Специалисты Итальянского технологического института представили перезаряжаемую батарею, изготовленную полностью из съедобных компонентов. Аккумулятор без следа переваривается в желудке человека. Он может питать электронику для внутренней диагностики, детские игрушки и находиться в составе датчиков слежения за свежестью продуктов при длительном хранении.

Источник изображения: Istituto Italiano di Tecnologia

В журнале Advanced Materials описан прототип устройства, которое работает при безопасном для человека напряжении 0,65 В и обеспечивает ток в 48 мкА в течение 12 минут. Этого времени, например, достаточно для проведения диагностики желудочно-кишечного тракта, после чего батарея будет естественным образом переварена человеком.

«Будущее потенциальное применение варьируется от съедобных схем и датчиков, которые могут контролировать состояние здоровья, до питания датчиков для мониторинга условий хранения продуктов, — сказал ведущий автор исследования Марио Каирони (Mario Caironi), исследователь молекулярной электроники из Итальянского технологического института. — Более того, учитывая уровень безопасности этих батарей, их можно было бы использовать в детских игрушках, где существует высокий риск проглатывания».

Отрицательный электрод или анод аккумулятора изготовлен с использованием такого витамина, как рибофлавин (B2), а для изготовления катода использован другой витамин — кверцетин. Электролит аккумулятора произведён на водной основе. Сепаратором аккумулятора выступает морская водоросль нори, что особенно оценят любители японской кухни и суши в частности.

Для повышения электропроводности в аккумулятор включён активированный уголь. Внешние контакты для передачи тока на электронику сделаны из пчелиного воска с добавлением золота пищевой пробы.

Источник изображения: Advanced Materials

Демонстратор аккумулятора хорошо держал заряд в течение десятков циклов. Заряжать батарею внутри тела, увы, не получится. Прототип был площадью около 1 см², но учёные уже начали работу над его уменьшением и другими улучшениями, включая повышение ёмкости. Более ёмкие и мощные батареи, например, могут понадобиться для изготовления мягких съедобных роботов. Те, кто проходил процедуры типа эндоскопии, оценят возможную альтернативу глотанию «шланга». Это может быть одна из областей будущего применения съедобного аккумулятора, но могут быть и другие.

Некоторые пользователи интернета начали общаться с основанным на алгоритмах искусственного интеллекта (ИИ) чат-ботом ChatGPT вместо походов к психотерапевту. Эксперты предупреждают, что последствия такой практики могут быть непредсказуемыми: есть вопросы к конфиденциальности сервиса и этическим принципам ИИ.

Источник изображения: Alexander Pemberton / unsplash.com

О своём опыте общения с ИИ агентству Bloomberg рассказал Майло Ван Слик (Milo Van Slyck), работающий помощником юриста в Чарльстоне (США, шт. Южная Каролина) — у него нестандартный подход к собственной идентичности, который не могут принять его родители, придерживающиеся характерных для южного штата традиционных ценностей. Пропустив встречу со своим психотерапевтом в начале апреля, Ван Слик решил обратиться к ChatGPT и обнаружил, что общение с ИИ дало ему ощущение психологического комфорта.

«Когда снова увидитесь с родителями, важно будет расставить приоритеты в ваших потребностях и благополучии. Подумайте, что вам нужно, чтобы ощущать комфорт и безопасность в их присутствии. Это нормально — устанавливать границы того, сколько времени вы с ними проводите, каких тем не следует касаться, и как они относятся к вам и вашей идентичности», — такой совет ChatGPT дал «пациенту», у которого назрел конфликт с родителями.

В последующие дни у Ван Слика выработалась привычка обращаться к ИИ, когда возникает потребность выговориться, а ответы ChatGPT стали давать ему психологическую разрядку. Ранее он ощущал себя обузой для других людей и даже психотерапевта, зато в общении с чат-ботом он себя навязчивым уже не чувствовал.

Новое поколение чат-ботов только начинает развиваться, и пока рано говорить о том, сохранится ли их популярность, когда исчезнет эффект новизны. Сейчас ими пользуются для поиска информации в интернете, написания домашних заданий, программного кода и даже бронирования столиков в ресторанах. Замена психотерапевта — идея далеко не новая. Один из первых чат-ботов Eliza был создан ещё в шестидесятые годы прошлого века профессором Джозефом Вайценбаумом (Joseph Weizenbaum) как раз как замена психотерапевту. Подобные проекты существуют и сейчас: чат-боты не устают, и общение с ними обходится дешевле услуг настоящих специалистов.

