Живе і розумне. Нейромережа діагностує меланому. Головні новини 7 квітня

Глибока згорточна нейромережа діагностує меланому з точністю 90%. Бактерії стають датчиками важких металів в навколишньому середовищі. Мушка дрозофіла вчить робототехніків керувати безпілотним транспортом.

Чим людина краще розуміє мову природи, тим більшій вона може у неї навчитися

Не займайтеся самолікуванням! У наших статтях ми збираємо останні наукові дані і думки авторитетних експертів у сфері здоров'я. Але пам'ятайте: поставити діагноз і призначити лікування може тільки лікар.

Меланома - це тип злоякісної пухлини, на яку припадає понад 70% всіх смертей від раку шкіри. При меланомі на шкірі з'являються пігментні плями. Але відрізнити злоякісні утворення від цілком невинних, з якими пацієнт все життя живе, не завжди легко. Звичайно, досвідчені і уважні діагности це робити вміють. У Массачусетському технологічному інституті розробили помічника лікарю. Це глибока згорточна нейромережа, яку навчили на більш ніж 20 тисячах фотографій розпізнавати плями на шкірі, які можуть викликати підозру. Робота відбувається так. Лікар фотографує смартфоном регіон кожного покриву пацієнта і віддає нейромережі. Вона видає класифікацію плям: це - меланома, це - підозріло, це - невинна пігментація. Далі лікар буде уважно розглядати саме ті плями, на які йому вказала нейромережа. Ефективність роботи нейромережі досить висока - близько 90% точних спрацьовувань порівняно з роботою досвідченого лікаря. Навряд чи ця нейронна мережа стане такою знаменитою, як, наприклад, GPT-3 або деякі інші. Але у неї є шанс врятувати жодне життя.

Бактерії - відмінні датчики, які можуть реєструвати слідові кількості важких металів, у тому числі кадмію. У бактерії вбудовують гени флуоресцентних білків, і при попаданні металу вони починають світитися. Малі кількості важких металів вловити важко, а вони завдають шкоди навколишньому середовищу і людині. У Массачусетському технологічному інституті вирішили, що бактерій самих по собі не можна випускати в навколишнє середовище, але використовувати їх потрібно. Тому бактеріальні «пастки» для кадмію загорнули в спеціальний гідрогель. У гелі є пори - 5-50 нанометрів. Вони пропускають атоми металу, але не випускають бактерій з оболонки. У тестових прикладах мільярд бактерій помістили в гідрогелеву оболонку. Результаті вийшла кулька діаметром близько 5 міліметрів. Слідові кількості кадмію в річці Чарльз, на якій стоїть МТІ, - бактерії спіймали.

Мухе дрозофіле (Drosophila) генетики давно вже повинні поставити пам'ятник (пам'ятник лабораторній миші в новосибірському Академмістечку є). Цій простій комахі вчені зобов'язані цілою купою відкриттів. Але ось чому, здавалося б, у цієї мушки вчитися не варто, так це - інтелекту. Вчені з Північно-Західного університету, Іллінойс, США вирішили інакше. Вони звернули увагу не на геном, а на політ дрозофіли. Мушка дуже вміло облітає гарячі та холодні місця - комфортна температура для неї 25 градусів, а при температурі вище 35, - мушка гине. Щоб облітати гарячі зони у мушки є спеціальний механізм: дві рознесені антени з термодатчиками реєструють не тільки підвищення температури, а й напрямок, в якому температура знижується. А спеціалізовані нейрони, з якими датчики пов'язані, запускають механізм повороту. Вчені уважно проаналізували роботу антен і нейронів дрозофіли, і побудували модельну машинку, яка орієнтується на площині точно також, як мушка в просторі. Машинка вже успішно об'їжджає гарячі зони, але поки в гнучкості і точності дрозофілі поступається.