Биотехнологии

Примечание первое: заголовок статьи — перевести одной фразой нереально (удивите?). Слишком много игры слов и смыслов. Первоисточник — монолог Гамлета “быть или не быть”. Поэтому я решила оставить оригинальный заголовок.

Примечание второе: переобучение (переподгонка, пере- в значении «слишком», англ. overfitting) в машинном обучении и статистике — явление, когда построенная модель хорошо объясняет примеры из обучающей выборки, но относительно плохо работает на примерах, не участвовавших в обучении (на примерах из тестовой выборки). Wikipedia

Давние читатели “crawl” могут вспомнить, что у меня никогда не хватало терпения для идеи “Искусственный Интеллект просто хочет жить”. Я растоптал её ещё в своём самом первом романе —

Немного бекграунда: я никогда не мечтала стать биологом. Я родилась в семье медиков, с детства меня интересовало как устроены мы, люди или другие живые организмы. Мои родители подогревали мой интерес довольно подробными описаниями устройства организмов, ответами на вопросы “почему так, а не иначе”, а отец проводил семинары на популярные медицинские темы для спортсменов. Биология меня интересовала скорее как хобби, мне нравилось читать научпоп, но я никогда не задумывалась о том, чтобы связать свою жизнь с этой сферой. Интересным, с моей точки зрения, фактом является то, что ни отец, ни моя мать не связали свою жизнь с медициной в классическом понимании того, чем должны заниматься выпускники мед. института. Отец и вовсе бросил учебу на последнем курсе. Оба стали предпринимателями.

Я, возможно, наблюдая это, сделала для себя вывод - медицина не приносит денег. Я росла, как я сейчас понимаю, в довольно бедной семье. У нас были деньги на существование, была машина, квартира, у меня была хорошая одежда, но на этом, пожалуй все. Будучи ребенком я для себя видела карьеру успешного офисного менеджера, проводящего планерку, демонстрируя графики роста в окружении изумленных коллег. Думаю, такой выбор карьерного пути был обусловлен моей тогда еще не вполне осознанной потребностью зарабатывать большие деньги. Пожалуй, это было единственной причиной по которой я сделала этот выбор.

Генетики из Испании установили, что люди с похожими лицами, которые не являются родственниками, могут иметь генетические сходства.  Научная работа на эту тему опубликована в в журнале Cell Reports. Делимся подробностями.

Если бы кто-то 3 года назад сказал мне, специалисту по информационной безопасности, инженеру внедрения IT систем, что моя кухня превратится в биолабораторию, а комната - в оранжерею на сотню растений, я бы добродушно рассмеялась ему в лицо и может быть даже покрутила пальцем у виска. 

О том, как из нескольких орхидей возникла целая лаборатория микроклонального размножения, под катом…

В предыдущих статьях мы все разбирали пользу физической активности и ее влияние на организм на разных уровнях. Все и так понятно, мы созданы как двигательные механизмы, без движения организм «ржавеет».  Но что ж все мы так до сих пор придумываем отмазки, чтобы не идти на тренировку или пробежку, а полежать на диване?

За последние годы появились многочисленные гаджеты и девайсы, которые призваны помогать заниматься спортом, считать калории, физическую активность в шагах и интенсивность выполненных нагрузок, состояние здоровья, пульс, учитывать вес и процент жира. Приложения для фитнеса пытаются вовлечь в игру, мотивировать заниматься, обещая призы, баллы и значки за выполненные тренировки. Но в большинстве случаев это не работает, ИТ-решения слабо помогают, так как за годы эволюции наша внутренняя биохимия и нейропроцессы не поменялись так сильно, как поменялся окружающий мир.

Мы все те же первобытные люди с теми же инстинктами и тягой к углеводам, управляемые гормонами, живущие в стрессе, а дешевая и доступная доставка еды с быстрыми углеводами и жирами хорошо успокаивает. Мозг призван защитить нас в неблагоприятных условиях окружающей среды, а миллионы лет эволюции проходили только в условиях недостатка пищевых ресурсов. Наш мозг все еще по-древнему пытается экономить силы и энергию и стремится при первой возможности запасти жировые запасы на случай голодных времен. Он не понимает, что их нет, так как не сталкивался с такими условиями за все миллионы лет эволюции, поэтому у нас и нет ограничения по верхней планке запасов жира, некоторые люди весят 500–600 кг.

