ПРИ ПОМОЩИ АЛГОРИТМОВ МАШИННОГО ОБУЧЕНИЯ МОЖНО БУДЕТ РАСПОЗНАВАТЬ ОПУХОЛИ

Диагностировать заболевание очень важно, поставить диагноз имеет не менее важно, чем лечить болезнь. Но часто в силу разнообразных причин постановка диагноза может оказаться затруднена некоторыми дополнительными факторами. И если в случае не очень опасных для жизни состояний при промедлении не возникнут большие осложнения, то такие заболевания как, например, онкология должны быть в как можно более быстрее диагностированы. Чтобы улучшить выявляемость заболеваний специалисты Google хотят пользоваться алгоритмами машинного обучения.

Сотрудники компании Google решили прийти на помощь потому что, как говорит статистика, в вопросах наличия у пациентов некоторых форм рака предстательной и молочной желез, мнения врачей могут совпадать всего на 48%. Для того, чтобы решить эту проблему, предложили использовать помощь искусственного интеллекта. Чтобы создать программу исследователями были использованы снимки органов, которые были поражены онкологией, предоставленные медицинским центром университета Неймегена. Для этих целей хорошо подошел уже имеющийся алгоритм, называющийся Inception (или GoogLeNet).

Система изучила большое количество тепловых карт, то есть снимков, которые показывали, какие части тканей могут быть поражены. После модификации алгоритма подготовленные с его помощью тепловые карты усовершенствовали настолько, что их точность достигла 89%, по сравнению с изначальными снимками, которые содержали много «шумов». Далее исследователи сравнили выводы и результаты работы Inception с заключениями врачей. После анализа ста тридцати снимков оказалось, что Inception на 16% эффективнее человека способен определять участки поражения.

АМЕРИКАНСКИМИ УЧЕНЫМИ ВПЕРВЫЕ БЫЛИ УСПЕШНО ЗАМОРОЖЕНЫ И РАЗМОРОЖЕНЫ ОРГАНЫ

Одна из главных проблем трансплантологии - это то, что органы, которые предназначены для пересадки, недолго способны «жить» вне человеческого организма. Но скоро все может измениться. В журнале Science Translational Medicine была опубликована информация о том, что американские медики впервые смогли успешно разморозить кусочки замороженных тканей и органов, при этом не повредив межклеточное пространство и клеточную структуру.

Для начала необходимо уточнить, почему же нельзя просто взять и заморозить органы. Проблема в том, что при заморозке кристаллы льда образуются в тканях, они травмируют органы изнутри. Но если еще как-то можно заморозить нужный орган (вещества для этого создали еще двадцать лет назад), то с разморозкой все намного сложнее: после «возвращения органа в первоначальный вид» получается выжить только около 80% клеток, чего мало для полноценного функционирования.

Группа ученых из университета Миннесоты в Миннеаполисе под руководством доктора Джона Бишофа смогли решить данную проблему. Как они утверждают, основной проблемой разморозки является то, что ткани, которые были заморожены, разогреваются неравномерно, в итоге они трескаются и распадаются на части. Специалисты воспользовались помощью наночастиц: исследователи заметили, что микроскопические фрагменты железа и многих других металлов можно нагреть до очень высоких температур. Эти же самые наночастицы можно применять и чтобы мгновенно разморозить органы. Если добавить даже небольшое количество наночастиц в ткани, это защитить их клетки от повреждений и позволит разморозить органы довольно быстро. Как утверждает доктор Бишоф: «Мы впервые смогли показать, что мы можем быстро разморозить крупные образцы биоматерии, не повреждая тканей, повышая температуры за минуту на сотни градусов. Такие результаты позволяют нам надеяться, что в будущем мы сумеем создать для трансплантации целые банки замороженных органов».

НАНОЧАСТИЦЫ ИЗ ЛИМОННОЙ КИСЛОТЫ И МОЧЕВИНЫ СМОГУТ ПОМОГАТЬ БОРОТЬСЯ С ОПАСНЫМИ ЗАБОЛЕВАНИЯМИ

Издание Beilstein Journal of Nanotechnology сообщает, что группа ученых из России и Украины создали безвредные наночастицы на основе лимонной кислоты и мочевины, которые при введении в человеческий организм «подсвечивают» различные ткани и органы. Подобным подходом можно пользоваться в диагностике заболеваний и таргетированной доставке лекарственных средств.

