Учёные давно предполагали, что ритм дыхания человека уникален, но только серия новых экспериментов показала, насколько это верно. Для этого исследователи из Израиля создали носимый датчик, фиксирующий дыхание отдельно левой и правой ноздри. После суточной записи данных система могла идентифицировать личность по дыханию с точностью 96,8 %. Но самое интересное — предложенный метод собирал данные об активности мозга, позволяя диагностировать целый спектр заболеваний.

Источник изображения: Current Biology 2025

«Можно было бы подумать, что дыхание уже измерено и проанализировано со всех сторон, — пояснил нейроучёный Ноам Собель (Noam Sobel) из Института Вейцмана (Weizmann Institute of Science). — Однако мы наткнулись на совершенно новый способ изучения дыхания. Мы рассматриваем это как считывание сигналов мозга».

За дыхание отвечают несколько отделов головного мозга, контролируя процесс как на уровне рефлексов (неосознанно), так и по желанию человека. Точно так же дыхание служит своеобразным отражением состояния организма — как при здоровье, так и при болезни. Учёные предложили сотне добровольцев в течение суток записывать параметры дыхания, после чего обработали данные с помощью штатной системы медицинской диагностики BreathMetrics.

Обычно в клиниках записывают не более получаса дыхательных данных, анализируя их по 24 параметрам. Суточная информация раскрыла множество нюансов, которые можно использовать для совершенствования диагностики и даже разработки новых методов лечения. Во-первых, идентификация личности по «отпечатку дыхания» показала результат, близкий к 100 %. Также по дыханию удалось определить индекс массы тела пациентов и — что не входило в изначальные цели исследования — обнаружить связь между ритмами дыхания и тревожными состояниями испытуемых.

Следующим шагом в изучении дыхания станет применение предложенных датчиков и методов в клинической диагностике.

«Мы можем узнать, как определённые модели дыхания могут предсказывать развитие различных заболеваний, — уверены учёные. — Но, конечно, в будущем мы будем изучать, можно ли изменяя модели дыхания лечить болезни».

В одном из майских номеров журнала Science учёные из Университета Фудань (Fudan University) в Шанхае сообщили о прорыве в лечении врождённой слепоты. Исследования проводились на животных — мышах и приматах (но не на людях). Довольно простая имплантация нанопроволоки из теллура в область сетчатки глаза позволила животным реагировать на свет и различать объекты. Более того, мыши смогли видеть инфракрасный свет — способность, отсутствующую в природе.

Источник изображения: ИИ-генерация Grok 3/3DNews

Учёные из Китая давно работают над благородной задачей — возвращением зрения людям, страдающим слепотой. Новые технологии приближают этот момент. Не исключено, что ключевую роль в этом сыграет теллур — редкий металл, в основном добываемый как побочный продукт очистки меди. Теллур давно используется в фотоэлектрических и термоэлектрических технологиях — он способен преобразовывать фотоны видимого и инфракрасного спектра в электрический ток. Примерно так же он функционирует и в сетчатке глаза: электроны, выбиваемые фотонами из теллура, возбуждают нервные окончания, что стимулирует передачу сигнала в зрительный центр мозга.

Нанопроволоку из теллура учёные создавали методом химического осаждения. Её диаметр составил около 150 нм. В процессе была выращена сеть из нанопроволоки, которую затем имплантировали в глазное яблоко мышам и макакам. Сеть не вызвала биологического отторжения. На начальном этапе экспериментов имплантат продемонстрировал восстановление зрачкового рефлекса (реакции на свет) и способность передавать сигналы в головной мозг.

Источник изображения: Science 2025

Последующие эксперименты показали, что слепые мыши с имплантатом научились не только реагировать на световое раздражение, но и различать отдельные предметы. Самым удивительным стало то, что животные смогли видеть в ближнем инфракрасном диапазоне. Будет ли когда-нибудь такое зрение доступно человеку — вопрос открытый. Однако военные и спецслужбы наверняка заинтересуются этим направлением. И даже если подобные технологии не выйдут за пределы лабораторий, сам факт появления надежды вернуть зрение миллионам людей по всему миру стоит всех затраченных усилий.