ДНК, или дезоксирибонуклеиновая кислота — молекула, содержащая генетическую информацию, которая обеспечивает жизнедеятельность, рост, развитие и размножение всех организмов. ДНК есть во всех земных формах жизни, кроме некоторых видов вирусов, у которых геном состоит из РНК. ДНК это одна из трех основных макромолекул в живых клетках, две другие — РНК и белки. Синтез белков невозможен без биологической информации, которая хранится в ДНК, а репликация (или копирование, самоудвоение) ДНК невозможна без сложного комплекса белков-ферментов, и то же самое можно сказать о синтезе РНК, матрицей которого выступает ДНК и в редких случаях — другая РНК, но всегда при участии белков.

Большинство смотрят на тренировку как на «пытку», «наказание» в отместку за съеденную еду. А все, что заставляет наш организм расставаться с так сложно добываемыми в предыдущие миллионы лет эволюции калориями воспринимается мозгом как угрожающий жизнедеятельности организма фактор. Но можно ли взглянуть на тренировку с другой стороны?

В первой части этой большой темы мы разобрали, что тренировка нужна не столько, чтобы «сжечь лишнее съеденное», но и полезна усилением кровообращения во всем организме, улучшением трофики (питания) тканей, а значит, улучшением функции суставов, сохранением мышечной массы, которая является метаболически-активной тканью по сравнению с жировой тканью, укреплением костной ткани и многими другими полезными эффектами.

Мы не любим спорт потому, что тренировки сопровождаются процессом физического и психического утомления после физической нагрузки. Но, если задуматься, что происходит внутри клеток и тканей после тренировки? Я считаю, что тренировка полезна самим процессом восстановления после физических упражнений, которое случается после физкультуры, ведь восстанавливаются не только тренируемые мышечные группы, но "достается" полезных эффектов всему организму. Разберемся на простом не сильно заумно-медицинском языке, каких?

Программисты люди усидчивые, часов в сутках и так не хватает для решения любимых задач, а с современными on-line возможностями, когда все, что нужно и просто хочется, доставляется домой и можно устроить домашний офис комфортабельнее, чем офис офисный, многие убеждают себя в том, что и незачем выходить из дома вообще. Время экономится, производительность увеличивается, энергия лишняя не тратится, все идет непосредственно в мозг, никто не отвлекает, красота ведь. Не, ну правда ведь красота?

В прошлой статье мы затронули мышцы, поспорили, нужны ли, спасибо всем участникам этого разговора, не знаю как вам – а мне было интересно и захотелось продолжить. А давайте пойдем чуть дальше и поговорим про то, в чем мышцы непосредственно участвуют? Да, давайте поговорим про движение, про физическую активность с точки зрения влияния на процессы, протекающие в нашем суперорганизме.

В прошлом году НИУ ВШЭ — Санкт-Петербург и компания BIOCAD открыли магистерскую программу для физиков, математиков и программистов “Вычислительная биология и биоинформатика”. А годом ранее, в 2020-м, запустили экспериментальный трек по биоинформатике (о чем мы кратко рассказывали в этом посте). Сегодня мы поговорили с первым (и единственным!) выпускником трека Ярославом Гераськиным о том, почему он после бакалавриата ВМК МГУ уехал в Питер, променял компьютерное зрение на биоинформатику и как устроился в BIOCAD в начале второго курса. 

Организм любого ИТ-специалиста, нынче проводящего большую часть времени в сидяче-лежачем состоянии, ничем не отличается от организма любого человека и эволюционно сформировался под влиянием движения и предназначен для движения. Вся история развития человечества связана с движением, наши предки выживали, используя движение для того, чтобы добыть пищу и убегать от опасностей. В последнее время человек стал сильно меньше двигаться. Что будет дальше? Мы станем похожи на инопланетян с огромной головой и маленькой тушкой?

