ИИ ускорит постановку диагноза по снимкам легкого

Врачи самых разных специальностей работают с изображениями, чтобы поставить диагноз. Так, повсеместно доступные рентгеновские снимки позволяют обнаружить не только переломы костей, но и патологии легких, например пневмонию. Специалист просматривает изображения, анализирует их и выдает заключение в виде небольшого текста. У опытного медика это занимает несколько минут, однако большая нагрузка и усталость могут привести к ошибкам и неточностям.

Автоматическое написание медицинских отчетов о рентгенограммах грудной клетки может ускорить процесс постановки диагноза и разгрузить врачей. Такой подход также полезен для стандартизации расшифровки снимков. Исследователи Сколтеха🏛 предложили адаптировать к этой задаче немедицинские модели машинного обучения, среди которых — GPT-3 small, которая предшествовала столь популярным сейчас GPT-3.5 и GPT-4.

Комплексная нейросеть обучена на парах «изображение — текст». Авторы составили свой радиологический словарь, чтобы повысить точность с точки зрения именно радиологических терминов, правил их использования. Также они создали большую сводную базу рентгеновских снимков в качестве обучающих данных, сбалансированных по разным болезням. При этом нейросеть «знает» лишь те диагнозы, указания на которые действительно можно найти именно на рентгенограмме легких.

Работа опубликована в журнале 📕 Scientific Reports (IF = 5.00)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/592
#новости

Биологи нашли потенциальные мишени для персонифицированной терапии глиомы

Глиома — вид опухоли, которая возникает в головном и спинном мозге и развивается из глиальных («вспомогательных») клеток нервной системы — астроцитов и олигодендроцитов, за что и получила свое название. Она практически неизлечима, так как ее стволовые клетки имеют несколько разновидностей, отличающихся активностью генов, а значит, «агрессивностью» и чувствительностью к разным способам лечения. Именно поэтому необходимы персонализированные подходы к терапии опухоли.

Ученые лаборатории биомедицинских клеточных технологий ДВФУ🏛 выделили стволовые клетки из опухолей пациентов, а затем проанализировали активность их генов. С помощью методов биоинформатики авторы смогли предсказать вероятные молекулярные мишени, которые можно атаковать химиотерапевтическими средствами и тем самым разрушить опухолевые клетки.

Работа опубликована в журнале 📕 Scientific Reports (IF = 5.00)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/593
#новости

#конференции

📌XIX Российская конференция «Физическая химия и электрохимия расплавленных и твердых электролитов»

🏛Место проведения — Екатеринбург, УрФу🏛;
🗓Даты проведения — 21-25 августа 2023;
⏰Сроки регистрации — до 30 апреля 2023;
👥Способ проведения — офлайн;
🔗Подробнее — по ссылке

Сверхтонкий магнит связал графен с кремниевой технологией

К современным электронным устройствам для хранения и обработки информации предъявляются все более высокие требования: они должны быть миниатюрными, энергоэффективными и производительными одновременно. Чтобы этого достичь, ученые ищут альтернативы обычным полупроводниковым технологиям, благодаря которым работает большинство современных компьютеров. Один из возможных вариантов — спинтроника. Это технология, основанная не на переносе заряда, как это происходит, в частности, в полупроводниках, а на управлении магнитным моментом электрона.

Недавний прорыв в синтезе и исследованиях магнитных материалов привел к созданию систем толщиной в один слой атомов. 2D-магниты открывают новые возможности для управления приборами на их основе по сравнению с 3D-системами, что обусловлено их чувствительностью к внешним воздействиям, таким как магнитные и электрические поля, легирование (добавление примесей) и давление. Это открывает потенциальные возможности для их использования в сверхкомпактной спинтронике и квантовых вычислениях. Дальнейшее развитие этой области привело к созданию двумерных магнитов на основе суперструктур магнитных атомов на поверхности кремния. Такие суперструктуры с низкой плотностью атомов представляют собой субмонослойные магниты. Принципиальным их преимуществом оказывается интегрируемость с кремниевой технологией.

Ученым из Национального исследовательского центра Курчатовского института🏛 и Института общей физики имени А. М. Прохорова РАН🏛 удалось связать субмонослойные магниты с графеном.