Источник изображения: BoliviaInteligente / unsplash.com

Но существует и потенциальная угроза, исходящая от таких решений. Мощные платформы общего назначения, в том числе OpenAI ChatGPT, Google Bard и Microsoft Bing Chat, основаны на больших языковых моделях, и предназначены они лишь для того, чтобы генерировать убедительно звучащую информацию. Для психотерапии они не предназначаются, а их алгоритмы не программировались в соответствии с этическими и юридическими принципами, которых придерживаются психотерапевты. Они не могут отслеживать, что «пациенты» им говорят от сеанса к сеансу, хотя от живых специалистов такого не потерпел бы никто.

Эксперты признают, что ChatGPT — действительно хороший собеседник, хотя специалиста по психическому здоровью машина заменить пока не может. С этим согласился и сам чат-бот, когда ему рассказали о публикации в Twitter, автор которой назвал ChatGPT более эффективным, чем живого психотерапевта. «Важно помнить, что онлайн-ресурсы могут быть полезными, но обращений за профессиональной помощью они не заменяют, если речь идёт о травме или проблемах с психическим здоровьем. Если у вас есть непосредственные вопросы или проблемы, по которым вы бы хотели получить от меня информацию или ответы, я сделаю всё возможное, чтобы вам помочь», — заявил ИИ.

Маргарет Митчелл (Margaret Mitchell), главный специалист по вопросам этики в компании Hugging Face, специализирующейся в разработке и поддержке ИИ-моделей, считает, что подобные чат-боты можно использовать для помощи людям, которые звонят на линии помощи в кризисных ситуациях, однако чрезмерное к ним доверие может усугубить страдания людей, испытывающих проблемы, причём эти люди могут даже не понять происходящего. Она также указала на возможные проблемы конфиденциальности: OpenAI оставила за собой право просматривать разговоры ChatGPT с пользователями для последующего обучения модели. И людям, которые делятся личными проблемами с ИИ, это может не понравиться.

Эмад Мостак (Emad Mostaque), основатель и глава компании Stability AI, ответственной за генератор изображений Stable Diffusion, напротив, считает чат-бот на основе модели GPT-4 «лучшим психотерапевтом». Он, по его словам, разработал некую систему команд, которые переводят систему в режим психотерапии, и теперь беседует с ChatGPT на самые различные темы, в том числе о способах справляться со стрессами, связанными с управлением молодой компанией — особенно если ей руководит человек, открыто говорящий о своих нейродивергенции, синдроме дефицита внимания и гиперактивности. Он не считает, что чат-бот может стать заменой психотерапевту, но признаёт, что они могут оказаться полезными, когда нужно поговорить, а другого собеседника в пределах досягаемости нет.

Исследования показали, что каждый третий офисный сотрудник в Швейцарии страдает от стресса. За уровнем нервного напряжения человека принято следить по частоте сердечных сокращений. Новое исследование показало, что более точно об истинном уровне стресса позволяет судить стиль управления мышкой и то, как человек набирает текст на клавиатуре. Это позволит предупреждать переход стресса в хроническое состояние и появление серьёзных проблем со здоровьем.

Источник изображения: Pixabay

Стиль использования мышки и набора текста как индикатора уровня стресса начали изучать на практике специалисты Швейцарской высшей технологической школы Цюриха (ETHZ). Предварительные данные были получены на основе наблюдения за 90 добровольцами, половине из которых позволили без помех заниматься обычной офисной работой за компьютером, а другой половине регулярно мешали это делать, отвлекая тем или иным способом, тем самым повышая уровень стресса.

Довольно быстро выяснилось, что расслабленные люди и сотрудники под давлением отвлекающих факторов по-разному управляют мышкой и набирают текст. Если подопытных часто отвлекали во время работы, движения курсором мыши становились менее точными, более продолжительными и иногда безсистемыми, что, в целом, хорошо описано в психологии как «нейромоторный шум». Нагрузка на мозг возрастала, и это отражалось на мелкой моторике.

С набором текста при помехах было нечто похожее — возрастало число ошибок и количество коротких пауз. Работающие без помех делали более длинные паузы, но и набор текста был плавным и более продолжительным. Параллельное измерение ЧСС не проявляло массы нюансов ни в одной, ни в другой группе. Внешне человек был спокоен со стабильным пульсом, но мышка выдавала его напряжение.

Учёные намерены продолжить собирать данные до конца текущего года. Всё делается анонимно и без цели предоставить работодателям инструмент слежения за работниками в офисе. Задача стоит лишь в том, чтобы следить за уровнем стресса, делая это максимально анонимно и предупреждая обострения. Разобраться во всех нюансах учёным помогает машинное обучение, на базе которого в итоге будет построена модель для оценки уровня стресса офисных работников по стилю управления мышкой и практике набора текста.

