Искусственный интеллект и биомедицина

Опубликовано 15.07.2026
Олег Фиговский   |   просмотров - 85,   комментариев - 0

Искусственный интеллект (ИИ) всё еще находится на ранней стадии развития, и любые разговоры о «пузыре» — это «оскорбление ИИ», заявил основатель и генеральный директор SoftBank Масаеси Сон, сообщает Reuters.

«Я считаю, что называть ИИ пузырем — это кощунство», — заявил Сон на ежегодном собрании акционеров японского конгломерата. «Это только начало. Потенциал ИИ будет раскрыт», — добавил он.

Компания SoftBank уже ведет производство роботов на собственном «физическом заводе по разработке искусственного интеллекта» и готовится сделать объявление по этому поводу, заявил Сон. Акции SoftBank подорожали благодаря ставке Сона на OpenAI. Он даже брал в долг $ 40 млрд, чтобы вложить их в ИИ. После этого SoftBank инвестировал в робототехнику и строительство центров обработки данных в США. Ранее 68-летний предприниматель заявлял, что намерен руководить компанией SoftBank и после 70 лет, чтобы создать искусственный интеллект (ИИ), в 10 000 раз превосходящий человеческий интеллект.

Компания Neuralink сообщила о новом этапе развития интерфейсов мозг-компьютер. Разработчики впервые смогли имплантировать сверхтонкие электроды через твердую мозговую оболочку, не разрезая ее. Такой подход должен снизить травматичность операции, уменьшить риски инфекций и ускорить восстановление пациентов. Твердая мозговая оболочка представляет собой плотную защитную мембрану, окружающую головной мозг. Обычно при имплантации нейроинтерфейсов хирурги сначала рассекают участок оболочки, чтобы получить доступ к ткани мозга. Именно этот этап считается одним из наиболее сложных и связан с дополнительными рисками.

Neuralink заявила, что ее роботизированная хирургическая система впервые смогла провести сверхтонкие электроды непосредственно через неповрежденную твердую мозговую оболочку, пишет Kucoin. Для этого ученые модернизировали иглу робота. Теперь она способна прокалывать плотную мембрану, которая по толщине в 10 раз превышает сами электродные нити.

Во время операции робот с высокой точностью вводит их в кору головного мозга, одновременно избегая кровеносных сосудов. Нити соединяют с имплантом размером с монету, который крепится к черепу и содержит около тысячи электродов. По заявлениям главы Neuralink Илона Маска, результаты являются революционным шагом в отношении безопасности и простоты нейроинтерфейсов. В настоящее время компания продолжает клинические исследования по изучению потенциала технологии для лечения паралича и связанных с ним неврологических расстройств.

Биологи уже давно умеют редактировать гены и пересаживать ядра, но создание живой клетки с нуля, из одних лишь химических ингредиентов — другое дело. Исследователи из США совершили прорыв: они создали искусственную клетку, которая способна расти, питаться, удваивать свою ДНК, делиться и передавать генетическую информацию следующему поколению. Достижение открывает путь к созданию программируемой химической фабрики лекарств, топлива и материалов, которые невозможно синтезировать никаким другим способом. SpudCell — это не живой организм в привычном смысле. Его основу составляют липосомы — микроскопические пузырьки с жировой мембраной, наполненные водой. Внутри них помещена искусственная ДНК, которая кодирует базовые инструкции для клеточных функций. Строительные материалы клетка берет, сливаясь с крошечными каплями-донорами, которые поставляют ферменты, рибосомы и молекулы-предшественники. Этот процесс аналогичен тому, как амеба захватывает пищу, только на молекулярном уровне.

В отличие от природных клеток, SpudCell использует более простой механизм деления: белки накапливаются на мембране до тех пор, пока механическое напряжение не заставляет ее разорваться на две части. Но самое интересное — исследователям удалось продемонстрировать эволюцию внутри пробирки. Они ввели в клетку генетическое изменение, которое ускоряло производство одного из белков. Мутантные клетки стали расти быстрее и давать больше потомства. Через пять поколений они вытеснили исходную популяцию — и этот эффект усиливался в условиях ограниченных ресурсов. Это натуральный дарвиновский отбор, только в искусственно созданной системе.

Геном SpudCell содержит всего 90 тысяч пар азотистых оснований, сообщает IE. Это значительно меньше минимального количества пар, необходимых, по мнению биологов, живой клетке. И вместо одной хромосомы генетический материал разбит на семь отдельных плазмид. Это сделано для того, чтобы разные функции (рост, деление, синтез белков) можно было программировать по-отдельности. В перспективе такой подход позволит создавать клетки-фабрики, специализированные под конкретные задачи — например, для синтеза редких противораковых препаратов или биоразлагаемых пластиков.