Работа опубликована в журнале 📕 Small (IF = 15.15)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/594
#новости

Российский физик предсказал существование второго бозона Хиггса

Стандартная модель позволяет ученым описывать происходящие вокруг нас процессы на уровне мельчайших частиц, предсказывать пока неизвестные свойства материи и пробовать «создать» новые. Она как бы является описанием «матрицы» нашего мироздания на микроуровне. Эта теория о строении и взаимодействии элементарных частиц основывается на небольшом количестве постулатов, многократно и с точностью до сотых долей процента подтверждавшихся в экспериментах.

Наблюдение в ЦЕРНе ранее предсказанного бозона Хиггса — «частицы Бога», с которой могла начаться Вселенная, — как будто бы завершило эпоху открытий фундаментальных элементарных частиц. На самом же деле вопросов к Стандартной модели меньше не стало — она может объяснить далеко не все явления. Например, непонятно, почему во Вселенной почти нет антивещества (проблема барионной асимметрии Вселенной); почему нейтрино имеют хоть и ничтожно малую, но ненулевую массу; почему вакуум Стандартной модели выглядит метастабильным (измеренная масса частицы Хиггса лежит в узкой области между границами стабильности и нестабильности вакуума); почему масса бозона Хиггса относительно невелика, хотя ожидаемый вклад от квантовых поправок на очень малых расстояниях, согласно современной теории, должен вести к гигантским значениям этой массы. Наконец, осталась загадкой природа темной материи.

Исследователь разработал теоретическую модель, которая позволила предсказать массу второго гипотетического бозона Хиггса. В основе концепции лежит идея о том, что бозон Хиггса может быть составной частицей, части которой очень сильно связаны, наподобие того, как кварки сильно связаны внутри протонов и нейтронов.

Работа опубликована в журнале 📕Physics Letters, Section B: Nuclear, Elementary Particle and High-Energy Physics (IF = 4.95)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/596
#новости

#объявления

День открытых дверей ИБХФ РАН 2023🏛

🗓Когда? — 25 апреля 19:00;
👥Способ проведения — онлайн;

👨🏻‍🔬Если вам интересно узнать про направления работы института, найти коллаборации, а для студентов и аспирантов - найти лабораторию для прохождения практики и выполнения дипломных и диссертационных работ - добро пожаловать! Для участия необходимо пройти регистрацию.

💬Подробнее: https://colab.ws/ads/56

Если вы хотите опубликовать объявление, переходите по ссылке, заполняйте форму и размещайте ваши запросы!

Лазер помог настроить оптические свойства наночастиц для тераностики и фотоники

Дисульфид молибдена относится к классу дихалькогенидов переходных металлов — двумерных полупроводниковых кристаллов, имеющих слоистую структуру. Дихалькогениды переходных металлов отличаются высоким показателем преломления, гигантской анизотропией, а их монослои обладают прямой запрещенной зоной. Благодаря этим оптическим свойствам они используются в электронике и нанооптике в качестве транзисторов, биосенсоров, фотодетекторов и поляризаторов. 

Наибольший интерес представляют наноразмерные структуры дихалькогенидов, однако основной способ их изготовления — нанолитография — сложный и трудоемкий. Ранее ученые Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ показали, что с помощью обработки лазером можно получать сферические наночастицы дихалькогенидов желаемого размера, которые лучше поглощают свет и демонстрируют высокий фототермический отклик, то есть быстро нагреваются от света лазера. 

В новой работе физики из Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ🏛 с коллегами усовершенствовали метод, чтобы управлять не только размером частиц, но и их химическим составом. Сначала авторы при помощи лазерной абляции, то есть лазерной «бомбардировки», кристалла дисульфида молибдена получили относительно крупные наночастицы размером от 30 до 340 нанометров. Затем их раздробили, поместив в растворе на магнитную мешалку и в процессе перемешивания облучая лазером. Так удалось изготовить более мелкие шарообразные наночастицы, причем чем дольше шла обработка, тем меньше они были и тем хуже поглощали свет.

Работа опубликована в журнале 📕Journal of Materials Chemistry C (IF = 8.07)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/595
#новости

ИИ поможет в определении функций генов у сельскохозяйственных растений

Растущая численность населения Земли и нарастание аномальных климатических явлений привели к необходимости выводить новые сорта растений — как более урожайных, так и более устойчивых к неблагоприятным условиям среды. Традиционная селекция становится слишком времязатратной и достаточно ограниченной, а потому на смену ей приходят геномная селекция и направленное редактирование. Одно из основных препятствий для их широкого применения — недостаток информации о функциях генов, обусловливающих те или иные хозяйственно значимые признаки; тем более, один участок ДНК может влиять сразу на несколько процессов в организме.