Южнокорейский медицинский стартап Sky Labs получил разрешение от Министерства безопасности пищевых продуктов и лекарственных средств Южной Кореи (MFDS) на предоставление пользователям функции мониторинга артериального давления с помощью CART-I Plus. Это устройство для контроля состояния здоровья, выполненное в виде кольца для ношения на пальце руки.

Источник изображения: Sky Labs

Кольцо CART-I Plus, оснащённое датчиком PPG с поддержкой фирменных алгоритмов, может использоваться для непрерывного круглосуточного измерения и мониторинга артериального давления. Устройство собирает ряд показателей, включая параметры ночного артериального давления, утреннего артериального давления и вариабельности артериального давления.

По словам Sky Labs, мониторинг артериального давления с помощью смарт-кольца поможет отслеживать процесс лечения и корректировать дозировку лекарств, а также вести мониторинг изменений в образе жизни, включая сон, управление стрессом, физические упражнения, потребление алкоголя и реакцию на лекарства для нормализации артериального давления.

«Наша цель — расширить возможности лечения гипертонии, включая ночную гипертензию, которое в последнее время стало более востребованным, и повысить качество жизни амбулаторных пациентов за пределами больниц с помощью эффективного и простого лечения гипертонии», — заявил генеральный директор Sky Labs Джек Ли (Jack Lee).

Компания Sky Labs сейчас работает над получением разрешения Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) на использование новой технологии к концу года, а также маркировки CE MDR к 2024 году, означающей, что устройство соответствует требованиям Европейского союза.

Первая версия кольца CART от Sky Labs, которая была одобрена MFDS в 2020 году, поначалу позволяла отслеживать фибрилляцию предсердий, а впоследствии получила функцию измерения уровня насыщения крови кислородом (SpO2).

Для печати еды 3D-принтеры используют более 15 лет, и делают это не только для развлечения, но также для развития серьёзных государственных программ, например, космических. Как правило, количество одновременно используемых ингредиентов ограничено, и продукты должны быть примерно одной и довольно высокой вязкости, иначе они не будут держать форму. Однако в США смогли разработать алгоритм 3D-печати еды из рекордного количества ингредиентов.

Это пирожное напечатано на 3D-принтере. Источник изображения: Jonathan Blutinger/Columbia Engineering

Инженеры из Колумбийского университета провели исследование по разработке перспективных методов 3D-печати еды. В еде важна текстура, которая делает её желанной для потребления. Особенно важно это для печати еды из искусственного мяса, для которого натуральная текстура — это одно из обязательных условий популярности. Объёмная печать идеально подходит для такой работы и, вероятно, со временем будет широко использоваться в готовке дома или в местах общественного питания как продолжение политики повышения экологичности.

Специалисты Колумбийского университета воспользовались классическим методом 3D-печати, используемым при работе с пластиком. Это метод наплавленного осаждения (FDM). Для термической обработки ингредиентов использовались два лазера — синий и инфракрасный в ближнем диапазоне. В качестве ингредиентов были выбраны пищевые «чернила» из теста для «крекер-грэма», арахисовое масло, клубничный джем, Nutella, банановое пюре, вишнёвый сок и глазурь. Утверждается, что это самое большое количество одновременно используемых компонентов для 3D-печати еды.

Для получения целого и приятного на вид пирожного потребовалось восемь попыток, что отражено в видео. По мере создания восьмого удачного «изделия» были выработаны рекомендации для повышения устойчивости формы пищевого объекта. Например, был разработан метод армированной печати каркаса для более жидких ингредиентов. Пирожное было напечатано без вмешательства человека полностью с помощью приложения и принтера.

«Контроль пути экструзии [сопла принтера] даёт нам возможность создавать уникальные решётчатые структуры и переплетённые комбинации ингредиентов, которые невозможно воссоздать с помощью обычных методов экструзии или формовки», — говорят исследователи, которые продолжат работу над усовершенствованием своего устройства для оптимизации его работы.

Сегодня никого не удивишь фитнес-гаджетами и смартфонами, но строгих исследований на тему помощи устройств в похудении очень и очень мало. Исследователи из Университета Цукубы показали, что использование гаджетов и веб-приложений может помочь в борьбе с лишним весом.

Источник изображения: Pixabay

Вряд ли кому-то надо объяснять вред избыточного веса для здоровья и продолжительности жизни. Каждый лишний килограмм оборачивается риском возникновения диабета второго типа, сердечно-сосудистых заболеваний, гипертонии и многих других неприятностей. Специалисты создали множество рабочих методик для борьбы с ожирением.

