Прогнозирование в сворачивании белков назвали одним из прорывов искусственного интеллекта в 2024 году. Словно подтверждая это, учёные сообщили сегодня о разработке с помощью ИИ противоядий от самых смертоносных змеиных ядов мамб, морских и гремучих змей. Глубокое машинное обучение в режиме диалога с исследователями помогло создать белки, защищающие организм от смертельных токсинов, что было подтверждено проверками на мышах. И это только начало.

Источник изображения: Kate Zvorykina/Ella Maru Studio

Сегодня противоядия создаются сложным и дорогостоящим методом иммунизации животных. Животным, например лошадям, вводят яд змей и ждут появления антител. Затем антитела извлекаются из забранной крови на центрифуге, что ведёт к образованию сыворотки — фактически лекарства. На всё это уходят недели и месяцы. Машинное обучение обещает радикально сократить время синтеза белков для нейтрализации токсинов. И это будет, конечно же, дешевле и безопаснее для пострадавших.

Исследование провёл медицинский факультет Вашингтонского университета (UW Medicine) в сотрудничестве с коллегами из Медицинского института по разработке белков Калифорнийского университета и Технического университета Дании. Забегая вперёд, отметим, что университет подал заявку на получение патента на разработанное с помощью ИИ противоядие.

Проблема с укусами змей ежегодно затрагивает свыше 2 млн человек. По данным Всемирной организации здравоохранения, более 100 000 из них умирают, а 300 000 страдают от серьёзных осложнений и даже становятся инвалидами в результате деформации конечностей, ампутации или других последствий. Страны Африки к югу от Сахары, Южная Азия, Папуа-Новая Гвинея и Латинская Америка входят в число мест, где укусы ядовитых змей представляют наибольшую проблему для общественного здравоохранения.

Исследовательская группа сосредоточила своё внимание на поиске способов нейтрализации яда, полученного от определенных элапидов. Элапиды — это большая группа ядовитых змей, среди которых кобры и мамбы, обитающие в тропиках и субтропиках. Яд этой группы включает так называемый токсин трёх пальцев (three-finger toxin, 3FTx). Это химическое вещество повреждает ткани организма, убивая клетки, а также прерывает сигналы между нервами и мышцами, вызывая паралич и смерть.

ИИ помог создать новые белки, которые вступали в соединения с токсинами и связывали их, не допуская к рецепторам клеток живого организма. Взаимодействуя с программой, учёные получали инструкции по синтезу термостабильных белков с высокой способностью связываться с токсинами. Практически синтезированные белки почти полностью соответствовали на атомарном уровне компьютерному дизайну с глубоким обучением.

В лабораторных условиях разработанные белки эффективно нейтрализовали все три подсемейства тестируемых трёхпальцевых токсинов. При введении мышам разработанные белки защищали животных от того, что могло быть смертельным воздействием на них.

Разработанные белки обладают множеством преимуществ. Их можно производить с неизменным качеством с помощью технологий рекомбинантной ДНК, а не путём иммунизации животных. Кроме того, новые белки, разработанные против змеиных токсинов, имеют небольшие размеры по сравнению с антителами. Их меньший размер может обеспечить большее проникновение в ткани для быстрого противодействия токсинам и уменьшения повреждений.

В дополнение к открытию новых путей разработки противоядий, исследователи полагают, что методы компьютерного проектирования могут быть использованы для разработки других лекарств. Такие методы также могут быть использованы для поиска лекарств от так называемых пренебрегаемых заболеваний, которые поражают беднейшие страны в зоне тропиков, на что обычно никогда нет денег.

Компания Circular представила на выставке CES 2025 умное кольцо следующего поколения Ring 2, которое позволяет следить за здоровьем сердца благодаря одобренной Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) функции электрокардиограммы (ЭКГ) для активного обнаружения мерцательной аритмии. Новинка, как ожидается, поступит в продажу в феврале или марте по цене $380.

Источник изображений: Circular

Circular Ring 2 значительно отличается от предыдущей модели Circular Ring Slim по дизайну, размеру и функциональности. Новое устройство ориентировано на мониторинг здоровья сердца.

Вес Circular Ring 2 составляет около 5 г, что значительно больше веса Ring Slim (2 г). Увеличение массы объясняется более вместительной батареей и крупным датчиком, который обеспечивает выполнение ЭКГ и обнаружение мерцательной аритмии. Если предыдущие модели умных колец Circular могли работать автономно всего 2 дня в «производительном режиме» или 4 дня в «экономичном режиме», то Ring 2 может функционировать до 8 дней в «экономичном режиме» или до 4 дней в «производительном».

Для размещения крупного датчика ЭКГ разработчики убрали фирменный вибромотор, который ранее использовался для уведомлений, будильников и рекомендаций по релаксации. Однако компания пообещала вернуть функцию тактильного отклика в будущем.

Генеральный директор Circular Амори Косман (Amaury Kosman) сообщил ресурсу Android Central, что в будущем Ring 2 сможет обнаруживать не только мерцательную, но и другие виды аритмий. Также устройство получит дополнительные функции после обновления программного обеспечения в 2025 году.

«С Circular Ring 2 мы переосмыслили, каким может быть смарт-кольцо, сочетая передовые технологии здравоохранения с вневременным дизайном и непревзойдённой прочностью», — отметил Косман в пресс-релизе.