Учёные из Техасского университета в Остине (University of Texas at Austin) разработали недорогую персонализированную электронную татуировку для лица, которая отслеживает активность мозга и предупреждает о переутомлении. Устройство может не только зафиксировать перегрузку, но и спрогнозировать её заранее, и может применяться у людей, чья профессия требует высокой концентрации, например, у диспетчеров, врачей, пилотов, водителей, военных и спасателей.

Источник изображений: Device/Huh et al. (2025), newatlas.com

Татуировка-сенсор представляет собой гибкий и тонкий беспроводной электрод, который временно наносится на лицо. Устройство считывает сигналы мозга (ЭЭГ) и движения глаз (ЭОГ), анализируя уровень умственной нагрузки. В отличие от традиционных ЭЭГ-устройств с разными массивными шапочками и проводами, электронную татуировку адаптируют под индивидуальные особенности лица, обеспечивая тем самым точные измерения. Как пишет New Atlas, технология может кардинально изменить подход к охране труда и профилактике «выгораний».

В ходе испытаний шесть участников выполняли сложный когнитивный тест (dual N-back), требующий запоминания последовательностей, а датчики анализировали мозговые волны людей: дельта-, тета-, альфа-, бета- и гамма-ритмы. Оказалось, что при увеличении умственной нагрузки растёт активность дельта- и тета-волн, что говорит о некотором напряжении, а снижение альфа-, бета- и гамма-ритмов уже указывает на усталость. Далее, благодаря алгоритмам машинного обучения, система смогла не только зафиксировать текущее состояние, но и предсказала, когда мозг достигнет нежелательного предела.

Интересно, что устройство намного дешевле традиционных ЭЭГ-аппаратов, которые стоят десятки тысяч долларов. Одна такая татуировка обойдётся менее чем в $20, а комплект с чипами и аккумулятором около $200. «Низкая стоимость делает технологию доступной, — отмечает соавтор исследования Луис Сентис (Luis Sentis). — И я мечтаю, чтобы такие датчики можно было использовать дома».

Учёные также работают над тем, чтобы адаптировать электронный татуаж не только для лица, но и для головы, так как это позволит, по мнению авторов разработки, улучшить точность мониторинга. В будущем технология может изменить подход к охране труда, ведь сейчас ментальное состояние сотрудников важных отраслей почти не отслеживается. Исследование опубликовано в научном журнале Device.

Несмотря на современное оборудование и колоссальный опыт в нейробиологии, учёные лишь поверхностно понимают механизм работы головного мозга. Остриём научной атаки на мозг стала коннектомика — наука о клетках мозга, их связях и сигналах во всём многообразии. Это фактически составление карты мозга со всеми его чувствами, мыслями и желаниями. Полное понимание структуры и процессов нервной ткани позволит лечить заболевания и даже оцифровывать личности.

Источник изображений: Google

Наиболее детальное составление карты нервной ткани стало возможным с появлением электронной микроскопии. Электронные микроскопы обеспечивают разрешение с шагом до одного нанометра, позволяя заглянуть даже внутрь клеток. Однако это крайне дорогое и сложное в эксплуатации оборудование, доступное лишь немногим лабораториям в мире. Иное дело — обычные оптические микроскопы, которые впервые оказали услугу биологии без малого 400 лет назад.

Благодаря личному любопытству торговца тканями Антони ван Левенгука, направившего свой примитивный микроскоп на изучение живых микроскопических организмов вместо проверки качества окраски текстиля, мир впервые получил изображения эритроцитов, сперматозоидов и других объектов, невидимых невооружённым глазом.

Сегодня оптические микроскопы широко доступны и относительно недороги — по крайней мере, в сравнении с электронными микроскопами, работающими на основе рассеивания электронных пучков. Однако увеличение оптики не позволяет рассматривать объекты размером менее нескольких сотен нанометров, что делает такие устройства непригодными для изучения нервной ткани. Так было до тех пор, пока Google совместно с учёными из Австрии не создала протокол составления коннектома с использованием оптических микроскопов.