В последние годы возник всплеск активности в области решений с использованием веб-приложений и гаджетов. Однако степень их воздействия строго не анализировалась, что не позволяет выделить самые эффективные инструменты для решения проблем набора лишнего веса. Поэтому японские учёные решили создать базу для таких исследований.

В свежей работе, опубликованной в журнале Nutrients, специалисты оценили эффективность использования веб-приложений для стимулирования снижения веса и изменения образа жизни у людей с избыточным весом и ожирением. Для этого учёные провели систематический обзор публикаций по теме и отобрали для досконального анализа 1466 статей из двух баз данных медицинских публикаций. Каждая из отобранных работ была проверена на качество сбора доказательной базы с учётом риска предвзятости. Из этого набора статей 97 были проанализированы качественно (в относительных показателях, например, интервьюирование или дневники пациентов), а 51 количественно (с цифрами в руках).

Качественный анализ показал, что исследования с использованием таких компонентов, как социальная поддержка, самоконтроль поведения и результата (веса), постановка целей для выработки поведения, информация о последствиях для здоровья и постановка целей для достижения результата подтвердили свою высокую эффективность для снижения веса пациентов.

В то же время исследователи выявили неприятную тенденцию, что по мере увеличения продолжительности использования веб-инструментов эффективность методик снижалась, но это происходит также с обычными методиками.

Количественный анализ публикаций также показал эффективность веб-инструментов, таких как персонализированная информация с учетом потребностей пользователя и электронное консультирование. Но в случае онлайн-чатов, как оказалось, этот инструмент был неэффективным. В то же время использование смартфонов для персональных удалённых консультаций со специалистами оказал положительное влияние на снижение веса.

С учётом полученных данных исследователи делают вывод, что интернет и специализированные веб-инструменты способны помочь людям избавиться от лишнего веса, но знаний о наилучшем пути к этой цели у учёных и медиков пока нет. Эта сфера требует новых научных работ.

Компания Apple ведёт разработки технологии, позволяющей без проколов кожи измерять уровень глюкозы в крови. По данным источников Bloomberg, производитель уже добился определённых успехов в рамках проекта E5, и в конце концов намерен использовать разработки в Apple Watch — добавление такой системы сделает носимые устройства компании весьма вероятным выбором для миллионов страдающих диабетом по всему миру.

Источник изображения: Luke Chesser/unsplash.com

Более того, это укрепит позиции компании на рынке решений для здравоохранения. Например, по данным Bloomberg, диабетом страдает каждый десятый житель США, но пока в основном они вынуждены использовать только устройства, прокалывающие кожу для получения образца крови при замере. Apple, в свою очередь, полагается на технологию «кремниевой фотоники» и процесс «оптической абсорбционной спектроскопии». Такая система использует лазеры и сенсоры для измерения концентрации глюкозы, а также специальное программное обеспечение для интерпретации получаемых сведений.

Над проектом трудятся сотни разработчиков из подразделения Exploratory Design Group (XDG) — это одна из наиболее засекреченных инициатив компании. Новости о высокой степени готовности технологии Apple в среду временно сказались на цене акций потенциальных конкурентов вроде Dexcom и Abbott, занимающимися технологиями, связанными с диабетом. В Abbott уже заявили, что занимаются новыми продуктами для мониторинга, а в Apple, напротив, отказались от комментариев.

За последние 10 лет Apple тестировала технологию измерения уровня глюкозы на сотнях людей. Считается, что сейчас технология находится на стадии проверки концепции, хотя журналисты не раскрывают свои источники. По имеющимся данным, соответствующие модули ещё предстоит сделать более компактными. Пока разработчики трудятся над созданием прототипа размером с половину iPhone, закрепляемого на бицепсе пользователя. Впрочем, ранее речь шла и вовсе о настольном устройстве. Считается, что со временем технологию можно будет интегрировать в смарт-часы Apple Watch и она будет оповещать пользователей о вероятном начале у них преддиабета. Компания уже ведёт переговоры с регуляторами США об одобрении системы.

Тем не менее пока не только Apple, но и другим техногигантам не удалось создать компактных неинвазивных носимых систем. Впрочем, Apple уже потратила на проект сотни миллионов долларов, поэтому высока вероятность, что компания всё-таки добьётся успеха. Известно, что компания сотрудничает с TSMC в сфере выпуска модуля необходимого типа, а до этого взаимодействовала и с другими компаниями.

До того, как стать частью команды XDG, проект развивался в обстановке ещё большей секретности в качестве отдельного бизнеса Avolonte Health LLC, для внешних наблюдателей вообще не связанного с Apple. Известно, что работы над неинвазивной технологией измерений начались ещё в 2010 году с подачи покойного ныне Стива Джобса (Steve Jobs).

