CP v2

Tag: Stanfordo universitetas

  • Mokslininkai DI atidavė genomą: sukūrė naujus virusus, bet tik tam, kad kovotų su kitais

    Mokslininkai DI atidavė genomą: sukūrė naujus virusus, bet tik tam, kad kovotų su kitais

    Tarptautinė mokslininkų grupė pademonstravo, kad dirbtinis intelektas gali ne tik analizuoti biologinius duomenis, bet ir generuoti naujas DNR sekas, iš kurių laboratorijoje galima išgauti anksčiau gamtoje nefiksuotus virusus. Eksperimento tikslas nebuvo kurti patogenus žmonėms ar gyvūnams, o suprojektuoti bakteriofagus – virusus, kurie puola bakterijas.

    Tyrime naudoti genomų modeliavimo įrankiai mokomi atpažinti dėsningumus genetinėse sekose panašiai, kaip kalbos modeliai prognozuoja kitą žodį sakinyje. Tokiu būdu DI gali pasiūlyti visiškai naujų genetinių „variantų“, kurių anksčiau nebuvo stebėta, o mokslininkai gali patikrinti, ar jie veikia realiomis sąlygomis.

    Šį kartą taikiniu tapo bakterijos, tarp jų ir Escherichia coli grupės atmainos, kurios dažnai naudojamos kaip modelinis organizmas laboratorijose, bet kai kurios jų gali sukelti ir sunkias infekcijas. Bakteriofagai jau seniai tiriami kaip alternatyva arba papildymas antibiotikams, ypač kai daugėja antimikrobiniams vaistams atsparių bakterijų.

    Pastaraisiais metais antibiotikų atsparumas laikomas viena didžiausių visuomenės sveikatos grėsmių, todėl ieškoma sprendimų, leidžiančių taikliau naikinti konkrečius bakterijų štamus. Fagų terapijos idėja vilioja tuo, kad bakteriofagai paprastai yra labai selektyvūs, tačiau praktikoje kliūčių kelia tinkamo fago parinkimas, gamyba ir greitas pritaikymas pacientui.

    Tyrimo rezultatai rodo, kad DI galėtų pagreitinti šią paiešką, nes vietoje ilgo bandymų kelio būtų galima greičiau „sugeneruoti“ kandidatų biblioteką ir atrinkti perspektyviausius. Vis dėlto mokslininkai pabrėžia, kad tai nereiškia automatinio proveržio klinikoje: reikalingi saugumo, veiksmingumo ir reguliavimo patikrinimai, o kiekvienas realus pritaikymas būtų ilgas procesas.

    Kartu šis eksperimentas iškelia sudėtingą biologinio saugumo klausimą: jei DI gali padėti projektuoti naujus virusus, atsiranda rizika, kad panašūs metodai gali būti pritaikyti ir kenksmingiems tikslams. Dėl to vis dažniau kalbama apie atsakingą genetinių modelių diegimą, prieigos kontrolę, jautrių duomenų apsaugą ir aiškesnes taisykles, kaip publikuoti metodikas, kad jos nepalengvintų piktnaudžiavimo.

    „Šiandien dar negalime paspausti mygtuko ir užsisakyti pavojingo viruso, tačiau pati kryptis rodo kokybinį šuolį: modeliai pereina nuo analizės prie biologinių sistemų projektavimo“, – pabrėžia biologinio saugumo ekspertai, vertinantys šios srities raidą.

    Praktinėje plotmėje svarbu ir tai, kad tyrėjai sąmoningai rinkosi santykinai paprastesnius bakteriofagus ir vengė darbo su žmogų infekuojančių virusų duomenimis. Tačiau platesnė žinutė aiški: genomų modeliavimo DI įrankiai sparčiai artėja prie to, kad naujų biologinių konstrukcijų kūrimas taptų greitesnis, pigesnis ir prieinamesnis, o tai reikalaus ne tik mokslo, bet ir politikos sprendimų.