Препринт работы Google и сотрудников Института науки и технологий Австрии (ISTA) появился около года назад. Недавно она была опубликована в журнале Nature. Ранний выход статьи позволил независимым научным группам испытать революционную технологию визуализации нервной ткани и подтвердить её воспроизводимость.

Суть метода LICONN заключается в том, что срез нервной ткани последовательно обрабатывается тремя гидрогелями: два из них формируют каркас внутри всех клеток, а третий закрепляет структуру. В процессе впитывания воды гидрогели увеличиваются примерно в 16 раз, физически растягивая срез ткани. Это делает возможным детальное изучение структуры среза под обычным оптическим микроскопом. Более того, окрашивание белков различными химическими, в том числе флуоресцентными, веществами позволяет выявлять специфические молекулы и белки — чего невозможно достичь при использовании электронной микроскопии.

С помощью предложенного протокола исследователи Google, используя оптический микроскоп, воссоздали коннектом среза головного мозга мыши, включая все нервные отростки нейронов общей длиной около полуметра (дендритов и аксонов). Химическое маркирование позволило выявить синапсы, их ориентацию и даже отдельные нейромедиаторы, а также некоторые специфические молекулы.

Разобраться в этом массиве данных и собрать изображение отдельных участков среза в объёмную карту участка мозга помогли алгоритмы Google и методы машинного обучения. В компании уверены, что предложенная методика и протокол ускорят изучение функций мозга млекопитающих и человека, позволят разрабатывать методы лечения нейродегенеративных заболеваний и даже задуматься об оцифровке личности — фактическом бессмертии сознания.

Далеко не у всех людей есть возможность посетить врача или больницу, поэтому появление медицинских чат-ботов дало надежду на простой и постоянный доступ для получения квалифицированной медицинской консультации. Наверняка такое станет возможным в будущем, но пока изучение вопроса показало, что медицинские чат-боты скорее запутают пациента, чем помогут решить ему проблему со здоровьем.

Источник изображения: ИИ-генерация Grok 3/3DNews

О неудовлетворительном состоянии дел с медицинской квалификацией искусственного интеллекта сообщила группа учёных из исследовательского центра Oxford Internet Institute при Оксфордском университете в Великобритании. Для этого они предоставили 1300 добровольцам сценарии различных заболеваний (симптоматику), подготовленные профессиональными врачами, и предложили самостоятельно найти ответы в интернете, включая общение с медицинскими чат-ботами.

«Исследование выявило нарушение двусторонней связи, — рассказали авторы работы. — Те, кто использовал [чат-ботов], принимали решения не лучше, чем участники, которые полагались на традиционные методы, такие как онлайн-поиск или собственное суждение».

Пользователи использовали личные навыки, справочную информацию и консультацию с медицинскими большими языковыми моделями, такими как ChatGPT, GPT-4o, а также Command R+ от Cohere и Llama 3 от Meta✴. Последующий анализ показал, что общение с чат-ботами снизило вероятность правильной диагностики и вело к недооценке серьёзности состояния здоровья.

Учёные отмечают, что участники эксперимента часто опускали ключевые детали при обращении к чат-ботам или получали ответы, которые было трудно интерпретировать. В нынешнем виде, отмечают исследователи, медицинский ИИ из свободных источников использовать не просто не нужно, но и часто вредно.

Не следует заниматься самолечением, а диагностика с помощью чат-ботов — это самолечение в чистом виде. При обнаружении проблем со здоровьем следует обращаться к специалисту-человеку. И если когда-нибудь медицинских чат-ботов допустят к постановке настоящих медицинских диагнозов, то это будет сделано только после клинических испытаний, как сегодня это происходит с принятием новых лекарств.

Медицина глаза готова выйти на новый уровень. Ряд дегенеративных заболеваний сетчатки, включая возрастные изменения, предложено лечить с минимальным хирургическим вмешательством. Это достигается сравнительно простой инъекцией в глаз золотой пыли, которая затем возбуждается инфракрасным лазером и стимулирует нейроны под сетчаткой. Опыты на мышах показали обнадёживающие результаты — животные начинали видеть после слепоты.