Определение последовательности генома с развитием новых технологий секвенирования сильно упростилось, но это только первый шаг на пути понимания механизмов регуляции развития, которые нужно корректировать для придания растениям необходимых свойств. Такому пониманию сильно помогает сравнение сельскохозяйственных объектов с модельными видами — это позволяет ограничить круг генов-кандидатов для дальнейшей работы.

Сотрудники Института проблем передачи информации им. А.А. Харкевича РАН, совместно с коллегами из Сколтеха🏛 и МФТИ🏛, разработали алгоритм, который позволит упростить предсказание функций генов у сельскохозяйственных растений. Это, в свою очередь, поможет ускорить селекцию сортов с необходимыми характеристиками. Алгоритм базируется на межвидовом сравнении профилей экспрессии (активности) генов с использованием методов машинного обучения.

Работа опубликована в журнале 📕PLoS Computational Biology (IF = 4.78)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/597
#новости

Антидиабетический метформин защитил неподвижные конечности от атрофии мышц

Скелетные мышцы, составляющие порядка 40% веса нашего тела, не только позволяют нам совершать движения, но также играют важную роль в обмене веществ. Они способны быстро подстраиваться под новые условия и нагрузки: так, в ходе постоянных тренировок мы чувствуем, что вес, казавшийся тяжелым вначале, уже недостаточен. Если же мышца не получает нагрузку, она слабеет, что может быть особенно критично в условиях невесомости или долгой реабилитации после операций и травм. Поскольку значительные перестройки — вопрос буквально нескольких дней, медики и биологи работают над тем, чтобы если не предотвратить негативные последствия сниженной мышечной активности (гипокинезии), особенно длительной, то хотя бы максимально их снизить.

Московские биологи выяснили, что прием метформина — лекарства против диабета — помогает уменьшить атрофию мышц. К такому выводу ученые пришли, проведя эксперимент, в котором ограничили подвижность крыс: препарат способствовал нормализации обмена веществ и энергии в мышцах, не позволяя им сильно ослабеть. Предложенный подход будет полезен при подготовке космонавтов к полетам и пациентов к операциям, требующим долгого состояния покоя.

Работа опубликована в журнале 📕Current Issues in Molecular Biolog (IF = 2.98)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/598
#новости

Химики повысили чувствительность сенсоров к сероводороду

Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны строго контролируется на производстве. Среди наиболее опасных газов следует особо выделить сероводород, который, попадая в организм человека, негативно воздействует на нервную систему и может привести к судорогам, параличу обонятельного нерва, отеку легких и смерти. Кроме того, сероводород способен образовывать взрывоопасные смеси с воздухом. В связи с этим, очень востребованы высокочувствительные и селективные сенсоры сероводорода.

Международный коллектив ученых из Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова🏛, Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН🏛 и Еврейского университета в Иерусалиме синтезировал новый материал на основе оксидов олова, бария и лантана, перспективный для создания газовых сенсоров с высокой чувствительностью к сероводороду, который выделяется при добыче природного газа и на производствах и крайне опасен для человека.

Работа опубликована в журнале 📕Journal of Alloys and Compounds (IF = 6.37)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/599
#новости

Новая матмодель поможет объяснить когнитивные нарушения при постковиде

Синхронизация активности нейронов приводит к появлению электрических импульсов, которые также называются мозговыми волнами. Под действием множества факторов, например влияния особых регуляторных веществ, изменения свойств клеточных мембран и прочего, эти ритмические колебания разрядов могут перестраиваться. Подобные процессы лежат в основе важнейших функций головного мозга, в том числе когнитивных, — именно поэтому их нарушение может быть связано с разнообразными патологиями.

Так, коронавирусная инфекция опасна не только сама по себе, но и тем, что после выздоровления пациенты сталкиваются с постковидным синдромом. Под ним понимают множество не объясняемых другими заболеваниями симптомов, среди которых и неврологические нарушения (спутанность сознания, ухудшение памяти, тревожность и так далее). COVID-19 вызывает нарушения метаболизма в мозге, в том числе снижение синтеза глутамата и гамма-аминомасляной кислоты, что может приводить к драматическому изменению ритмов мозга.