На переходном, происходящим в настоящем, этапе эволюции в среду и процессы которого погружён человек, ключевыми объектами, определяющими вектор уклада данного этапа, а равно каждого последующего, выступают технологии. Перспективные технологии, формируют собой последовательный вектор развития, выраженный в массиве объектов: a. автоматизация и «углубленная» автоматизация; b. автономные системы; c. «интеллектуальные» системы; d. биосистемы; e. K-системы, включая kfs системы как производные.

Переходный этап эволюции является определяющим наиболее сложным в становлении порядка процессов, архитектуры систем, направляющего вектора развития экосистемы и человека как вида. Паритет постижения, имеет не большой, но сутевой перевес, скрытый тайной стороной возможностей, существующих технологий над научным умом. Процесс познания технологий на данном этапе не просто выявляет, а устанавливает набор проблем, определяющих собой местo человека как вида в дальнейшей экосистеме.

Концептуальной (прим.: выражающий собой фрейм проблематики) и наиболее сложной (прим.: краеугольной) представляется проблема осознания места и задач человека как вида в современном и последующем укладе экосистемы. Данный концепт наглядно выражен через проходящую эволюцию видов программно вычислительных систем от автоматических к автономным системaм с самоорганизующимися (прим.: «интеллектуальными») алгоритмами.

Правильное понимание и решение данной проблематики, требует ввести понятия о видах вычислительных систем, входящих в совокупный объект настоящего исследования.

Методы работы с большими данными всё активнее применяются в медицинской сфере: биоинженерии, биостатистике и биоинформатике, медицинской физике и аналитике. Вместе с экспертами онлайн-магистратуры МФТИ «Прикладной анализ данных в медицинской сфере» разбираемся, как Data Science интегрирует медицину будущего в практики настоящего.

Технология нейроимплантов ELVIS позволит активировать органы чувств человека: получить кибернетическое зрение незрячим или восстановить слух глухим людям. Нейроимпланты также смогут корректировать серьезные заболевания мозга и неврологические нарушения, такие как болезнь Паркинсона и хронические болевые синдромы.

Технологию совместно разрабатывают Фонд поддержки слепоглухих «Со-единение» и некоммерческая Лаборатория «Сенсор-Тех». Создание трех нейроимплантов впервые публично анонсировали 17 июня в рамках Петербургского международного экономического форума - 2022.

Cистема ELVIS способна воздействовать на разные зоны головного мозга, вызывая в человеке те или иные сенсорные ощущения. Линейка нейроимплантов создается в России впервые. В нее входят: имплант для восстановления слуха (ELVIS C), имплант для лечения неврологических нарушений (ELVIS DBS) и имплант для возвращения зрения слепым (ELVIS V).

Зрительный анализатор – это основной инструмент получения информации об окружающей среде. Зрение для животных – детектор опасности, сигнал о наличии добычи, средство ориентации в пространстве, а для человека – главный способ коммуникации и обучения. Тем страшнее современному человеку утратить зрение.

Но мы живем в век обширных познаний в биологии и медицине и развитых технологий в области микроэлектроники. Почему бы не совместить все это? Возможно ли помочь людям, лишившимся зрения, с помощью передачи видеосигнала прямо в мозг? И существуют ли уже сейчас подобные технологии, вышедшие за рамки опытных образцов и экспериментов?

Студенты Новосибирского государственного технического университета (НГТУ) создали первый прототип «умной одежды», способной воздействовать на мышцы с помощью электрических импульсов малой мощности. Инновационный костюм включает в себя кофту-боди и компрессионные чулки.

Такая одежда помогает в реабилитации, позволяя проводить миостимуляцию, а также с помощью специальных датчиков мониторить состояние пациента и передавать данные для лечащего врача и медперсонала.

Миостимуляция с помощью тока является одним из методов восстановительного лечения и частью реабилитации для людей с инвалидностью с травмами спинного мозга.