Источник изображения: ИИ-генерация Grok 3/3DNews

Исследование провела группа учёных из Университета Брауна (Brown University) в Род-Айленде, США. Они искали возможность относительно простого восстановления зрения после возрастного или травматического поражения сетчатки. Альтернативой остаются серьёзные, но не гарантирующие успех методы лечения, а также различные имплантаты и интенсивная подсветка, которые могут окончательно уничтожить остатки зрения.

Предложенное учёными решение отчасти уже используется и представляет собой термостимуляцию нейронов непосредственно под сетчаткой. Визуальный сигнал минует повреждённые фоторецепторы и воздействует напрямую на нейроны, которые, в свою очередь, передают информацию в головной мозг.

Источник изображения: ACS Nano 2025

Для этого в стекловидное тело глаз между хрусталиком и сетчаткой — фактически в гель — методом инъекции вводится золотая пыль нанометрового размера. Каждая пылинка покрыта антителами к белку Thy1. Это необходимо для взаимодействия золотых частиц с клеточными мембранами нейронов. Затем в глаз направляется луч лазера в ближнем инфракрасном диапазоне, который формирует изображение, непосредственно возбуждая нейроны под сетчаткой за счёт нагрева золотых частиц. Передавать изображение может встроенная в умные очки камера.

Эксперимент с полуслепыми мышами с искусственно повреждённой сетчаткой показал, что предложенный метод позволил восстановить зрение. Насколько хорошо оно восстановилось — мыши не расскажут, но результаты внушают оптимизм. Для проверки методики на людях предстоит пройти долгий путь, чтобы избежать возможного вреда. В случае успеха технология сможет вернуть зрение миллионам пожилых людей — просто и безболезненно.

Исследователи из США сообщили о первом в истории лабораторном воссоздании полной нервной цепочки передачи болевого ощущения — от нервных окончаний на коже до головного мозга. Проделанная работа поможет в разработке болеутоляющих препаратов, способных заменить опиаты, вызывающие привыкание. Кроме того, «мозг в пробирке» поможет в изучении множества других заболеваний нервной системы, обеспечивая этически чистые исследования без людей и животных.

Источник изображения: ИИ-генерация Grok 3/3DNews

Воссоздать нервную ткань во всём её относительном многообразии и наладить связи между её элементами удалось учёным из Стэнфордского университета в Калифорнии. Исследованием занимается группа под руководством румынского нейробиолога Серджу П. Пашки (Sergiu P. Pașca). Именно он ещё в 2017 году ввёл понятие ассемблоидов (assembloids) — сложных трёхмерных клеточных моделей, созданных в лабораторных условиях. Ассемблоиды представляют собой комбинацию двух или более органоидов — сферических клеточных структур или культивируемых клеток, объединённых для воспроизведения структурных и функциональных свойств органа.

Группа Пашки вывела из клеток кожи человека индуцированные стволовые клетки, которые затем стимулировали к формированию четырёх типов нервной ткани: от сенсорных нейронов кожи до проводящей нервной ткани и, наконец, до тканей коры головного мозга. Учёные не стали воспроизводить (и, вероятно, не смогли бы воспроизвести) вторичный контур нервного сигнала, отвечающий в мозге за интерпретацию ощущений, в частности — боли. К тому же это было бы неэтично. Ассемблоиды не чувствуют боли и могут использоваться для самых «жутких» экспериментов по моделированию нервной системы человека.

Источник изображения: Nature 2025

Все четыре органоида были помещены в чашку для культивирования, где срослись, образовав непрерывный контур передачи нервного импульса от начала до конца. На это ушло около 100 дней, в результате чего был сформирован ассемблоид длиной почти 1 см, содержащий около 4 млн клеток. Нейронные связи объединили составные органоиды, и в системе возникли паттерны синхронной передачи сигналов.

Сигнал боли был спровоцирован каплей капсаицина — вещества, придающего жгучесть перцу. После его введения начали регистрироваться волнообразные нейроимпульсные сигналы, распространявшиеся от места возбуждения до конечной точки, имитирующей головной мозг.

Ассемблоид нервного контура под электронным микроскопом

«Вы бы никогда не смогли увидеть эту волнообразную синхронность, если бы не могли наблюдать за всеми четырьмя органоидами одновременно, — сказал Пашка. — Мозг – это нечто большее, чем сумма его частей».