  • Atakamos dykumoje aptiko stulbinamai grynus kristalus: jie gali tapti kvantinių kompiuterių siliciu

    Atakamos dykumoje aptiko stulbinamai grynus kristalus: jie gali tapti kvantinių kompiuterių siliciu

    Netikėtas radinys kasyklos atliekose

    Čilės Atakamos dykumoje, apleistos San Francisco kasyklos atliekų krūvose netoli Sierra Gorda, mokslininkai aptiko natūraliai susiformavusių herbertsmito kristalų, kurių grynumas pranoksta laboratorijoje užaugintas medžiagas. Radinį aprašė Stenfordo universitete dirbęs fizikas Aaronas Breidenbachas, bendradarbiavęs su Čilės tyrėjais iš Universidad de Chile ir Universidad Católica del Norte.

    Pasak autoriaus, per kelias paieškas pavyko surinkti bent apie 100 gramų žalių, šešiakampės formos kristalų. Tai mažiausiai dešimt kartų daugiau, nei jam buvo pavykę užauginti laboratorijoje per šešerius metus bandymų.

    Kodėl šie kristalai taip svarbūs?

    Herbertsmitas laikomas vienu perspektyviausių kandidatų vadinamajai kvantinei sukinio skysčio būsenai tirti. Tai egzotiška medžiagos būsena, kai elektronų sukiniai išlieka stipriai susieti tarpusavyje net labai žemoje temperatūroje, tačiau nesusiformuoja įprasta magnetinė tvarka.

    Tokia fizika domina kvantinių technologijų kūrėjus, nes gerai kontroliuojami kvantiniai laisvės laipsniai gali padėti kurti stabilesnius ir geriau skaitomus kvantinius elementus. Dėl to herbertsmitas kartais vaizdžiai lyginamas su potencialiu pagrindu, ant kurio būtų galima statyti ateities kvantinius įrenginius.

    Grynumas, kurio trūksta laboratorijoms

    Kristalai identifikuoti rentgeno spindulių difrakcijos metodu, o mėginiuose be herbertsmito aptikta ir kitų giminingų mineralų priemaišų, tarp jų atacamito bei cinko paratakamitų. Esminis skirtumas tas, kad natūraliuose kristaluose vario ir cinko santykis, remiantis anksčiau iš tos pačios kasyklos tirtų mėginių duomenimis, yra artimesnis idealiai herbertsmitui būdingai sudėčiai nei daugelyje laboratorinių sintetinių kristalų.

    Praktikoje tai reiškia mažiau struktūrinių defektų, kurie laboratorijoje dažnai atsiranda dėl nepageidaujamo vario „įsiterpimo“ į sluoksnius, trikdančius dvimatį magnetizmą. Tyrėjai pabrėžia, kad toks grynumas gali padėti aiškiau atskirti tikrą kvantinį signalą nuo triukšmo, kuris prastesniuose kristaluose kartais nustelbia norimą efektą.

    „Natūralių mėginių švara gali būti raktas, leidžiantis daug tiksliau pamatyti, kas iš tiesų vyksta kagomės gardelės magnetizme“, – sakė A. Breidenbachas, apibendrindamas, kodėl šie kristalai gali tapti lūžiu tyrimuose.

    Ką tai gali pakeisti kvantinių technologijų lenktynėse?

    Laboratorinė herbertsmito auginimo eiga yra ilga ir brangi: vienam gramui gali prireikti savaičių pasirengimo, o pats kristalų augimas gali trukti apie devynis mėnesius. Be to, procesas dažnai nėra efektyvus, todėl didelių, vienalyčių kristalų gauti sudėtinga net pažangiuose universitetų centruose.

    Natūralūs Atakamos kristalai, kaip teigiama, gali siekti iki maždaug 20 x 10 milimetrų, o tai svarbu bandant kurti kontaktus su metalais ar puslaidininkiais, reikalingus kvantinių būsenų nuskaitymui ir valdymui. Jei tokie kristalai bus prieinami tyrimams stabiliai ir pakankamais kiekiais, tai gali paspartinti eksperimentus, kurie šiandien stringa dėl medžiagų trūkumo ir nepakankamos kokybės.

    „Jei šią medžiagą pavyktų gauti švariai ir pakankamai, ji galėtų tapti kvantinių kompiuterių silicis“, – sakė tyrėjas, aiškindamas metaforą, kurią mėgsta naudoti kalbėdamas apie herbertsmito potencialą.