Разработку назвали «Y-точки», это небольшие наночастицы, которые состоят из атомов углерода и обладают необычными физическими свойствами. Они имеют свойства люминесценции и могут при освещении ультрафиолетом «светиться» в живом организме. Кроме того, их можно заставить светиться различными цветами. «Y-точки» состоят из самых обыкновенных и недорогих компонентов: из мочевины и лимонной кислоты. Чтобы их получить необходимо расплавить мочевину, ввести в нее лимонную кислоту при температуре 120-200 градусов Цельсия и поставить эту смесь сушиться. В ходе опытов получилось выяснить, что наноточки легко могут проникать в клетки, не вызывая негативных последствий и раздражения даже при длительном пребывании внутри.

Как говорят авторы: «Благодаря «многоцветности», подобные точки можно использовать для того, чтобы подсвечивать разные органы или даже другие наночастицы, за движением которых по организму и клеткам можно наблюдать, «обстреливая» их ультрафиолетовыми лучами. Данная технология уже дала возможность проследить за тем, как работает несколько видов подобных «наноконтейнеров» для лекарств, и сделать выводы, что не все из них хорошо могут проникать в клетки».

РОССИЙСКИМИ УЧЕНЫМИ БЫЛА РАЗРАБОТАНА УНИКАЛЬНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ СОЗДАНИЯ ИСКУССТВЕННЫХ СОСУДОВ

По сообщению агентства «РИА», которое ссылается на пресс-службу Новосибирского государственного университета (НГУ), большая группа новосибирских ученых, включающая в себя специалистов из Института цитологии и генетики сибирского отделения РАН и НГУ, разработали новейшую технологию создания искусственных сосудов на основе клеточных структур человеческого миокарда. По словам создателей, эта разработка поможет снизить риск тромбозов, воспалений и других различных осложнений у пациентов, которые нуждаются в трансплантации.

Разработка, ведущаяся при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, основана на заселении мембран из поликапролактона клетками миокарда, забор которых производится в ходе операции. В данный момент технологию успешно протестировали на грызунах. Подобны подход с использованием клеток организма пациента имеет множество преимуществ: дело в том, что синтетические материалы, которые применяют в сосудистой хирургии, имеют некоторые физические недостатки, а использование сосудов самого пациента часто по медицинским показаниям невозможно.

Как говорит участница проекта Анна Смирнова: «Заселение сосудистых протезов клетками, взятыми из послеоперационного материала миокарда человека, увеличит срок службы трансплантата. Новая технология должна снизить риски тромбоза, воспаления и иммунопатологических процессов, приводящих к повторному дефициту кровообращения».

ПОВЫШЕННОЕ ДАВЛЕНИЕ ЛЕЧИЛИ ПРИ ПОМОЩИ ГЛУБОКОЙ СТИМУЛЯЦИИ МОЗГА

Высокое давление — явление не редкое, но довольно опасное. Даже незначительное хроническое повышение давления может вызвать серьезные изменения в организме. Повышение давления до 150/100 мм рт. ст. (норма 120/80 мм рт. ст.) уже считается серьезным.
Жительницу Великобритании Эмили Хоффманн, страдающую от этого недуга на протяжении десяти лет, доставили в клинику при Бристольском университете с куда большими цифрами, превышающими норму более чем в два раза: 320/150 мм рт. ст. Было принято решение использовать глубокую стимуляцию мозга.

Сам процесс выглядит так: в мозговое вещество пациента вводится электрод, подсоединенный к прибору, напоминающему кардиостимулятор. Этот прибор стимулирует определенные участки мозга. Сразу после процедуры давление пациентки упало на 100-150 мм рт. ст., и она смогла отказаться от семи препаратов из восьми, которые она принимала. Конечно, ее давление все еще остается высоким – но оно уже не угрожает ее жизни.

НАЙДЕН СПОСОБ УНИЧТОЖАТЬ РАКОВЫЕ КЛЕТКИ, ОСТАВЛЯЯ В ЖИВЫХ ЗДОРОВЫЕ

XX век и последовавший за ним век XXI привнесли в медицину немало инноваций в сфере лечения различных заболеваний. Но, несмотря на все успехи, многие болезни до сих пор остаются крайне устойчивыми к разного рода терапии. Одной из таких болезней является рак. На данный момент имеется множество методов лечения, но ни один из них не дает, к сожалению, 100% результата. К тому же практически все современные способы борьбы с этим недугом негативно влияют и на организм человека. Но все может измениться благодаря разработке ученых из университета Хаддерсфилда. Как сообщает издание Medical Xpress, им удалось разработать и уже запатентовать метод лечения раковых заболеваний, который не влияет на живые клетки организма.