С выходом Galaxy Watch 5 смарт-часы Samsung получили температурный датчик, который до сих пор слабо использовался в совместимых приложениях. Его поддержка появилась в приложении Natural Cycles — популярном планировщике беременности.

Источник изображения: news.samsung.com

Температурный датчик поможет Natural Cycles предоставить пользовательницам «расширенную информацию» о цикле, говорится в пресс-релизе Samsung. Производитель обещает вывод показателей в наглядном виде: ретроспективные оценки овуляции и прогноз месячных. Для сравнения, Apple Watch Series 8 и Ultra предлагают подробный отчёт по собранным данным, а смарт-кольцо Oura Ring Gen 3 — только основанный на динамике температуры прогноз.

Natural Cycles активно сотрудничает с производителями носимых устройств: пройдя регистрацию в американском Управлении по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA), европейском и корейском профильных ведомствах, разработчик в прошлом году заключил партнерское соглашение с Oura Health, а на Galaxy Watch 5 это будет не отдельное приложение, а часть Samsung Health.

Впервые сбор статистики по состоянию женского здоровья появился у Fitbit в 2018 году, в 2019-м его добавили Apple и Garmin, и только в 2020-м — Samsung, но лишь с базовыми возможностями. Поддержка Natural Cycles в Samsung Galaxy Watch 5 и 5 Pro появится для пользовательниц из 32 стран — соответствующее обновление выйдет во II квартале 2023 года.

Алгоритм большой языковой модели (LLM) ChatGPT компании OpenAI почти сдал экзамен на получение лицензии врача в США. Это очень сложное испытание для кандидата-человека, но ИИ-бот оказался близок к сдаче экзамена без обучения с подтверждением — на базе одного лишь поиска информации в интернете. Впрочем, лечить людей с его помощью пока никто не собирается, хотя этому помешает скорее юридическая сторона проблемы, а не практическая.

Источник изображения: Pixabay

Алгоритм ChatGPT уже удивил способностью писать программный код, сдачей экзамена в бизнес-школу и другими интеллектуальными штучками. Попытка сдать экзамен US Medical Licensing Exam (USMLE) стала очередным достижением машинного алгоритма. Человеку соискателю требуются от 300 до 400 часов подготовки для сдачи этого экзамена, фактически состоящего из трёх разделов. Способность ChatGPT научиться связно и по теме давать ответы на экзаменационные вопросы USMLE позволяет надеяться, что когда-нибудь ИИ сможет либо сам давать медицинские консультации, либо, что более вероятно, станет помощником врача для постановки более точных диагнозов.

«ChatGPT показал результаты на уровне или близком к порогу сдачи всех трёх экзаменов без какого-либо специального обучения или подкрепления, — пишут исследователи в опубликованной работе. — Кроме того, ChatGPT продемонстрировал высокий уровень согласованности и проницательности в своих объяснениях».

Исследование провели специалисты из стартапа Ansible Health. Предварительно было выяснено, что прямых ответов на вопросы USMLE в интернете нет. Таким образом, ChatGPT генерировал новые ответы на основе данных, полученных им по теме вопросов.

При проходном балле в районе 60 % правильных ответов на все вопросы, ChatGPT набрал от 52,4 % до 75 % по всем трём экзаменам. В 88,9 % ответов алгоритм выдавал как минимум один значимый ответ, который исследователи квалифицировали как «новый и неочевидный хотя клинически обоснованный».

«Достижение проходного балла на этом печально известном сложном экспертном экзамене, причём без какого-либо человеческого подкрепления, знаменует собой заметную веху в развитии клинического ИИ», — говорится в заявлении авторов исследования для прессы.

Более того, в точности ответов ChatGPT на 50,3 % обошёл специально обученного для ответов на такие вопросы медицинский ИИ PubMedGPT. Что же будет, если специалист-человек натаскает ChatGPT на медицинскую квалификацию?

На CES 2023 компании Biel Glasses и Panasonic впервые представили умные очки для слабовидящих, которые вместе разрабатывали с 2021 года. Благодаря дополненной реальности очки Biel Glasses адаптируют окружение под остаточное зрение людей, позволяя слабовидящим различать препятствия и реагировать на изменение обстановки.

Источник изображений: Panasonic

Компания Biel Glasses была создана в 2017 году в Барселоне двумя родителями, которые хотели помочь своему слабовидящему сыну. Используя AR-технологии, ИИ и робототехнику (машинное зрение) разработчики создали рабочую концепцию и с помощью Panasonic воплотили её в жизнь.