    Ir dar viena istorijos pusė

    Kartu mokslininkai atkreipia dėmesį, kad radinys kelia ir aplinkosauginių klausimų. A. Breidenbachas užsimena, jog dalis unikalių mineralinių darinių Atakamoje gali būti naikinami vykdant kasybos darbus, todėl ateityje gali prireikti aiškesnių taisyklių, kaip suderinti pramonę ir mokslui svarbių geologinių objektų apsaugą.

    Artimiausi žingsniai, tikėtina, bus išsamesnė kristalų kilmės, jų susidarymo sąlygų ir pakartojamumo analizė, taip pat nepriklausomų laboratorijų matavimai. Nuo jų priklausys, ar Atakamos radinys taps vienkartine sensacija, ar realiu impulsu kvantinių medžiagų tyrimams.

  • Norite lieknėti be dietų? Šį produktą valgykite pačioje pabaigoje – Stanfordo išvada

    Norite lieknėti be dietų? Šį produktą valgykite pačioje pabaigoje – Stanfordo išvada

    Maistas lėkštėje svarbus ne tik dėl sudėties, bet ir dėl to, kokia tvarka valgome skirtingus produktus. Stanfordo universiteto mokslininkai tyrė, kaip tas pats patiekalas veikia gliukozės kiekį kraujyje ir alkio jausmą, kai jo dalys suvalgomos skirtinga seka.

    Tyrimuose buvo vertinama įprasta situacija, kai valgoma porcija angliavandenių, pavyzdžiui, ryžiai, tačiau prieš juos suvalgomi kiti komponentai. Dalyviai pradėdavo valgį nuo skaidulų turinčių daržovių, baltymų, pavyzdžiui, kiaušinių, arba riebalų šaltinio, o angliavandenius palikdavo pabaigai.

    Rezultatai parodė, kad pradėjus valgį nuo baltymų ir skaidulų, gliukozės šuolis kraujyje būna ryškiai mažesnis ir lėtesnis. Tai svarbu todėl, kad staigūs gliukozės svyravimai dažnai siejami su greičiau sugrįžtančiu alkiu ir noru užkandžiauti.

    „Nereikia sudėtingų taisyklių ar griežtų dietų – dažnai pakanka pakeisti produktų valgymo eilę“, – sakė Stanfordo universiteto profesorius Michaelas Snyderis.

    Mokslininkai pabrėžia, kad stabilesnė glikeminė reakcija gali būti vienas mechanizmų, padedančių lengviau kontroliuoti apetitą ir kūno svorį. Praktikoje tai reiškia paprastą principą: pirmiausia daržovės arba baltymai, o angliavandeniai, tokie kaip ryžiai, bulvės ar duona, paliekami paskutinei patiekalo daliai.

    Įdomu tai, kad riebalų suvalgymas prieš angliavandenius gliukozės svyravimų visiškai nepanaikina, bet kai kuriais atvejais gali kiek pavėlinti jų atsiradimą. Vis dėlto šis efektas, lyginant su skaidulomis ir baltymais, vertinamas atsargiau ir dar reikalauja papildomų tyrimų.

    Specialistai primena, kad svarbi išlieka ir angliavandenių kokybė. Pilno grūdo produktai, pavyzdžiui, rudieji ryžiai ar rupi duona, paprastai didina gliukozę lėčiau ir ilgiau suteikia sotumo jausmą nei rafinuoti analogai.

    Tyrimuose taip pat pastebėta, kad žmonių, turinčių sutrikusią gliukozės toleranciją ar priešdiabetinę būklę, organizmas į valgymo eiliškumo pokyčius gali reaguoti silpniau. Dėl to tokiais atvejais ypač svarbu individualios gydytojo ar dietologo rekomendacijos.

    Nors produktų valgymo tvarkos keitimas nepakeičia subalansuotos mitybos ir fizinio aktyvumo, tai gali būti paprastas, kasdien lengvai pritaikomas įprotis. Jis ypač naudingas tiems, kurie siekia mažiau užkandžiauti ir stabiliau jaustis po valgio.