Сообщается, что Circular Ring 2 оснащено усовершенствованными датчиками для отслеживания основных показателей здоровья, включая анализ качества сна. Компания переработала сопутствующее приложение, сделав его интерфейс более интуитивно понятным.

Circular Ring 2 будет доступно в четырёх цветах: золотистом, серебристом, чёрном и розовом золоте. Circular также внедрила функцию цифрового определения размера кольца, которую можно использовать через смартфон перед оформлением заказа. Устройство поступит в продажу в ряде стран, включая США, Великобританию и Францию.

Исследователи из Барселонского института глобального здравоохранения (ISGlobal) оценили уровень радиочастотного облучения базовыми станциями 5G граждан и владельцев смартфонов. Исследовались три сценария: с выключенным передатчиком смартфона, в режиме передачи и отдельно приёма больших по объёму данных. Измерения проводились в городе и деревне, где плотность радиосигналов отличаются. Оказалось, в городе 5G не так страшна, как на свежем воздухе.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.1/3DNews

Ситуация со связью 5G проверялась в Швейцарии, где новый стандарт уже введён по всей стране — первым в ЕС. Учёные впервые испытали новую методику измерения облучения, которая теперь каждые три года будет проводиться в Европе для оценки воздействия вышек сотовой связи на экологию. Мощность излучения измеряется прибором (RF-экспонометром), который носится в рюкзаке за спиной. Отдельно используется смартфон с датчиком и специальным приложением для отслеживания мощности приёмопередатчика устройства.

Учёные снимали показания на производстве, в офисах, в школах, в общественных местах, парках и транспорте. В ходе проведенного испытания были изучены показания электромагнитного поля 5G в более 30 тыс. точках в двух городах (Цюрихе и Базеле) и в трёх деревнях (Хергисвиль, Виллизау и Дагмерселлен). Города отличаются более плотным размещением базовых станций 5G, а деревни — более редким.

При отключённом передатчике смартфона (режим полёта) излучение в основном исходит от базовых станций. Исследователи обнаружили, что уровни облучения увеличиваются с ростом плотности населения. Среднее значение для сельских поселений составило 0,17 мВт/м², в то время как среднее значение для городов составило 0,33 мВт/м² для Базеля и 0,48 мВт/м² для Цюриха. Это те уровни, которые создают постоянную радиочастотную нагрузку на экологию и граждан без телефона в кармане.

«Самые высокие уровни [излучения] были обнаружены в городских деловых районах и общественном транспорте, которые [детектируемые уровни] по-прежнему более чем в сто раз ниже международных нормативных значений», — поясняют исследователи.

В сценарии, когда была запущена максимальная загрузка данных (телефон исследователя был настроен на загрузку больших файлов), излучение значительно увеличилось в среднем до 6–7 мВт/м². Авторы частично объясняют это увеличение формированием луча, методом, связанным с базовыми станциями 5G, который более эффективно направляет сигналы пользователю, что приводит к более высокому уровню облучения при загрузке данных. Облучение в целом было выше в двух городах, вероятно, из-за большего количества базовых станций 5G.

Наконец, сценарий, в котором были зарегистрированы самые высокие уровни радиочастотного поля, был сценарием отправки данных, когда мобильный телефон исследователя был настроен на постоянную выгрузку больших файлов. Среднее облучение при этом составило около 16 мВт/м² в городах и почти вдвое выше в деревнях (29 мВт/м²). В этом сценарии самым сильным источником излучения был телефон, отправляющий данные, а воздействие было значительно выше в деревнях из-за меньшей плотности базовых станций, что снижает качество сигнала и вынуждает устройства использовать больше энергии для отправки данных.

«Мы должны иметь в виду, что в нашем исследовании телефон находился на расстоянии около 30 см от измерительного устройства, а это значит, что наши результаты могут недооценивать реальное воздействие излучения. Пользователь мобильного телефона будет держать телефон ближе к телу и, таким образом, воздействие радиочастотного ЭМП может быть в 10 раз выше», — предупреждают авторы работы. В 10 раз выше в самом худшем сценарии означает, что передача больших файлов на свежем воздухе будет граничить и даже превышать допустимые в ЕС санитарные нормы облучения.

«Подводя итог, это исследование показывает, что воздействие на окружающую среду ниже при низкой плотности базовых станций. Однако в такой ситуации излучение от мобильных телефонов на порядки выше, — резюмируют исследователи. — Это имеет парадоксальное последствие: обычный пользователь мобильного телефона в большей степени подвержен воздействию радиочастотного ЭМП в районах с низкой плотностью базовых станций».

Ремешки для смарт-часов и фитнес-трекеров популярных брендов содержат высокие концентрации токсичных химических веществ, также известных как ПФАС (перфторалкильные и полифторалкильные соединения). Эти синтетические вещества практически не разлагаются в естественной среде, именно поэтому их нередко называют «вечными химикатами».

Источник изображения: Apple

ПФАС используются при производстве различных потребительских товаров, включая антипригарную посуду, водостойкую одежду, ковры, матрасы, пищевые плёнки. Также их применяют в производстве текстиля, строительных материалов, мебели. Они защищают промышленное оборудование от коррозии и теплового повреждения, поэтому используются в реактивных двигателях, электромобилях, холодильных системах и полупроводниках. Однако считается, что ПФАС вызывают проблемы со здоровьем: аутоиммунные и онкологические заболевания, заболевания щитовидной железы и печени, бесплодие, дисфункцию почек, гипертонию и другие. Эти химикаты могут попадать в воду, почву и пищу.

