технологии”, или коротко - ВРТ. В развитых странах на ВРТ приходится до 6% рождений. Эффективность ВРТ зависит от многих факторов: возраст партнера, причины бесплодия, качество эмбрионов, опыт клиники и т.д. Но в целом даже ВРТ не может дать 100% результат рождения ребенка.

В современном мире ИИ уже начал заменять людей в классических профессиях типа программистов и художников, может и размножением он будет заниматься вместо нас? Ну или по крайней мере, снизить человеческий фактор и количество ошибок, которые делают “специалисты”.

Примерно так и подумали исследователи из Conceivable Life Sciences. С помощью технологий компьютерного зрения и ИИ они позволили идентифицировать головку и хвост сперматозоида, положение инъекционной иглы, управлять инструментами…

Под катом - подробный отчет про исследование, включая пример практического использования ИИ, в результате которого родился живой человек.

Важными направлениями помощи людям-пациентам является протезирование органов, трансплантология и регенерация
Протезирование органов — это медико-техническая дисциплина, которая занимается проектированием, изготовлением и применением протезов для восстановления утраченных форм и частично функций отдельных органов у больных и инвалидов.

Существуют:
– Эндопротезы — функциональные устройства, которые вживляют в организм. 
– Экзопротезы — изделия, которые закрепляются снаружи и выполняют задачи потерянного органа. 
– Эктопротезы — косметические протезы без функциональной нагрузки, которые также закрепляются снаружи. 

Трансплантоло́гия — раздел медицины, изучающий проблемы трансплантации органов (в частности, почек, печени, сердца), а также перспективы создания искусственных органов.
Трансплантация органов - это медицинская процедура, при которой  орган 
извлекается из одного тела (донора) и помещается в тело реципиента для замены поврежденного или отсутствующего органа. 
Трансплантация – это операция по имплантации и замене в организме реципиента отсутствующих или необратимо поврежденных тканей, или органов (потерявших способности выполнять свои функции) с помощью неповрежденных, здоровых и физиологически правильно функционирующих тканей или органов, взятых у донора.
– Аутотрансплантация: донор и реципиент– это одно и то же лицо. Например, трансплантация кожи в случае сильных ожогов или трансплантация костного мозга после высокой дозы противоопухолевой химиотерапии.
– Изотрансплантация: донор и реципиент являются идентичными близнецами, что означает, что они генетически и иммунологически идентичны.
– Аллотрансплантация: донор и реципиент являются генетически и иммунологически неидентичными людьми. Этот вид трансплантации является наиболее распространенным.
– Ксенотрансплантация: донор – это организм другого биологического вида (животного).

Можно бороться с болезнью, но лучше подавлять её распространение на начальном этапе возникновения. Выходя за рамки уколов, спреев и таблеток, ученые тестируют нестандартные методы доставки противовирусных препаратов для предотвращения распространения крайне заразных микробов. Секретное оружие? Жевательная резинка, но сделанная из довольно интересного боба.

Просто сохраняй свой дофамин и избегай источников «дешевого дофамина». Так ты повысишь концентрацию внимания. Это популярный посыл, который встречался неоднократно и в моих статьях. Однако, использование препаратов, которые повышают уровень дофамина помогают только в 70% случаев. Почему так происходит и как работать с СДВГ?

Зомби существуют. К частью, это не сценарий ходячих мертвецов. Речь про паразитов, которые буквально взламывают мозг/ЦНС живых существ и заставляют тех делать что-то против их воли. И ради реализации собственных целей.