  • Ultragarsinis pleistras UPatch: naujas būdas ilgiau stebėti vaisių ir sumažinti nereikalingus vizitus

    Ultragarsinis pleistras UPatch: naujas būdas ilgiau stebėti vaisių ir sumažinti nereikalingus vizitus

    Mokslininkai pristatė priklijuojamą ultragarsinį įrenginį, kuris gali valandomis iš eilės stebėti kūdikio būklę gimdoje ir realiu laiku fiksuoti kraujotaką. Tokia technologija galėtų padėti anksčiau pastebėti komplikacijas, kurių kartais nepavyksta užfiksuoti atliekant įprastus, trumpus tyrimus.

    Bandomasis prietaisas, pavadintas UPatch, kuriamas kaip tarpinis sprendimas tarp pavienių nėštumo echoskopijų ir nuolatinio stebėjimo sistemų, kurios klinikinėje praktikoje neretai sukelia klaidingų pavojaus signalų. Tyrėjų tikslas – suteikti gydytojams patikimesnę, ilgesnės trukmės informaciją, kartu mažinant nereikalingų apsilankymų ligoninėje skaičių.

    Kuo UPatch skiriasi nuo įprastos echoskopijos?

    Įprasta ultragarsinė diagnostika dažniausiai suteikia tik momentinį vaizdą – kelių minučių trukmės įvertinimą, kuris vėliau lyginamas su kitais nėštumo etapais. UPatch koncepcija remiasi ilgesniu stebėjimu: pleistras gali būti nešiojamas kelias valandas ir fiksuoti dinamiškus pokyčius, įskaitant kraujotaką judančiose struktūrose, pavyzdžiui, virkštelėje.

    Prietaisą kūrė komanda, vadovaujama Stanfordo universiteto profesoriaus Sheng Xu, taip pat prisidėjo Oksfordo universiteto ir Kalifornijos universiteto San Diege tyrėjai. Rezultatai publikuoti mokslo žurnale „Nature Biotechnology“.

    Ką parodė bandymai su nėščiosiomis?

    Tyrime dalyvavo 62 nėščiosios, o UPatch gauti kraujotakos rodmenys buvo palyginti su standartinės, rankiniu būdu atliekamos echoskopijos duomenimis. Tyrėjai nurodo, kad rezultatai glaudžiai sutapo, todėl technologija laikoma perspektyvia ilgesniam kraujotakos sekimui laikui bėgant.

    Vienas praktiškai svarbiausių pastebėjimų – vaisiaus kraujotaka gali kisti dinamiškai, o trumpalaikiai svyravimai nebūtinai reiškia nuolatinę problemą. Tokia įžvalga gali būti reikšminga sprendžiant, kada reikia skubios intervencijos, o kada pakanka atidesnio, bet ramesnio stebėjimo.

    „Ši technologija atveria galimybę vaisiaus būklę stebėti nuolat ir neinvaziškai kur kas ilgiau nei dabar įprasta“, – sakė tyrime dalyvavusi profesorė Antoniya Georgieva.

    Pasak tyrėjos Marianos Tome, ilgesnis ir aiškesnis stebėjimas galėtų mažinti nereikalingų pakartotinių tyrimų bei intervencijų skaičių, o nėščiosioms suteikti daugiau užtikrintumo kasdienybėje.

    Kodėl tai svarbu regionams, kur trūksta specialistų?

    Tyrėjai akcentuoja ir prieinamumo aspektą: daugelyje vietovių trūksta apmokytų echoskopuotojų, o aukštos rizikos nėštumų priežiūra vėluoja dėl ribotų resursų. Pasak pirmojo straipsnio autoriaus dr. Tom Park, tokia technologija ateityje galėtų išplėsti prenatalinės diagnostikos galimybes ten, kur sudėtinga greitai gauti specialistų paslaugas.

    Vis dėlto UPatch dar yra koncepcijos įrodymo stadijoje. Dabartinei versijai reikalinga laidinė įranga, o teisingam uždėjimui vis dar būtina įprasta echoskopija, kad pleistras būtų tiksliai pozicionuotas.

    Tyrėjai pabrėžia, kad reikės didesnių klinikinių tyrimų su įvairesnėmis pacientų grupėmis, jog būtų patvirtintas patikimumas ir aiškiai apibrėžtos situacijos, kada toks stebėjimas keičia gydymo taktiką. Kartu svarstoma, kad ateities versijos galėtų būti belaidės ir kompaktiškesnės, priartinant nuolatinę stebėseną prie kasdienio nešiojimo.