Новое исследование, опубликованное в журнале Environmental Science & Technology Letters, показало, что ремешки для смарт-часов и фитнес-трекеров, изготовленные из фторэластомеров (каучука), содержат очень высокую концентрацию «вечного химиката» перфторгексановой кислоты (PFHxA). Вещество опасно в больших концентрациях.

Исследователи смогли легко извлечь химическое вещество с поверхности 22 ремешков от разных брендов, представленных в разных ценовых категориях. Исследователи отмечают, что ПФАС в составе ремешков может впитываться в кожу через ремешки часов. Анализ показал, что большинство ремешков, содержащих это химическое вещество, рекламировались как решения для «спорта и фитнеса», что предполагает «дополнительный контакт вещества с потом и открытые поры кожи», отмечают авторы исследования.

По словам Грэма Ф. Писли (Graham F. Peaslee), физика из Университета Нотр-Дам и ведущего автора исследования, специалисты не думали искать ПФАС в ремешках для смарт-часов, пока не увидели рекламу о ремешке для часов из фторэластомера. При более детальном анализе учёные были удивлены, обнаружив большое количество «вечного химиката» PFHxA. В исследованных ремешках его концентрация PFHxA составила почти 800 ppb, а в одном нашли более 16 000 ppb. Авторы отмечают, что предельно допустимая концентрация PFHxA в питьевой воде для того же штата Мичиган составляет 400 ppb.

«Это было уникально в том смысле, что мы впервые обнаружили только один ПФАС, и что он содержался [в составе ремешков] в таких высоких концентрациях — намного выше, чем мы обычно находим в потребительских товарах», — сказал Писли.

Несколько крупных производителей смарт-часов и фитнес-трекеров, включая Apple, Huawei, Samsung и Google, предлагают ремешки из фторэластомера из-за долговечности таких решений. Поскольку весь объём потенциальных рисков для здоровья, которые представляют собой химические вещества в этих ремешках, остаётся неясным, исследователи призывают научное сообщество дополнительно изучить эти материалы.

В то же время эксперты рекомендуют потребителям отказаться от подобных ремешков и сделать выбор в пользу решений на основе альтернативных материалов, в которых не используются фторэластомеры. Большинство брендов, продающих ремешки для часов из фторэластомера, упоминают об этом на своих веб-сайтах. Основная проблема заключается в том, что ремешки из этого материала специально разработаны для устойчивости к воде и поту, что делает их очевидным выбором для тех, кто отдаёт приоритет этим характеристикам в ремешке для часов и трекеров. Это усложняет вопрос отказа от их использования.

Дисклеймер: смарт-часы не являются медицинским устройством и для точного диагноза надо консультироваться со врачами.

Измерение артериального давления — важный аспект контроля здоровья, позволяющий выявлять и предотвращать заболевания сердечно-сосудистой системы. Для его отслеживания применяются различные устройства, которые развивались на протяжении десятилетий. Теперь технологии дошли до того, что измерять давление могут умные часы, что стало совершенно новым уровнем диагностики.

Впервые кровяное давление у человека удалось измерить в 1856 году, а первый прибор для регистрации артериального давления был создан в 1881 году. В обоих случаях использовался ртутный манометр. В 1896 году аппарат был дополнен измерительной манжетой, а в начале XX века появился механический тонометр. Важное открытие в этой области сделал в 1905 году российский хирург Николай Коротков, который первым описал систолические и диастолические тоны. Для определения давления он предложил слушать звуки, возникающие в артерии при снятии давления с манжеты. Этот метод до сих пор лежит в основе работы всех тонометров.

Источник изображения: Wellcome Library / Wikipedia

Первые механические тонометры, использовавшиеся в больницах и клиниках, представляли собой громоздкие приборы с манжетой, насосом и манометром. Их использование требовало опыта, а считывание данных — внимательности. С развитием технологий уже в 1960-х годах появились первые электронные тонометры. Эти устройства, не требующие ручного накачивания воздуха и прослушивания ритма, значительно упростили процесс измерения. Со временем электронные модели стали компактнее и точнее, что позволило использовать их в домашних условиях.

Сейчас технологии развились настолько, что систему измерения артериального давления можно встроить в носимое устройство. Примером являются умные часы HUAWEI Watch D2, которые позволяют следить за здоровьем в реальном времени и делают мониторинг состояния сердечно-сосудистой системы более доступным и удобным.

Почему важно измерять артериальное давление? Оно является ключевым индикатором здоровья сердечно-сосудистой системы. Поддержание его в норме помогает предотвратить серьезные заболевания, такие как гипертония, инсульт и инфаркт. Гипертония, одно из наиболее распространенных заболеваний, часто протекает бессимптомно, поэтому регулярный контроль давления — важная профилактическая мера. Постоянный мониторинг позволяет выявить тенденции к повышению давления и принять меры для его нормализации — от изменения образа жизни до медикаментозного лечения по рекомендации врача.