Искусственный интеллект и машинное зрение распознают сцену (окружение), а смешанная реальность адаптирует её к остаточным возможностям зрения пациента, например, в виде ясно различимых графических указаний. В качестве дисплеев в очках используются экраны микро-OLED 5.2K HDR и система из линз-блинов, позволяющая сделать оптику максимально компактной. Для удобства ношения используется продуманная система креплений, распределяющая вес гарнитуры как можно лучше для длительного ношения очков.

Очки Biel Glasses решают проблемы мобильности, вызванные слабым зрением, которые наиболее серьезны при потере периферического зрения (широко известного как туннельное зрение, являющееся также следствием таких заболеваний, как глаукома и пигментный ретинит), позволяя пользователям воспринимать препятствия и другие опасности, чтобы они могли безопасно и самостоятельно передвигаться.

Французская компания Withings, известная как производитель смарт-часов, представила на выставке CES 2023 нестандартное для себя устройство под названием U-Scan — это мини-лаборатория, которая устанавливается на унитаз и ежедневно проводит анализ мочи.

Источник изображения: withings.com

U-Scan состоит из считывателя и сменного картриджа. При помощи термодатчика устройство отличает мочу от сливной воды, а радар низкой мощности идентифицирует владельца по движениям и уникальным особенностям струи — мини-лаборатория предназначена для работы только с одним пользователем. Никаких дополнительных действий для включения устройства не требуется: обнаружив поток, считыватель производит забор образца а при смыве U-Scan очищается от материалов.

Считыватель питается от встроенного аккумулятора, который заряжается через порт USB-C; в комплекте поставляется пара перчаток и моющее средство. Один картридж рассчитан на сто тестов или на три месяца использования. U-Scan предназначается для мониторинга состояния здоровья по двум направлениям: репродуктивная функция и питание — для этого предусмотрены два типа картриджей. Картриджи Cycle Sync производят замеры лютеинизирующего гормона, уровня pH и уровня гидратации, что необходимо для оценки репродуктивной функции; картриджи Nutri Balance, помимо уровня pH и гидратации, замеряют также присутствие кетоновых тел и витамина C для оценки баланса питания. По завершении анализа устройство отправляет его результаты по Wi-Fi на смартфон со специальным приложением, а картридж переключается на очередную тестовую капсулу.

Withings рассчитывает, что U-Scan станет коммерчески успешным, поэтому уже работает над его новыми версиями в сотрудничестве с Европейской больницей Жоржа Помпиду в Париже, где помогает наблюдать за пациентами с камнями в почках, а также с Институтом Кюри, которому помогает в проектах по изучению рака мочевого пузыря и яичников. Мини-лаборатория Withings U-Scan поступит в продажу во II квартале 2023 года по цене €500 за комплект с картриджами Cycle Sync и Nutri Balance — далее доступна подписка на заправку картриджей или их покупка для самостоятельного обслуживания. Однако производителю ещё предстоит получить одобрение на выпуск устройства от регулирующих органов.

Ряд психических заболеваний и возрастные изменения вызывают ухудшение рабочей памяти у людей. Учёные ищут пути к простой стимуляции мозга, чтобы спасать пациентов от таких явлений. Например, уже предложены методики электрической и электромагнитной стимуляции правого полушария, эффект от которых держится до одного месяца. Новое исследование обещает улучшить кратковременную память с помощью лазера, просто посветив им в нужную область мозга сквозь черепную коробку.

Источник изображения: Science Advances

Учёные из Великобритании, Китая и США провели серию исследований на 90 студентах, в ходе которых убедительно доказали возможность неинвазивной (без хирургического вмешательства) лазерной стимуляции мозга, о чём они подробно рассказали в журнале Science Advances.

Молодые люди в возрасте от 18 до 25 лет обоих полов были разделены на две группы. Людей из одной группы облучали со стороны левой префронтальной коры, а испытуемых из другой группы облучали со стороны правой префронтальной коры. Облучение велось лазером с длиной волны 1064 нм и на более коротких длинах волн. Также в каждой группе проводили эксперименты с ложными включениями лазера, чтобы исключить эффект самовнушения (плацебо).

Студенты в процессе эксперимента должны были запомнить и позже воспроизвести либо цвета объектов, либо их ориентацию в пространстве. Как выяснилось, внимательность однозначно увеличивалась примерно на 10 % только в одном случае — когда на правую префронтальную кору светили лазером с длиной волны 1064 нм. Этот результат позволяет надеяться, что в будущем могут появиться инструменты простой и не требующей хирургического вмешательства операции по улучшению кратковременной памяти.