  • Kinija su JAV sujungė DI ir smegenų implantus: paralyžiuoti pacientai jau valdo įrenginius mintimis

    Kinija su JAV sujungė DI ir smegenų implantus: paralyžiuoti pacientai jau valdo įrenginius mintimis

    Kinijos technologijų bendrovės vis aktyviau kuria smegenų–kompiuterio sąsajas, kurias integruoja su dirbtiniu intelektu. Tokie sprendimai leidžia tiksliau dekoduoti smegenų signalus ir paralyžių patiriantiems žmonėms greičiau valdyti kompiuterį bei bendrauti.

    Smegenų–kompiuterio sąsajos gali būti neinvazinės, kai signalai fiksuojami nuo galvos paviršiaus, arba invazinės, kai jutikliai implantuojami prie smegenų žievės. Pastaruoju atveju pasiekiamas didesnis signalų tikslumas, tačiau išlieka chirurginės rizikos ir ilgalaikio stabilumo klausimai.

    Implantai ir kalbos atkūrimas

    Viena ryškiau minėtų krypčių siejama su Šanchajuje įsikūrusia „NeuroXess“, kuri atliko nedidelius klinikinius bandymus su implantu, sujungtu su DI modeliais. Aprašoma konstrukcija numato implantą kaukolėje, jutiklius prie smegenų žievės ir duomenų siųstuvą krūtinėje, atliekantį ir baterijos funkciją.

    Bandymuose pacientas, patyręs nugaros smegenų traumą, gebėjo vien mintimis valdyti kompiuterio žymeklį ir per programėlę įjungti ar išjungti namų įrenginius. Taip pat teigiama, kad kuriami kalbos dekodavimo sprendimai, skirti realiu laiku atkurti mandarinų kalbą, o tyrimų rezultatai rengiami publikuoti.

    Valstybės strategija ir reguliavimas

    Kinija neurotechnologijas įtraukė į strategines kryptis ir siekia tapti šios srities lydere iki dešimtmečio pabaigos. Toks politinis dėmesys paprastai reiškia spartesnį finansavimą, daugiau klinikinių bandymų ir greitesnį technologijų perkėlimą į rinką.

    Kartu daugėja diskusijų apie etiką ir duomenų privatumą, nes smegenų signalai laikomi itin jautria informacija. Kinijoje skelbiamos etinės gairės, kurios numato rašytinį dalyvių sutikimą ir privalomas etikos peržiūras prieš pradedant bandymus.

    Bendradarbiavimas su JAV

    Nors JAV ir Kinijos technologiniai santykiai įtempti, neurotechnologijų srityje bendradarbiavimas išlieka svarbus dėl riboto aukštos kvalifikacijos specialistų skaičiaus. JAV dažnai pirmauja fundamentiniuose tyrimuose, o Kinija turi platesnę klinikinių atvejų bazę, kuri palengvina sprendimų testavimą ir mastelio didinimą.

    Kaip vienas pavyzdžių minimas Pekino „Maschine Robot“, bendradarbiaujantis su MIT ir Stanfordo universitetų laboratorijomis kuriant smegenų–kompiuterio sąsajoms pritaikytus DI modelius. Įmonė taip pat sieja projektus su pagalbinėmis priemonėmis, pavyzdžiui, galvos juosta fiksuojama smegenų veikla ir papildomais signalais, tokiais kaip žvilgsnio kryptis, kad komandos būtų patikimiau patvirtinamos.

    Ekspertai pabrėžia, kad artimiausiais metais svarbiausia taps ne tik dekodavimo sparta, bet ir saugumas, patikimumas bei aiškios atsakomybės ribos. Be medicininės naudos, augant DI galimybėms didės ir poreikis griežčiau apibrėžti, kaip tvarkomi neuroduomenys, kas gali prie jų prieiti ir kaip užkertamas kelias piktnaudžiavimui.

  • Mokslininkai nustebo: kur gyvenate, gali lemti, kaip greitai sensta jūsų organizmas

    Mokslininkai nustebo: kur gyvenate, gali lemti, kaip greitai sensta jūsų organizmas

    Naujas tarptautinis tyrimas rodo, kad žmogaus senėjimo greitį gali veikti ne tik genai, bet ir gyvenamoji vieta bei aplinka. Mokslininkai pabrėžia, kad persikėlus į kitą regioną keičiasi dalis organizmo rodiklių, o tai gali atsispindėti ir biologiniame amžiuje.