Особенно важно измерять давление регулярно людям с риском развития сердечно-сосудистых заболеваний. Носимые устройства, такие как умные часы с функцией мониторинга давления, становятся незаменимыми для тех, кому требуется частый контроль показателей.

HUAWEI Watch D2 — второе поколение часов с функцией измерения давления. Их главное преимущество перед оригинальной моделью Watch D — возможность суточного мониторинга артериального давления (СМАД). Часы автоматически измеряют давление через определённые интервалы времени в течение дня и ночи, анализируя данные. Это позволяет выявлять возможные отклонения и рекомендовать обращение к специалистам для дальнейшего обследования. СМАД предоставляет полную картину изменений показателей в дневное и ночное время. Эта функция особенно полезна для пользователей с давлением выше 120/80 мм рт. ст. или тех, кому врач рекомендовал регулярный контроль.

Поддерживается и разовое измерение давления. Для этого пользователю нужно сесть в удобной позе, слегка согнув руку и прижав её к груди. Процесс измерения занимает около 30 секунд, а данные подходят для ежедневного мониторинга, хотя они не заменяют профессиональный медицинский тонометр.

HUAWEI Watch D2 стали тоньше и легче по сравнению с предыдущей моделью. Они обладают современным дизайном с металлическим корпусом и выглядят как обычные смарт-часы. Однако внутри устройства встроен насос, а в ремешок интегрирована манжета для измерения давления. Часы оснащены системой замены ремешка с двумя размерами манжет (M и L). Доступны две версии ремешков: из фторэластомера и искусственной кожи.

Улучшенный AMOLED-дисплей диагональю 1,82 дюйма с разрешением 480 × 408 пикселей делает интерфейс часов более удобным. Устройство работает на операционной системе HarmonyOS 5.0 и совместимо как с Android, так и с iOS.

Помимо мониторинга давления, HUAWEI Watch D2 оснащены сенсорами для отслеживания общего состояния здоровья. Часы измеряют частоту сердцебиения, уровень стресса, содержание кислорода в крови, а также снимают ЭКГ. Все данные синхронизируются с приложением HUAWEI Health, которое позволяет анализировать показатели и их изменения. Приложение также помогает планировать цели и получать рекомендации для улучшения здоровья.

HUAWEI Watch D2 — это не просто умные часы, а мощный инструмент для контроля здоровья. Благодаря функции СМАД они становятся отличным вариантом для пользователей, которым требуется регулярный мониторинг давления. Улучшенный дизайн, широкий набор функций и совместимость с популярными платформами делают HUAWEI Watch D2 удобным и надёжным устройством для повседневного использования.

Исследователи из Северо-Западного университета (США) разработали высокотехнологический пластырь для передачи носителю целого спектра тактильных ощущений от мягких касания и поглаживания до сильного надавливания и растяжений. У изобретения могут быть как развлекательные цели, например, для обратной связи с виртуальностью, так и медицинские, например, помогающие слабовидящим людям лучше ориентироваться в пространстве.

Источник изображений: Northwestern University

Прототип пластыря представляет собой силиконовую основу в виде шестиугольника с 19 приводами. Приводы могут вибрировать или создавать нажим на коже в области касания. Главная инновация заключена именно в приводах, которые заявлены как устройства с рекордной энергоэффективностью.

Приводы принимают сигналы со смартфона по Bluetooth. В каждый из них встроен миниатюрный аккумулятор. Программное обеспечение задаёт порядок и режим включения приводов, для передачи на кожу человека заданных тактильных ощущений. Учёные сумели создать такое решение, которое способно поддерживать два противоположных устойчивых состояния приводов без потребления энергии. Для длительного ношения подобных пластырей — это настоящая находка.

По словам исследователей, они смогли задействовать потенциал, заключённый в естественной упругости кожи человека. При воздействии привода на кожу она сжимается и остаётся в напряжённом состоянии до команды на датчик, после которой переключает привод в противоположное состояние без потребления энергии — только за счёт накопленной силы сжатия.

Кроме передачи тактильных ощущений во время игр и путешествия по виртуальным мирам, предложенный тактильный пластырь обеспечивает слабовидящим людям «базовое зрение». Это своего рода заменитель трости, с помощью которой слабовидящие ощупывают пространство вокруг себя. Теперь это может делать лидар на смартфоне, передавая закодированную информацию на пластырь с датчиками. Эксперименты на добровольцах показали, что система работает успешно и может заменить трость для большего удобства человека с плохим или отсутствующим зрением.

Наука многое узнала о работе нервных тканей мозга, но тайн от этого меньше не становится. На самом деле учёным не хватает тонких инструментов, чтобы без вреда для человека или животного следить за мозговой активностью и процессами на субклеточном уровне. Исследователи из Массачусетского технологического института попытались устранить этот пробел и представили платформу, которую назвали «носимыми устройствами для клеток».

Источник изображения: Pablo Penso, Marta Airaghi

С появлением фитнес-браслетов, умных часов и подобных гаджетов жизнь многих людей изменилась в лучшую сторону. Появилась возможность постоянно следить за своим здоровьем, качеством сна и получать стимул к физической активности. Нечто подобное учёные придумали для клеток нервной ткани. Крошечные плёночные устройства микронного масштаба вводятся в область мозга и обволакивают нервные окончания нейронов — аксоны и дендриты.