Университет также подал заявку на патент, связанный с данным открытием, однако пока не решил, как использовать его в коммерческих целях.

Учёные Северо-Западного университета в США (Northwestern University) представили самый маленький в мире кардиостимулятор — его размер сопоставим с рисовым зёрнышком. Прибор предназначен для введения в тело с помощью инъекции шприцом, без хирургического вмешательства. Электролитом для питающей устройство батареи служит биологическая жидкость организма, а управление осуществляется с помощью инфракрасного света, который легко проникает через ткани человека. Всё просто и безопасно.

Источник изображения: Northwestern University

Инъекционный кардиостимулятор разрабатывался прежде всего для детей, рождающихся с пороком сердца. В первые месяцы жизни таким пациентам требуется установка кардиостимуляторов, что обычно связано с затратами и необходимостью хирургического вмешательства. Представленный учёными прибор решает множество проблем, связанных с поддержанием жизни маленьких пациентов.

Питание устройства обеспечивается встроенным гальваническим элементом. Межклеточная жидкость в организме человека играет роль электролита. Хотя её химический состав отличается от состава электролита обычной батареи, принцип работы тот же: электролит переносит ионы от одного полюса элемента к другому, создавая электрический ток.

Кардиостимулятор накапливает заряд и запускает стимуляцию сердца при подаче сигнала. Команда и ритм задаются внешним устройством, закреплённым на коже пациента с помощью пластыря. Управление осуществляется инфракрасным светодиодом: его вспышки улавливаются датчиком кардиостимулятора, после чего прибор генерирует импульсы для стимуляции сердца. Возможно использование нескольких таких кардиостимуляторов одновременно, каждый из которых будет реагировать на световые сигналы определённой длины волны. Это позволяет, например, корректировать аритмию сердца.

Со временем кардиостимулятор рассасывается в организме, что устраняет необходимость его извлечения после завершения работы. Это значительно снижает травматичность процедуры как при установке, так и после окончания срока службы устройства.

Apple готовит к запуску полностью переработанную версию приложения «Здоровье», которая выйдет в составе обновления iOS 19.4. Проект, получивший кодовое название Mulberry, предусматривает создание нового цифрового консультанта по здоровью на основе ИИ.

Источник изображения: Curated Lifestyle / Unsplash

По данным журналиста Bloomberg Марка Гурмана (Mark Gurman), запуск ИИ-агента ожидается весной или летом 2026 года. Разработка ведётся при участии подразделения Apple по ИИ. Как отмечает Гурман, новый ИИ-консультант будет воспроизводить функции реального врача, используя информацию, собираемую устройствами Apple — преимущественно Apple Watch. Пользователь сможет получать персонализированные рекомендации, основанные на анализе физиологических данных. Это соответствует долгосрочной стратегии Тима Кука (Tim Cook), согласно которой основной вклад Apple в благополучие общества должен быть связан с развитием здравоохранения.

ИИ-агент обучается на данных, предоставленных врачами, нанятыми компанией Apple. Также планируется привлечение сторонних специалистов для записи видеоматериалов, которые будут интегрированы в приложение. В числе экспертов, с которыми предполагается сотрудничество, — кардиологи, диетологи, сомнологи, физиотерапевты и специалисты по психическому здоровью. Согласно информации Гурмана, видеоконтент будет использоваться для объяснения пользователям возможных неблагоприятных изменений в состоянии их здоровья. Эти материалы будут записываться в новой студии Apple, расположенной в Окленде, штат Калифорния.

Кроме того, Apple намерена привлечь известного врача, который станет ведущим нового сервиса и будет сопровождать образовательные видеоролики. Внутри компании эта инициатива получила неофициальное название Health+. Как сообщает Гурман, значительное внимание в обновлённом приложении будет уделено отслеживанию питания. Пользователи смогут фиксировать потребляемые продукты, а ИИ будет предоставлять рекомендации по рациону и корректировке пищевых привычек в зависимости от индивидуальных физиологических показателей.