Исследователи ИББМ ННГУ🏛 предположили, что нарушение когнитивных функций мозга происходит вследствие инфицирования «вспомогательных» глиальных клеток — астроцитов, участвующих в формировании ритмов мозга, — что и приводит к нарушениям метаболизма и синтеза глутамата. Гипотезу ученых подтвердила разработанная ими математическая модель нейронной сети с генерацией квазисинхронных ритмических разрядов, опосредованных активностью глиальных клеток.

Работа опубликована в журнале 📕 Scientific Reports (IF = 5.00)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/600
#новости

Лаборатория биологически активных соединений

📍Организация: Дальневосточный Федеральный Университет🏛
🧑🏻‍🔬Области науки: Биоорганическая химия

Чем мы занимаемся:
Основной нашей задачей является поиск перспективных фармакологически значимых «молекул-лидеров». В качестве источника новых биоактивных соединений служат микроскопические грибы, ассоциированные с поверхностью морских объектов таких как морские водоросли, морская трава, морское дно (грунт/песок), морские животные (морские ежи, голотурии, звезды, асцидии). Морские грибы выделяются с поверхности морских объектов и культивируются в лабораторных условиях в больших количествах что позволяет работать с большим объемом биомассы.

🔬Направления исследований:

— Поиск природных биологически активных метаболитов

👇🏻Подробнее на странице лаборатории
https://colab.ws/labs/460

#лаборатории

Химики придумали новый способ стабилизации комплексов одновалентной меди

Комплексы одновалентной меди (медь (I)) — химические соединения, которые применяются для катализа многих органических реакций, включая востребованные в биомедицине. В 2022 году Нобелевская премия по химии была присуждена именно за разработку такой реакции медь-катализируемого азид-алкинового циклоприсоединения. Это так называемая клик-химия, предполагающая быстрое протекание химических реакций, что активно используется, например, для создания меченых белков.

В настоящее время комплексы меди (I) активно изучаются как возможная альтернатива дорогостоящим соединениям платины и иридия при производстве оптоэлектронных материалов. Однако такие соединения наименее стабильны на воздухе — при контакте с кислородом начинается реакция окисления меди. Сегодня химики активно изучают возможность повышения стабильности комплексов за счет образования циклов, содержащих атомы металла. Такой эффект, называемый хелатным, позволяет решить эту проблему и дает возможность использования соединений меди (I) в производстве.

Коллектив химиков из Санкт-Петербургского государственного университета🏛 и Томского политехнического университета🏛 при участии коллег из Университета Балеарских островов нашел новый подход к стабилизации комплексов одновалентной меди за счет нековалентного хелатирования, то есть увеличения стабильности меди, благодаря содействию нековалентных связей.

Работа опубликована в журнале 📕Inorganic Chemistry (IF = 5.44)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/601
#новости

Неандертальцы заселили Северный Кавказ сразу с двух сторон

В эпоху среднего палеолита (примерно 260-40 тысяч лет назад) на территории Европы и Юго-Западной Азии жили неандертальцы. При этом раскопки указывают на то, что на Кавказе в то время существовало несколько популяций этих древних людей, которые отличались культурными обычаями, в частности, по-разному обрабатывали каменные орудия. Однако происхождение и история расселения этих популяций, а также взаимоотношения между ними до сих пор плохо изучены.

Ученые из АНО «Лаборатория доистории» исследовали две стоянки неандертальцев — Мезмайскую пещеру, расположенную на Северо-Западном Кавказе недалеко от современного города Майкоп, и грот Сарадж-Чуко в Приэльбрусье, недалеко от города Нальчика. Также их коллега из Института географии РАН впервые провел абсолютное датирование образцов из грота Сарадж-Чуко, в результате чего доказал, что древние люди обитали  на этой стоянке наиболее активно в  период потепления — около 90 тысяч лет назад. 