Источник изображения: Nature 2024

Обволакивание — сворачивание в трубочку вокруг этих клеточных структур нейронов происходит при активации плёнок светом, что выглядит предпочтительнее хирургического вживления. В своей работе учёные освещали материал зелёным светом в диапазоне 545–555 нм. Обволакивание вдоль или поперёк и до заданного диаметра осуществляется посредством изменения интенсивности и поляризации. Иными словами, это полностью управляемый процесс. Вопрос проникновения вглубь мозга остаётся открытым, но наверняка решаемым, если подобрать диапазон излучения, проникающего сквозь живые ткани.

В качестве материала для искусственных оболочек нервных тканей был испытан азобензол. Он показал полную биосовместимость (в экспериментах на мышах) и может быть использован для работы с нервной тканью человеческого мозга. Поскольку азобензол — это изолятор, его обволакивание нейронных отростков способно повысить их проводимость, что, например, может помочь в лечении таких заболеваний, как атеросклероз, когда живая ткань не может самостоятельно восстановить электроизоляцию.

Исследователи также разработали техпроцесс массового производства азобензольных микронных плёнок относительно простыми методами, не прибегая к использованию чистых комнат, известных в производстве полупроводников. Азобензол наносится на водорастворимую основу и формируется микроштампом, после чего основа растворяется. Это обещает сделать технологию массово доступной.

В перспективе на азобензольной плёнке можно будет создавать гибкие наноэлектронные схемы для управления активностью нейронных отростков или её фиксации. Тогда они станут настоящими фитнес-браслетами для клеток. У нас появится возможность следить за субклеточной активностью и ещё лучше понимать работу мозга и лечить поражающие его заболевания.

Для целого спектра биологических применений разработан крошечный литийионный аккумулятор. Батарея в сборе помещается в каплю воды. Она может использоваться в системах для стимулирования сердечной мышцы, доставки лекарств и питания медицинских нанороботов. Аккумулятор испытан на мышах и когда-нибудь будет применён для лечения людей.

Увеличенный в 50 раз для наглядности муляж «капельного аккумулятора». Источник изображения: University of Oxford

В основе сверхкрошечного литиевого аккумулятора лежит биогидрогель. Добавление в раствор поверхностно-активных веществ формирует из капель биогидрогеля своеобразную гирлянду. Одни капли выполняют функцию разделителя (сепаратора), как в больших аккумуляторах, разделяющих катод и анод, а в других каплях содержатся ионы солей лития, которые при создании цепи начинают двигаться из одной капли в другую, создавая ток и разность потенциалов на противоположных концах «гирлянды».

Объём каждой капли составляет всего 10 нЛ (нанолитров). Все компоненты такого аккумулятора биоразлагаемые и биосовместимые. Это подтвердили опыты на мышах, в сердечную ткань которых был помещён такой аккумулятор. В таком случае устройство предотвращает сердечную аритмию, вызванную хаотическими (болезненными) сокращениями мышц сердца. Использование такого устройства, требующего минимального хирургического вмешательства для вживления в сердечную ткань, позволит сохранять людям здоровье и жизнь, ведь сердечные аритмии — одна из частых причин смерти.

По словам учёных из Оксфордского университета, придумавших «капельный аккумулятор» и подавших на него заявку на патент, такой аккумулятор может также доставлять лекарства и служить перезаряжаемым источником питания для нанороботов.

В Европе завершены первые клинические испытания имплантата сетчатки глаза в сочетании с комплексом носимых приборов для восстановления остроты зрения у людей. Все участвующие в проекте пациенты восстановили потерянную ранее остроту зрения, вернув себе способность читать, разгадывать кроссворды и играть в настольные игры. Пройдёт ещё несколько лет и возможность вернуть ясность зрения станет обычной врачебной практикой.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.1/3DNews

Развивает исследование американская компания Science Corp. Оригинальная разработка создана на основе исследований учёных Стэнфордского университета и продолжена учреждённой для этого компанией Pixium Vision. Позже она была приобретена компанией Science Corp. Платформа PRIMA представляет собой беспроводной и полностью автономный фотоэлектрический имплантат, хирургическим путём внедряемый под сетчатку больного глаза, очки с камерой и проекционной системой, а также карманный вычислительный блок для обработки и увеличения изображения с камеры.

Источник изображения: Science Corp

Комплекс решений PRIMA нацелен на лечение возрастной макулярной дегенерации (ВМД), которой страдают 8 млн человек по всему миру. В процессе необратимого заболевания, которое называется географическая атрофия (она считается запущенной формой ВМД), пациент теряет остроту зрения — способность различать мелкие детали, что резко снижает качество жизни. Имплантат возвращает потерянную остроту зрения, что доказали клинические испытания PRIMAvera с участием 38 пациентов.

Динамика улучшения остроты зрения по таблице LogMAR. Источник изображения: Science Corp

«Полученные результаты демонстрируют важную веху в лечении тяжёлой потери зрения, вызванной географической атрофией вследствие возрастной макулярной дегенерации. Впервые удалось восстановить центральное зрение сетчатки, ухудшившееся из-за возрастной макулярной дегенерации, — сказал профессор Фрэнк Хольц (Frank Holz), доктор медицинских наук, научный координатор исследования PRIMAvera. — До этого не существовало реальных вариантов лечения для улучшения зрения у таких пациентов».