Также ведётся работа над функцией, использующей заднюю камеру iPhone для анализа тренировок. ИИ будет отслеживать движения пользователя и предлагать рекомендации по улучшению техники выполнения упражнений. Предполагается, что впоследствии эта функция будет интегрирована в экосистему Apple Fitness+.

В идеальном случае оконное или автомобильное стекло, а также покрытие экранов гаджетов должно отталкивать воду и не собирать вредную микрофлору. Сегодня для производства таких стёкол используется «вредная» химия и затратные процессы. Учёные из австралийского Университета Кёртина (CU) открыли секрет экологически чистого и довольно простого процесса для выпуска условно идеальных стёкол, для чего оказалось достаточно солевой ванны и ультразвука.

Источник изображения: ИИ-генерация Grok 3/3DNews

При создании специализированного стекла у инженеров обычно есть два варианта. Первый — это процесс, в котором используются реакции силинизации, при которых молекулярные соединения связываются с поверхностью стекла. Второй — это покрытие стекла полимерами. Оба этих метода предполагают использование токсичных химикатов, а в случае с покрытиями уникальные свойства стекла могут со временем исчезнуть.

Предложенная учёными новая технология с использованием ультразвука необратимо меняет структуру стекла без добавления каких-либо других химических веществ. В результате получается стекло, которое может полностью отталкивать воду или приобретать положительный электрический заряд.

Впрочем, совсем без химии не обойтись. Но это мягкая химия, которая широко применяется при производстве красителей на основе органических соединений. Солевая ванна, в которую помещают стекло для придания ему уникальных свойств, содержит раствор так называемых диазониевых солей. В зависимости от выбранной соли стекло получается либо водоотталкивающим, либо приобретает положительный заряд. Затем ванну с раствором и стеклом облучают ультразвуком на частоте 24 кГц, что приводит к образованию мелких пузырьков и микровзрывов, меняющих поверхность стекла.

Пузырьки в растворе взрываются с выделением тепла, и создавая давление на его поверхность. Это связывает молекулы из раствора с молекулами стекла. Покрытие получается максимально интегрированным и не истончается при эксплуатации. Поскольку раствор получается неагрессивным, производство уникального стекла будет максимально чистым.

«Звуковые волны создают микроскопические пузырьки в растворе диазониевой соли, которые затем быстро схлопываются, создавая крошечные всплески тепла и давления, — поясняют авторы работы. — Это запускает реакцию, в результате которой на стекле образуется стабильный органический слой, делающий его либо водоотталкивающим, либо положительно заряженным, в зависимости от типа используемой диазониевой соли. В отличие от обычных покрытий, которые со временем стираются, наш метод создаёт химическую связь на молекулярном уровне, что делает его гораздо более долговечным и экологичным».

Кроме свойств самоочищения перспективные стёкла могут сыграть более важную роль в борьбе с микробами, в увеличении производства биотоплива или в создании более эффективных систем фильтрации воды. Это связано с тем, что существует ряд видов бактерий и грибков, которых привлекают гидрофобные поверхности. Также водоотталкивающая версия стекла оказалась эффективной в борьбе с кишечной палочкой. Полученные новым методом стеклянные волокна можно использовать в фильтрах для удаления таких микроорганизмов из водопроводной воды.

Кроме того, исследователи обнаружили, что гидрофобное стекло эффективно удерживает виды пекарских и пивных дрожжей. Это означает, что материал может использоваться для более эффективного и точного контроля процессов брожения, что может привести к улучшению вкуса пива.

Наконец, существуют виды микроводорослей, которые притягиваются к положительно заряженным поверхностям. В частности, вид микроводорослей, известный как C. vulgaris, хорошо прилипает к заряженному стеклу. Это означает, что такое стекло можно использовать в производстве биотоплива, где накопление этого организма будет важным этапом, о чём учёные также рассказали в статье в журнале Advanced Functional Materials. Главное, что производство не будет сложным, грязным и дорогостоящим.