Работа опубликована в журнале 📕PLoS ONE (IF = 3.75)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/602
#новости

Новый препарат смог подавить устойчивую к лекарствам пневмонию

Вентилятор-ассоциированая пневмония (ВАП) — тяжелое заболевание, возникающее у пациентов на искусственной вентиляции легких спустя примерно двое суток. Вызывают это заболевание грамотрицательные бактерии, обычно — Klebsiella pneumoniae, у которых есть высоковирулентные штаммы, приводящие к серьезным осложнениям, а зачастую обладающие полирезистентностью, то есть невосприимчивые сразу к нескольким классам антибиотиков. Классические штаммы тоже не отстают в своем становлении суперпатогенами: новые ферменты придают им устойчивость к цефалоспоринам третьего поколения и антибиотикам карбапенемам.

Разрабатываемые в настоящее время классические лекарства не смогут решить проблему антибиотикорезистентности. В связи с этим особую актуальность приобретают нетрадиционные подходы. Они направлены на профилактику или лечение бактериальных инфекций путем прямого или косвенного подавления роста бактерий, ингибирования вирулентности, повышения устойчивости к антибактериальным препаратам, укрепления иммунной системы человека, позитивного изменения и/или восстановления здорового микробиома.

Ранее московские ученые разработали новое низкомолекулярное соединение фтортиазинон, ингибитор бактериального белка T3SS — своего рода «сенсора» для обнаружения клетки потенциального хозяина и ее заражения.

В новой работе ученые сосредоточились на терапии модельной ВАП. Эксперименты на культуре клебсиеллы показали, что воздействие фтортиазинона предотвращает формирование типичных многослойных биопленок — эти пленки из бактерий в выделяемой ими слизи создают комфортные для микроорганизма условия, а еще способствуют увеличению его устойчивости за счет худшего проникания антибиотиков внутрь колонии, обмена полезными генами и прочих механизмов.

Работа опубликована в журнале 📕 Journal of Antibiotics (IF = 3.42)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/603
#новости

Магнитный наноскальпель сможет бороться с неизлечимыми жидкими опухолями

Одно из наиболее трудноизлечимых онкологических заболеваний — злокачественный асцит, или жидкая опухоль, который может сопровождать рак матки, кишечника, желудка, груди, легких и других органов. При этой патологии в брюшной или грудной полости скапливается жидкость с опухолевыми и нормальными клетками, создающая специфическую среду. При этом поведение рака меняется: в частности, активируется ряд механизмов подавления иммунитета, что приводит к прогрессированию заболевания и неэффективности лечения, зачастую тяжелого и рискованного. В результате прогноз при злокачественном асците очень неблагоприятный — порой для пациента менее мучительно будет и вовсе отказаться от терапии.

Коллектив ученых из Красноярска, Томска и Владивостока предложил магнитный наноскальпель для адресной и малоинвазивной микрохирургии трудноизлечимых асцитных опухолей. Наноскальпель состоит из двух компонентов: распознающих опухоль молекул и магнитных нанодисков. 

Работа опубликована в журнале 📕Journal of Functional Biomaterials (IF = 4.90)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/604
#новости

Астрономы нашли новый способ измерять массу черных дыр

Во Вселенной встречаются двойные системы из звезд, которые связаны гравитацией и вращаются относительно общего центра масс. Они могут обмениваться массой между собой, тогда такая система называется тесной. Выяснилось, что бывают тесные двойные системы не только из звезд, но и из черных дыр. Обмен массой между черными дырами в тесной двойной системе звучит странно, ведь известно, что даже свет не может выбраться из-под горизонта событий черной дыры. Если это действительно так, то обмен масс в тесных двойных системах из черных дыр можно поставить в один ряд с испарением черных дыр по Хокингу. Тем и интересно исследование таких двойных систем.

Одним из примеров таких систем является пара сверхмассивных черных дыр (СМЧД) в центре галактики OJ 287. Ученые полагают, что двойные системы из СМЧД могут образовываться при столкновении двух галактик. Такие системы видели и раньше, однако они располагались ближе, что позволяло увидеть их с помощью телескопов. На большом расстоянии такой возможности нет, и определить, является ли ядро галактики двойной системой из черных дыр, можно только по косвенным признакам – например, по характеру вспышек. При этом возникают некоторые сложности в интерпретации полученных наблюдений.

Астрономы ГАИШ МГУ🏛 измерили массу сверхмассивной черной дыры в двойной системе в центре галактики OJ 287 с помощью метода скалирования. Метод применялся впервые, однако полученные результаты совпали с предыдущими оценками.

📑Работа опубликована в журнале Astronomy and Astrophysics (IF = 6.24)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/605
#новости