Острота зрения всех участников была измерена через 6 и 12 месяцев после имплантации с помощью офтальмологической шкалы LogMAR, и результаты продемонстрировали клинически значимое улучшение. Успех определялся способностью распознавать 10 букв (2 строки) таблицы. Некоторые пациенты стали видеть 23 буквы (4,6 строки), а наибольшим улучшением стало распознавание 59 букв (11,8 строки). При этом установка имплантата не ухудшила остроту зрения, если система была отключена, что свидетельствует о хорошем профиле безопасности.

Клинические испытания PRIMAvera (по-итальянски — «весна») были проведены для сертификации комплекса на европейском рынке. Учёные уверены, что через несколько лет возможность вернуть остроту зрения появится у многих людей.

Генеральные прокуроры 14 штатов США обратились в суд с исковым заявлением против сервиса коротких видео TikTok. Платформа обвиняется в нанесении вреда психологическому здоровью несовершеннолетних, а также введении пользователей в заблуждение относительно того, насколько сервис безопасен. Группу истцов возглавили прокуроры Летиша Джеймс (Letitia James) из Нью-Йорка и Роб Бонта (Rob Bonta) из Калифорнии.

Источник изображения: antonbe / pixabay.com

«Наше расследование показало, что TikTok развивает зависимость от социальных сетей для увеличения корпоративной прибыли. TikTok намеренно нацеливается на детей, потому что они знают, что у детей ещё нет защиты или способности создавать здоровые границы вокруг вызывающего привыкание контента», — заявил Бонта. Он также добавил, что нынешний иск стал частью усилий «по защите молодых людей и помощи в борьбе с общенациональным кризисом психологического здоровья молодёжи».

Авторы иска уверены, что TikTok нарушает законы США, разрабатывая функции и продвигая контент, наносящий вред несовершеннолетним пользователям. Отмечается, что бизнес-модель сервиса основана на увеличении времени, которое дети проводят, просматривая ролики на платформе. Это позволяет компании наращивать прибыль от размещения таргетированной рекламы. Для этого сервис интегрировал ряд функций, включая автоматическое воспроизведение видео, продвижение онлайн-контента и историй, которые доступны ограниченное количество времени, а также так называемые «фильтры красоты». Они также ссылаются на некоторые тренды, которые становились вирусными в TikTok, но впоследствии стали причиной гибели подростков.

Прокуроры считают, что TikTok нарушает сразу несколько американских законов, включая федеральный Закон о защите конфиденциальности детей в интернете (COPPA), получая прибыль от использования данных детей младше 13 лет. Отмечается, что TikTok вводил общественность в заблуждение относительно безопасности платформы для детей. В дополнение к этому, истцы считают, что «фильтры красоты» способствуют развитию у несовершеннолетних, особенно девочек, комплекса неполноценности. Авторы иска хотят, чтобы суд обязал TikTok изменить сою бизнес-модель, а также назначил денежные штрафы.

Представитель TikTok Алекс Хаурек (Alex Haurek) заявил, что компания «категорически не согласна с этими утверждениями, многие из которых считает неточными и вводящими в заблуждение». Он добавил, что сервис остаётся привержен работе, которая уже была проведена и ведётся для защиты подростков. По словам Хаурека, TikTok более двух лет сотрудничал с группой прокуроров, «и невероятно досадно, что они пошли на этот шаг вместо того, чтобы работать с нами над конструктивными решениями проблем всей индустрии».

Десять лет кропотливой работы привели к появлению первой в мире объёмной карты фрагмента человеческого мозга с субклеточным разрешением. В одном кубическом миллиметре серого вещества женского мозга обнаружено 57 тыс. клеток и 150 млн синапсов. Карта раскрыла детали всех хитросплетений нервной ткани во всём многообразии обнаруженных там клеток, среди которых нашлись неизвестные науке, что вывело изучение топологии мозга на новый уровень.

Источник изображения: Harvard and Google

Ещё в 2014 году женщине с диагнозом эпилепсия была сделана операция по удалению крошечного участка cortex cerebri — ткани серого вещества головного мозга, покрывающей оба полушария тонким слоем. Группа учёных из Гарвардского университета взялась восстановить как можно более точную объёмную карту образца. Для этого ткани насытили тяжёлыми металлами, которые связались с липидным слоем мембран нервных клеток и проявили их для считывания электронным микроскопом. Затем ткани напитали отвердевающим раствором и нарезали на пластинки толщиной по 34 нм, после чего начали сканирование и составление карты.

Объём сырых данных по 2D-срезам составил 1,4 Пбайт. Для обработки информации по сшиванию изображений в один 3D-объект учёные запросили помощи у компании Google. Последняя предоставила ресурсы на основе систем машинного обучения. Кроме этого, учёные вручную раскрашивали ткани в самых сложных случаях и проверяли точность работы модели. Для лучшей визуализации самые маленькие клетки окрасили в синий цвет, а самые большие — в красный. Клетки промежуточных размеров получили свои цвета из обычной спектральной палитры.

На выходе получилась самая подробная на сегодня интерактивная карта объёма ткани мозга человека с субклеточным разрешением. Она выложена в открытый доступ, чтобы любой научный коллектив мог использовать карту для собственных исследований. Карта проявила много удивительного и даже неожиданного. Например, учёные обнаружили расширения нервных клеток в виде яйцевидных клеток-отростков неизвестного назначения, которые раньше науке не были известны. Обнаружены также зеркальные по форме клетки и нейроны, опутавшие нервной тканью сами себя.