Магнитное поле Земли надёжно защищает жизнь на планете от космической радиации. Но чем дальше от планеты, тем больше рентгенов получит путешественник. Доза радиации за один день на МКС равна годовой дозе на поверхности Земли. При перелётах на Марс всё ещё хуже. Радиация сильно подорвёт здоровье космонавтов. Поэтому множество учёных ищут материалы и возможности для защиты людей в космосе от ионизирующего излучения, например, с помощью гидрогеля.

Источник изображения: ESA

С многих позиций идеальным экраном от радиации для космического корабля является обычная вода. Её плотность и молекулярный состав с водородной компонентой хорошо поглощают энергичные частицы. Но вода на борту или вокруг борта — это риск коротких замыканий и протечек. Было бы неприятно утонуть в собственном корабле по пути на Марс или обратно. Также вода в невесомости может оказывать дестабилизирующее влияние на центр масс корабля и прямо привести к разрушению оболочки, если вдруг начнёт плескаться внутри антирадиационного экрана.

К счастью, учёные уже научились заключать воду в надёжные оболочки — это всевозможные гидрогели, которые широко используются в медицине и промышленности. Исследователи с химического факультета полимеров и биоматериалов бельгийского Университета Гента (Ghent University) провели глубокий анализ усовершенствованного суперпоглощающего полимера (SAP), способного в сотни раз увеличиваться в процессе поглощения воды. В сочетании с 3D-печатью полимер открывает путь к промышленному изготовлению антирадиационных экранов для кораблей и даже скафандров.

«Ведётся постоянный поиск лёгких материалов для защиты от радиации, — поясняют учёные. — В ходе нашей исследовательской деятельности мы успешно продемонстрировали, что гидрогели безопасны для использования в космических условиях. В этом последующем проекте мы применяем различные технологии для придания материалу трёхмерной структуры и расширения производственного процесса, чтобы мы могли на шаг приблизиться к производству».

Компания Apple объявила о запуске исследования здоровья Apple (Apple Health Study). Оно охватит такие темы, как активность, старение, сердечно-сосудистое здоровье, здоровье кровообращения, когнитивные функции, слух, менструальное здоровье, метаболическое здоровье, подвижность, неврологическое здоровье, здоровье органов дыхания и сон. Пользователи, согласившиеся участвовать, предоставят свои данные и пройдут периодические опросы о своей домашней жизни и привычках.

Источник изображения: unsplash.com

Виртуальное исследование появится в приложении Research. Компания будет собирать широкий спектр данных, чтобы попытаться обнаружить новые связи между различными аспектами здоровья — как физического, так и психического. Исследование проводится совместно с филиалом Гарвардской медицинской школы. Первый этап рассчитан на пять лет с возможностью дальнейшего продления.

Источник изображения: Apple

Цели исследования на первый взгляд кажутся туманными, поскольку его область применения и потенциальный масштаб значительно шире, чем у традиционных клинических исследований. Подобное широкомасштабное изучение различных аспектов здоровья может помочь в создании более проактивных функций. В качестве примера можно упомянуть новую функцию проверки слуха в AirPods. По словам вице-президента Apple по здравоохранению Сумбулы Десаи (Sumbul Desai), эта функция появилась благодаря исследованию слуха Apple. Возможно, в будущем с её помощью удастся понять, может ли раннее ухудшение слуха повышать риск снижения когнитивных способностей.

«Мы используем эти исследования не только для обучения, но и для того, чтобы направлять и информировать наши решения о том, что добавить в дорожную карту продукта», — отметила Десаи, добавив, что компания отказалась от внедрения функций, получивших негативные оценки исследователей.

Источник изображения: TheVerge

Кардиолог и профессор медицины Гарвардской медицинской школы Калум Макрей (Calum MacRae), который выступит в качестве главного исследователя в Apple Health Study, уверен, что выводы традиционных исследований часто требуют слишком много времени, прежде чем они становятся применимыми в повседневной жизни. По его словам, «они выбирают популяцию и тему для изучения в первый день, а затем застревают с этими решениями на потенциально десятилетия, даже если сама область исследования изменится за это время».