Впрочем, до этого ещё далеко. Пока учёные не понимают механизма реакции мозга. Это может быть как улучшение снабжения клеток мозга кислородом, так и стимуляция митохондрий, которые, в свою очередь, увеличивают выброс молекул АТФ в мозг и насыщают нейроны энергией. В любом случае предложенная методика не имеет последствий для здоровья мозга и человека (хотя если это перерасход АТФ, то это ещё вопрос).

На следующем этапе исследований учёные намерены проследить, как долго держится эффект стимуляции памяти лазером. Если эффект долговременный, то можно будет работать над его включением в клиническую практику.

Носимая электроника и особенно устройства для слежения за здоровьем мало чем полезны без специальных датчиков. Идеальный датчик должен выдерживать активные нагрузки и оставаться незаметным. Особенно если это касается датчиков слежения за эмоциональным состоянием человека, которые никак нельзя выставлять на всеобщее обозрение. На такой случай учёные придумали незаметный датчик слежения за стрессом, который крепится на ладонь.

Источник изображения: University of Texas at Austin

Всем известно, что во время стресса ладони имеют свойство потеть, что изменяет электрическое сопротивление кожи. Этот параметр легко измерить и интерпретировать, например, с помощью умных часов. Гораздо сложнее обеспечить устойчивость датчика на ладони к разрушениям во время активной деятельности человека, когда его руки заняты работой.

Настоящей находкой для учёных во многих сферах стал графен. Это тонкий, лёгкий, прозрачный и электропроводный материал с подходящими прочностными свойствами. Научная группа Техасского университета в Остине и Техасского университета A&M, как и их коллеги, воспользовалась графеном для создания надёжной электронной татуировки следящей за уровнем стресса человека.

Накладной наладонный датчик — «e-тату», как назвали его разработчики — представляет собой две змеевидные ленты, каждая из которых состоит из двух частично перекрывающихся слоёв: более длинной ленты из графена и короткой ленты из золота, ближняя сторона которой через интерфейс подключается к умным часам. Фактически по всей ладони проходит прозрачная лента из графена, которая не видна даже при внимательном рассмотрении и которая выдерживает значительные нагрузки. Такие датчики можно носить в повседневной жизни и не привлекать внимание к эмоциональным проблемам пациентов.

«Это настолько незаметно, что люди иногда забывают, что они [датчики] на них надеты, и это также уменьшает социальную ранимость, связанную с ношением этих устройств на таких видных местах тела», — сказала Наншу Лу (Nanshu Lu), профессор кафедры аэрокосмической техники и инженерной механики и руководитель проекта.

Лечение заболеваний, вызывающих хронические раны на коже, длится долго и обходится недёшево. Учёные попытались смягчить проблему излечения накожных поражений с помощью «умных» пластырей, которые ускоряют процесс затягивания ран и делают это автоматически.

Источник изображений: Stanford University

В ходе доклинических испытаний собственного электронного медицинского пластыря группа учёных из Стэнфордского университета убедилась, что заживление ран может происходить на 25 % быстрее, чем в случае обычной тканевой повязки. Эксперимент проводился на мышах с проверкой на контрольной группе. Концепция прошла проверку практикой, и исследователи занялись подготовкой заявки на патент, а также составлением плана разработки более сложного электронного пластыря для оказания медицинской помощи людям.

Электронный пластырь одновременно защищает рану от внешнего воздействия и стимулирует её излечение слабым электрическим током — он убивает бактерии и стимулирует гены, отвечающие за заживление. На тончайшей гибкой подложке — тоньше волоса человека — расположены датчики, контроллер и беспроводной передатчик. Электроника работает без встроенного питания — только за счёт антенны, которая принимает радиосигнал на определённой частоте и дальше по схеме вырабатывает из него электрический ток.

К коже датчик крепится специальным гидрогелем, который теряет клеящую способность при нагреве до 40 °C. Если система решит, что лечение окончено, локальный нагрев на несколько градусов заставит пластырь отпасть. Встроенный датчик температуры также следит за возможным усилением инфекции — воспалением — и реагирует на это должным образом. При этом испытания на мышах показали, что умный пластырь не ограничивает движения животных, не вызывает раздражения кожи при непрерывном ношении в течение 15 дней и обеспечивает непрерывный мониторинг температуры и сопротивления.

В то же время система стимулирует заживление на самом глубоком уровне — на уровне стимуляции отдельных генов иммунных клеток. Регулярная проверка образцов тканей из раны показала, что ответственные за восстановления клеток кожи и соединительной ткани гены иммунных клеток повышают свою активность при заданном алгоритме стимуляции раны слабым электрическим током.

Более того, с «умным» пластырем такой восстановительный процесс тканей как ремоделирование кожи идёт на 50 % быстрее. Это помогает избежать рубцов и других следов былого поражения кожи, не говоря о более быстром и щадящем восстановлении.