Изучение карты нервной ткани позволит прояснить топологию сети и работу её отдельных участков. Это важно не только для понимания работы мозга, что поможет лечить множество связанных с ним заболеваний, но также обещает оказать влияние на развитие технологий искусственного интеллекта. А развить их можно только понимая основы — работу человеческого мозга, которая пока полна загадок.

Компания Perceptive из Бостона представила первого в мире робота-стоматолога, который под управлением искусственного интеллекта смог самостоятельно провести процедуру на зубах живого человека. Зубной кабинет мало у кого вызывает тёплые чувства, и вряд ли кто-то захочет провести в нём лишний час. Созданный в Perceptive робот поможет с этим — процедуру опиловки зубов для установки коронки он выполняет всего за 15 мин вместо обычных сеансов по 2 часа.

Источник изображений: Perceptive

Предложенное решение пока не одобрено для клинического использования, поэтому роботы-стоматологи ещё нескоро появятся на вооружении врачей. Тем не менее, рано или поздно такое произойдёт. По крайней мере, телемедицина становится практикой, а это прямой путь к созданию инструментов для проведения удалённых операций и прямого обучения им платформ с ИИ.

Робот-стоматолог Perceptive пока выполняет только одну процедуру — опиливает зубы для предстоящей установки коронок. Врач-человек обычно назначает два сеанса по два часа для проведения такой процедуры. Робот, как утверждают разработчики, справился с задачей за 15 мин. Более того, робот безопасно проводит обработку зубов даже вертящемуся пациенту.

«Мы рады успешно завершить первую в мире полностью автоматизированную роботизированную стоматологическую процедуру, — заявил доктор Крис Кириелло (Chris Ciriello), генеральный директор и основатель Perceptive. — Этот медицинский прорыв повышает точность и эффективность стоматологических процедур, а также демократизирует доступ к более качественной стоматологической помощи для пациентов с лучшим клиническим результатом. Мы с нетерпением ожидаем совершенствования нашей системы и создания новаторских масштабируемых, полностью автоматизированных стоматологических решений для пациентов».

До начала операции врач проводит сканирование ротовой полости пациента ручным ОКТ-сканером. На основании полученных снимков, которые позволяют с 90-процентной точностью обнаружить все полости в зубах, производится постановка задачи искусственному интеллекту (которая также обсуждается с пациентом). После этого робот приступает к работе и опиливает зубы с точностью станка с программным управлением. По словам компании, это происходит быстро, безболезненно, точно и, возможно, по более скромной цене, чем работа врача-человека.

Учёные из США использовали белок из куриных яиц для создания идеального биологического гидрогеля для 3D-печати живых тканей и даже органов. Исследователи наделили обычный белок свойствами фотополимеризации, позволив ему превращаться в объёмные модели произвольной формы. Это прорыв для исследований по фармакологии, медицине и трансплантации органов, хотя работы в этом направлении предстоит ещё много.

Источник изображения: Terasaki

Сегодня для 3D-печати живых тканей используется множество природных и синтетических материалов. Все они имеют свои достоинства и недостатки, но объединяет их всех ровно одно — высокая цена решений на фоне ограниченных возможностей. Учёные с факультета Терасаки (Terasaki) Калифорнийского университета смогли превратить в гидрогель для 3D-печати живых тканей обычный белок из куриных яиц. Решение оказалось настолько же дешёвое, как и эффективное с впечатляющим набором свойств.

Материалы для 3D-печати должны уметь сохранять форму модели, что обычному куриному белку недоступно. Чтобы изменить это, учёные добавили в белок метакрильные группы, используя для этого метакриловую кислоту. Одно из свойств этой кислоты — фотополимеризация, то есть затвердевание под воздействием света. Белок с метакрильными включениями также оказался чувствительным к свету. При освещении он образовывал прочные продольные связи с лежащими выше и ниже слоями, что позволяло печатать объёмную модель.

Сам по себе белок не является аналогом сердца, печени и даже кожи человека. Но он создаёт основу для управляемого роста специализированных клеток, обеспечивая им защиту, питание и форму.

«Этот инновационный подход к созданию биоконструкций из яичных белков демонстрирует огромный потенциал биоинженерных материалов в тканевой инженерии, — поясняют учёные. — Используя легкодоступные природные ресурсы и улучшая их с помощью хитроумных химических модификаций, мы открываем новые возможности для персонализированной регенеративной медицины. Такие прорывы имеют решающее значение в нашем стремлении разработать более эффективные и доступные решения для лечения полиорганной недостаточности, сердечнососудистых заболеваний и рака».

В журнале Nature вышла статья, в которой учёные из Вашингтонского университета (UW) опровергли утверждение Илона Маска (Elon Musk) о будущих превосходных возможностях имплантата Blindsight для возвращения или наделения зрением незрячих или слабовидящих людей. Маск не знаком с работой мозга, а зрение — это не набор пикселей, заявили учёные. Всё намного сложнее и техника неспособна подняться до уровня живых тканей и, тем более, превзойти их.