Макрей полагает, что доступ к «огромной и разнообразной когорте» — в данном случае к любому владельцу устройства Apple — открывает возможности для ускорения открытий и прогресса: «Чем разнообразнее и шире возрастной диапазон, демографические данные и другие критерии, тем лучше. Мы можем выявить первоначальный сигнал, проверить и подтвердить его, а затем связать с большим количеством факторов. Чем больше людей участвует в исследовании, тем больше данных мы получаем, и внезапно мы оказываемся в состоянии радикально ускорить темпы исследований».

Первый исследовательский проект компании, Apple Heart Study, собрал 400 000 участников. Большинство традиционных исследований работают с гораздо меньшими выборками и не могут отслеживать участников в течение длительных периодов. Расширение масштаба исследований открывает новые возможности для выявления ранее неизвестных закономерностей.

Источник изображения Apple

Масштаб исследования Apple Health Study может помочь учёным устранить информационные пробелы. Одна из проблем традиционных клинических исследований заключается в том, что они, как правило, охватывают более узкую выборку участников. Например, если в исследовании здоровья в основном участвуют молодые белые мужчины, результаты могут оказаться неприменимыми к женщинам, детям, пожилым людям или представителям других этнических групп.

Исследователи не рассчитывают на быстрые результаты. «Я бы не ожидала ничего в этом году, просто потому что с научной точки зрения это было бы невозможно», — заявила Десаи. В качестве примера она привела функцию мониторинга апноэ во сне для Apple Watch, разработка которой заняла около пяти лет.

В Великобритании проведут клинические испытания мозгового имплантата для помощи пациентам с эпилепсией, депрессией, наркоманией и психическими расстройствами, которые не поддаются медикаментозному лечению. Новый метод характеризуется минимальным хирургическим вмешательством и не затрагивает ткани мозга механически. Терапевтическое воздействие на мозг осуществляется с помощью ультразвука. Перспективы разработки значительны, однако вопросы этики применения таких методов остаются нерешёнными.

Источник изображения: Zuma Press/Alamy

Испытания на 30 пациентах будут проведены под эгидой Национальной службы здравоохранения Великобритании (NHS). Финансирование программы обеспечивает британская организация ARIA (аналог американской DARPA). Стоимость проекта составляет £6,5 млн ($8 млн). В рамках программы будут тестировать имплантат американской некоммерческой организации Forest Neurotech (Forest 1). Испытания продлятся 3,5 года, начиная с марта, однако первые восемь месяцев уйдут на получение всех необходимых разрешений.

Имплантат Forest 1 устанавливается под черепную коробку без внедрения в ткани мозга. Его датчики сканируют определённые области мозга и определяют активность целевых групп нейронов по интенсивности кровотока. Если активность нейронных кластеров оказывается недостаточной, имплантат фокусированным ультразвуковым сигналом стимулирует заторможенные нейроны.

Датчики Forest 1 обеспечивают сканирование мозга в 100 раз более детально, чем стандартная процедура МРТ. По словам учёных, это самый совершенный на сегодняшний день метод неинвазивного воздействия на мозг человека. Устройство позволяет одновременно воздействовать на несколько областей мозга, что невозможно при использовании других технологий. Например, имплантат компании Neuralink Илона Маска вводит тончайшие металлические зонды прямо в ткани мозга. Эти зонды могут смещаться при движении человека, тогда как ультразвуковой сканер способен мгновенно оценить активность мозга и воздействовать на целевые участки.

Однако до начала испытаний исследователей беспокоит возможное избыточное тепло, которое может генерировать сфокусированный ультразвуковой сигнал. Также остаётся нерешённым вопрос этичности глубокого вмешательства в работу мозга человека. Данные о состоянии нейронов могут повлиять на возможность получения медицинской страховки или трудоустройства. Более того, возникает опасение, что доступ к таким данным или системам управления имплантатами может быть использован в злонамеренных целях, например, для манипуляции настроением людей.

Впрочем, это скорее проблема далёкого будущего. На данном этапе имплантаты будут устанавливаться пациентам с открытыми черепно-мозговыми травмами, чтобы избежать необходимости вскрытия черепной коробки. Пациенты будут в течение двух часов носить на голове прибор с ультразвуковым датчиком в области открытого мозга. Собранные данные пройдут проверку, и только после получения положительных результатов начнутся масштабные клинические испытания.

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.