    Tyrėjai analizavo 322 skirtingų pasaulio regionų dalyvius, kurių protėvių kilmė daugiausia siejosi su Europa, Rytų Azija ir Pietų Azija. Svarbu tai, kad dalis žmonių gyveno ne protėvių regione, todėl buvo galima palyginti paveldimumo ir aplinkos poveikį.

    Ne tik DNR: matavo dešimtis rodiklių

    Komanda vertino ne vien genetinę informaciją, bet ir platesnį biologinių žymenų spektrą: baltymus, riebalų apykaitos rodiklius, žarnyno mikrobiotą, imuninės sistemos signalus ir metabolitus. Tokie duomenys leidžia tiksliau spręsti, kaip organizmas prisitaiko prie skirtingos mitybos, taršos, streso ir sveikatos priežiūros sąlygų.

    Rezultatai parodė, kad protėvių kilmės „ištrinti“ neįmanoma: bendras genetinis fonas, dalis mikrobiotos ir metabolizmo bruožų išlieka panašūs net gyvenant tūkstančius kilometrų nuo kilmės regiono. Kartu išryškėjo ir reikšmingi aplinkos nulemti pokyčiai, kurie skirtingoms grupėms pasireiškė nevienodai.

    Biologinis amžius kito priklausomai nuo regiono

    Vienas ryškiausių tyrimo aspektų susijęs su biologiniu amžiumi, kuris apibūdina, kaip „senai“ atrodo organizmo ląstelės ir audiniai pagal molekulinius požymius, o ne pagal gimimo datą. Tyrimas parodė, kad kai kurioms grupėms gyvenimas už protėvių regiono ribų siejosi su greitesniu biologiniu senėjimu.

    Pavyzdžiui, Rytų Azijos kilmės dalyviai, gyvenantys ne Rytų Azijoje, vidutiniškai rodė spartesnio biologinio senėjimo signalus nei gyvenantys regione. Tuo metu europietiškos kilmės dalyviams pastebėta priešinga tendencija: gyvenant Europoje biologinio senėjimo rodikliai buvo labiau pažengę nei gyvenant Šiaurės Amerikoje.

    „Mus nustebino, kaip nuosekliai kilmė siejosi su imunitetu, medžiagų apykaita ir mikrobiota net tada, kai žmonės persikėlė labai toli“, – sakė Mančesterio universiteto genetikas Richardas Unwinas.

    „Tačiau taip pat akivaizdu, kad gyvenamoji vieta gali reikšmingai paveikti pagrindinius molekulinius kelius ir net tai, kaip sensta ląstelės. Tai rodo, kad personalizuota medicina turi atspindėti pasaulio įvairovę, o ne vieną populiaciją“, – pridūrė jis.

    Mikrobiota, riebalų apykaita ir telomerės

    Tyrėjai sieja dalį pokyčių su mityba, tarša, streso lygiu, sveikatos priežiūros prieinamumu ir žarnyno mikrobiotos persitvarkymu po persikėlimo. Ypatingas dėmesys skirtas mikrobiotos ir riebalų apykaitos ryšiui, nes kai kurios bakterijos buvo susietos su sfingolipidų pokyčiais.

    Literatūroje sfingolipidai dažnai siejami su didesne širdies ir kraujagyslių ligų rizika, atsparumu insulinui, ateroskleroze ir neurodegeneraciniais procesais. Šiame tyrime jų pokyčiai taip pat buvo siejami su genais, dalyvaujančiais telomerių palaikyme, o telomerės laikomos vienu iš senėjimo biologijos rodiklių.

    Mokslininkai pabrėžia, kad rezultatai nereiškia, jog viena kilmės grupė sensta geriau už kitą. Pagrindinė žinutė kita: sveikatos rekomendacijos, prevencija ir net mitybos patarimai vis dažniau turėtų būti pritaikomi individualiai, atsižvelgiant ir į kilmę, ir į tai, kokioje aplinkoje žmogus gyvena.

    Tyrimas publikuotas mokslo žurnale „Cell“.