Источник изображения: Computerra

В марте этого года стало известно, что компания Neuralink Илон Маска разрабатывает и даже испытывает кортикальный имплантат Blindsight (дословно — «Слепое зрение»). После очевидного успеха с мозговым имплантатом Neuralink для возвращения коммуникативных функций пациентам с травмами спинного мозга сообщение о новом чудо-имплантате для возвращения зрения было воспринято с энтузиазмом. Потеря зрения — это достаточно частый случай в медицинской практике, не говоря о врождённых пороках такого рода. Часто зрение стабильно ухудшается по мере старения людей, и это сегодня воспринимается как неизбежное зло.

20 марта 2024 года Маск в своём аккаунте в социальной сети X опубликовал короткое сообщение о следующем продукте компании — имплантате Blindsight. «Поначалу разрешение [искусственного зрения] будет низким, как в ранней графике Nintendo, но в конечном итоге может превысить нормальное человеческое зрение», — позже пояснил Маск в X. Учёные из Вашингтонского университета зацепились за эту фразу и попытались выяснить, так ли это.

Модели электродных матриц и то, как видео с кошками будет обрабатываться в зрительной коре головного мозга. Источник изображения: Fine, I & Boynton, G/CC By 4.0

Для исследования возможностей искусственного раздражителя кортикальных клеток зрительной коры головного мозга — без участия зрения и каналов для передачи сигналов непосредственно по нервной ткани к мозгу — была использована простая компьютерная модель в качестве «виртуальных пациентов». Учёные показали, что позиция инженеров, что мозг получает сигналы подобно пикселям на экране матрицы или дисплея, не соответствует реальному положению дел. Симуляция наглядно показала, как пациент с определённым числом пикселей будет видеть, например, кошку.

На обычном изображении кошки из массива 44 тыс. пикселей животное видно с достаточным качеством. Но если такой же массив будет раздражать нейроны в зрительной коре головного мозга, то ситуация резко меняется в сторону ухудшения. На видео учёные показали, как это будет выглядеть. О присутствии в кадре кошки можно только догадываться.

Проблема в том, поясняют исследователи, что изображение подаётся на нейроны с перекрытием и с кодированием. Каждый нейрон, отвечающий за зрение, получает сложный (кодированный) сигнал от массива чувствительных клеток в глазах — так называемое рецептивное поле. Также информация поступает больше чем на один нейрон. Простая стимуляция клеток мозга не равнозначна обычному зрению и едва ли сможет когда-нибудь приблизиться к обычному качеству зрения людей, не говоря о том, чтобы превзойти его. Даже миллионы «пикселей» — высокое разрешение стимулирующего нейроны имплантата — не решат проблемы с кодированием зрительной информации до качества выше среднего.

Учёные не исключили прорыва на данном направлении, но призывают с осторожностью говорить сегодня о возвращении людям превосходного зрения. Это может породить неоправданные ожидания, которые будут разбиты реальностью и сделают больных уязвимыми.

Четыре года назад весь мир оказался в плену страха перед синим светом экранов гаджетов. Причиной для опасений стало обоснованное наукой угнетение выработки мелатонина в организме людей в вечернее и ночное время, чему способствовал синий свет экранов смартфонов, компьютеров и телевизоров. Теперь же выяснилось, что синий свет от гаджетов также пагубно влияет на кожу.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews

Уже есть научные работы, которые обнаруживают существенное влияние синего света на пигментацию кожи. Синий свет усиливает выработку меланина, что для большинства людей вряд ли будет иметь значение. И всё же, данные показывают, что синий свет сильнее воздействует на людей с тёмной кожей и поэтому более опасен для них в этом плане, а также может спровоцировать усиленную пигментацию кожи у граждан с гиперактивной выработкой меланина. Пятна на коже лица, к которому мы подносим смартфон, очевидно, не лучшее украшение, поэтому для людей с чувствительной кожей следует учитывать эту особенность синего света.

Также синий свет может разрушать коллаген (структурный белок) в составе кожи, что ведёт к появлению морщин. Учёные установили явную связь между синим светом смартфона и появлением морщин, однако она проявляется только при достаточно близком и непрерывном «облучении». Например, необходимо один час держать включённый смартфон на расстоянии 1 см от кожи. Отодвинув смартфон от лица на 10 см мы снижаем негативный эффект от света в 100 раз. Иначе говоря, при обычном использовании гаджетов это не такая уж большая опасность для здоровья кожи. Но здесь также следует напомнить, что есть люди с повышенной чувствительностью.

Третий фактор влияния синего света на кожу косвенный. Это уже избитая тема угнетения выработки мелатонина — гормона, играющего ключевую роль в процессе засыпания. Проблемы со сном обернутся проблемами с кожей. Недостаток сна, стресс перед сном — социальные сети, игры и другое спровоцируют воспалительные процессы в организме и выльются в ухудшении кожного покрова вплоть до видимых поражений. Отключение синего света в этом случае не поможет. Необходимо понимать и принимать гигиену использования гаджетов перед сном.

В остальных двух случаях людям с чувствительной кожей могут помочь косметические средства защиты широкого спектра. Синий свет будет лишь частью проблемы заботы о коже, но это всё ещё обсуждаемый вопрос. Исследований о пользе косметики для защиты граждан от света экранов гаджетов нет. Очевидная польза есть только для производителей косметики, но это уже другая история.