Мультимиллиардер и глава ряда высокотехнологичных компаний Илон Маск (Elon Musk) заявил о том, что клинические испытания на людях разработанного его компанией Neuralink интерфейса мозг-компьютер (BCI) начнутся в ближайшие шесть месяцев. Тем временем компания уже активно и успешно экспериментирует на обезьянах.

Источник изображения: Reuters

Компания занимается разработкой интерфейсов для подключения человеческого мозга к компьютерам. В частности, это позволит людям с ограниченными возможностями снова общаться с окружающими и восстановить двигательную активность конечностей. В последние годы Neuralink проводила эксперименты с животными и подавала заявки американским регуляторам для проведения тестов на людях.

По данным Bloomberg, Neuralink предлагает высокоинвазивную технологию подключения человека к компьютеру — для проведения операции необходимо вскрывать череп и интегрировать мини-электроды в ткани мозга. В компании работают над тем, чтобы имплантируемая электроника не вызывала отторжения в течение длительного времени. Дополнительно Neuralink уже работает над глазными имплантами, позволяющими восстановить зрение и решениями, способными восстановить подвижность пациентов с повреждённым спинным мозгом.

Как сообщает издание, изначально целью создания интерфейса мозг-компютер было обеспечить общение с окружающими силой мысли людям с различными нарушениями, например, тем, кто восстанавливается после инсульта или страдает от бокового амиотрофического склероза и не способными разговаривать. В ходе презентации компания показала возможность «телепатической печати» текста — обезьяна силой мысли набирала текст на компьютере. Устройство преобразовывало нейронные импульсы в данные, которые может интерпретировать компьютер. Маск рассчитывает, что однажды технология может стать мейнстримом и позволит передавать информацию между людьми и машинами — он давно утверждает, что люди способны успевать за достижениями ИИ только с помощью технологических дополнений.

Обезьяна не умеет писать, но может отслеживать клавиши, которые Neuralink подсвечивал желтым на экране. Вживлённый ей чип N1 регистрирует активность мозга, чтобы контролировать перемещения курсора по экрану. Это шаг вперед по сравнению с игрой в Понг, которую Neuralink показала в 2021 году, но пока система по-прежнему только считывает нейронную активность, хотя целью является и отправлять сигналы в мозг, а не только считывать.

«Мы хотим быть предельно осторожными и уверенными в том, что это хорошо работает до того, как подключать устройство к человеку», — заявил Маск. При этом он подчеркнул, что компания уже подала большую часть необходимых документов в Управление по контролю за продуктами и лекарственным средствами США (FDA) и примерно через шесть месяцев начнёт испытания нейроинтерфейса на людях.

Пока необходимо убедить регуляторов в безопасности проведения роботом операции по интеграции электроники в человеческий мозг — быстро и с минимальным ущербом для организма. По планам Маска, имплантация в будущем будет представлять собой буквально амбулаторную процедуру. Но, если разработки мозгового интерфейса ведутся давно, то электронику для спинного мозга и восстановления зрения начали создавать относительно недавно.

Посвящённое Neuralink мероприятие ранее планировалось провести 31 октября, но по неизвестным причинам оно было отложено до конца месяца. Предыдущая презентация, связанная с технологией, проходила более года назад — тогда была продемонстрирована обезьяна с мозговым чипом, игравшая в компьютерную игру. Теперь удалось добиться более впечатляющих результатов.

Источник изображения: Neuralink

Интерфейс Neuralink впервые анонсирован ещё в 2016 году. Миллиардер намерен разработать чип, помогающий силой мысли контролировать сложные электронные устройства и когда-нибудь даже лечить заболевания вроде болезни Паркинсона, деменции и т.д. Тем не менее, пока реализация проекта отстаёт от графика. В ходе презентации в 2019 году Маск заявлял, что намерен получить все необходимые разрешения регуляторов в 2020-м. В 2021-м он заявлял, что рассчитывает на их получение в текущем году, а теперь речь идёт уже о следующем.

Ранее в этом году Маск общался с представителями конкурента Synchron о возможности потенциальных инвестиций после того, как выразил разочарование сотрудниками Neuralink в связи с медленным прогрессом. Известно, что Synchron уже получила разрешение на тесты на людях ещё в 2021 году и провела исследования с участием четырёх людей в Австралии, а в минувшем июле имплантировала собственное устройство в пациента в США. Впрочем, технология Synhcron отличается более низкой степенью инвазивности — тонкий датчик вводится в сосуд головного мозга через артерию на шее пациента, и вскрывать черепную коробку при этом не требуется.