Авторами изыскания выступают доктор Крис Даннил и Ник Георгопулос. В основе запатентованного ими метода лечения лежит воздействие на раковые клетки молекулами белка кластера дифференцировки CD40. Отличительной особенностью CD40 является то, что он способен разрушать лишь раковые клетки, оставляя в живых здоровые клетки организма. Если на основе этого белка удастся создать лекарство – оно не будет иметь пагубных побочных эффектов для организма человека. Ученые впервые обнаружили удивительное свойство данного белка еще в 2002 году, после чего продолжили изучение. В ходе исследований удалось выяснить, что положительный эффект достигается благодаря «поломке» защитной системы раковых клеток. Таким образом, эти патологические клетки становятся «видны» иммунной системе, и она начинает борьбу с опухолью. В данный момент специалисты готовятся к проведению клинических испытаний, в случае успеха которых появление препарата против рака без побочных эффектов будет уже не за горами.

В БУДУЩЕМ ИСКУССТВЕННЫЕ ЛЁГКИЕ МОЖНО БУДЕТ НОСИТЬ В РЮКЗАКЕ

Искусственные лёгкие, достаточно компактные для того, чтобы их можно было переносить в обычном рюкзаке, уже были успешно протестированы на животных. Подобные устройства способны сделать гораздо комфортнее жизни тех людей, чьи собственные лёгкие по какой-либо причине не функционируют должным образом. До сих пор для этих целей использовалось весьма громоздкое оборудование, но новое устройство, разрабатываемое учёными в данный момент, способно изменить это раз и навсегда.

Человек, чьи лёгкие не способны выполнять свою основную функцию, как правило, присоединяются к машинам, насосом прогоняющими их кровь через газообменник, обогащая её кислородом и удаляя из неё углекислый газ. Разумеется, во время этого процесса человек вынужден лежать на кровати или кушетке. И чем дольше они пребывают в лежачем состоянии, тем слабее становятся их мышцы, делая выздоровление маловероятным. Именно для того, чтобы сделать пациентов мобильными, и были разработаны компактные искусственные лёгкие. Проблема стала особенно актуальной в 2009 году, когда произошла вспышка свиного гриппа, в результате которой у многих заболевших отказали лёгкие.

Искусственные лёгкие могут не только помочь больным реабилитироваться от некоторых лёгочных инфекций, но и позволят пациентам дождаться подходящих донорских лёгких для трансплантации. Как вы знаете, очередь на донорские органы порой может растянуться на долгие годы. Ситуацию осложняет тот факт, что у людей с отказавшими лёгкими, как правило, сильно ослаблено и сердце, которому предстоит прокачивать кровь через внешний прибор.

«Создание искусственных лёгких гораздо более сложная задача, нежели проектирование искусственного сердца. Сердце просто перекачивает кровь, тогда как лёгкие представляют собой сложную сеть альвиол, внутри которых происходит процесс газообмена. На сегодняшний день не существует технологии, способной даже приблизиться к эффективности настоящих лёгких», — рассказывает сотрудник Университета Питтсбурга Уильям Федершпиль.

Команда Уильяма Федершпиля разработала искусственные лёгкие, которые включают в себя насос (поддерживающий сердце) и газообменник, но при этом устройство настолько компактно, что легко поместится в небольшую сумку или рюкзак. Устройство подсоединяется к трубкам, соединённым с кровеносной системой человека, эффективно обогащая кровь кислородом и удаляя из неё избытки углекислого газа. В текущем месяце завершились успешные испытания прибора на четырёх подопытных овцах, в ходе которых кровь животных насыщалась кислородом на протяжении разных периодов времени. Таким образом учёные постепенно довели время непрерывной работы прибора до пяти суток.

Альтернативную модель искусственных лёгких разрабатывают исследователи Университета Карнеги — Меллон всё в том же Питтсбурге. Этот прибор предназначен в первую очередь для тех пациентов, чьё сердце достаточно здоровое, чтобы самостоятельно прокачивать кровь через внешний искусственный орган. Устройство точно так же подсоединяется к трубкам, напрямую соединяемым с сердцем человека, после чего ремнями прикрепляется к его телу. Пока оба прибора нуждаются в источнике кислорода, другими словами – в дополнительном переносном баллоне. С другой же стороны, в данный момент учёные стараются решить эту проблему, и у них вполне успешно получается.

Прямо сейчас исследователи тестируют прототип искусственных лёгких, которому баллон с кислородом больше не нужен. Согласно официальному заявлению, новое поколение устройства будет ещё более компактным, а кислород будет выделяться из окружающего воздуха. Прототип сейчас тестируется на лабораторных крысах и демонстрирует по-настоящему впечатляющие результаты. Секрет новой модели искусственных лёгких заключается в использовании ультратонких (всего 20 микрометров) трубочек из полимерных мембран, значительно увеличивающих поверхность газообмена.