«Мы воспроизвели в химии то, что раньше было возможно только в биологии: полный комплект клеточного поведения, — сказала Кейт Адамала из Университета Миннесоты, руководитель проекта. — Это доказывает, что самые фундаментальные функции жизни вроде роста и размножения не нуждаются в мистической искре». Чтобы превратить технологию в реальный инструмент, Адамала и ее коллеги основали общественную исследовательскую организацию Biotic, которая займется созданием единых стандартов и инфраструктуры для клеточной биоинженерии.

Группа исследователей из Уорикского университета и Университета Монаша разгадала загадку, которая десятилетиями ставила в тупик разработчиков лекарств: как бактерии естественным образом создают несколько версий мощных противораковых препаратов. Это открытие может ускорить разработку методов лечения трудноизлечимых видов рака. Использование бактериальных ферментов для создания вариантов лекарств — стратегия, известная как комбинаторный биосинтез, — давно является целью ученых. Но без понимания того, как взаимодействуют эти ферменты, прогресс застопорился.

Группа исследователей опубликовала в журнале Nature Communications статью, в которой наконец-то раскрыто, как бактериальные ферменты взаимодействуют друг с другом и работают сообща, чтобы создать семейство родственных противораковых соединений. В это семейство входит ромидепсин (истодак) — клинически одобренный препарат для лечения рака крови. Поняв принцип процесса «смешивания и подбора» и воспроизведя его в лабораторных условиях, исследователи разработали подход к созданию новых методов лечения.

На протяжении десятилетий мы знали, что бактерии могут естественным образом вырабатывать несколько вариантов мощных противораковых препаратов, но понятия не имели, как они это делают, — сказал первый автор исследования доктор Манро Пассмор, научный сотрудник химического факультета Уорикского университета. — Эта работа наконец-то раскрывает секрет. Это прорыв, который был нам нужен, чтобы разрабатывать препараты». Анализ показал, что небольшие молекулярные участки, называемые «доменными стыками», служат связующим звеном между основным механизмом сборки лекарств и ферментами, участвующими в создании вариативных компонентов. Важно отметить, что эти стыки используют консервативную точку соединения, совместимую с множеством различных ферментов, — эта особенность объясняет, как бактерии создают структурное разнообразие, сохраняя при этом точность и эффективность своих лекарств.

В работе также прослеживается естественная эволюция систем, вырабатывающих лекарства. Исследователи обнаружили, что недавно открытое соединение, вероятно, произошло от родственной системы, вырабатывающей лекарства, в результате дупликации генов и рекомбинации. Профессор Грег Чаллис заключает: «Это исследование дает нам план того, как делать то, что делает природа, но лучше и быстрее. Обратно проектируя эволюционную логику природы, мы сможем разрабатывать синтетические пути для создания противораковых препаратов с оптимизированными для клинического применения свойствами, такими как повышенная эффективность, улучшенная селективность, меньшее количество побочных эффектов. Наша ближайшая цель — создать расширенную библиотеку препаратов для лечения различных видов рака».

Компания Anthropic представила Claude Science — цифровую ИИ-лабораторию, разработанную для вычислительных научных исследований. Платформа подключается более чем к 60 научным базам данных и использует мультиагентную архитектуру, в которой главный ассистент выступает в роли проджект-менеджера, создавая субагентов под конкретные задачи и отдельного «фактчекера» для проверки цитат и расчетов. Важное уточнение: инструмент не является отдельной специализированной нейросетью, а работает на базе уже существующих моделей Claude. Платформа поддерживает воспроизводимость исследований, упаковывая сгенерированные графики и иллюстрации вместе с кодом и программным окружением, в котором они были созданы. Claude Science доступна в бета-версии для всех пользователей с подписками Pro, Max, Team и Enterprise.

Это не первая попытка Anthropic использовать ИИ в науке. Новая рабочая среда базируется на запущенном компанией в октябре 2025 года проекте Claude for Life Sciences, который, по сути, расширял возможности стандартного чат-бота Claude, делая его более эффективным в решении задач из естественнонаучной сферы (биологии, медицины, генетики). В отличие от предыдущего релиза, Claude Science позиционируется как автономный продукт. Решение Anthropic поставить новый инструмент на один уровень с Claude Code и Claude Cowork может свидетельствовать о том, что компания серьезно нацелена на расширение границ применения ИИ в науке (или, по крайней мере, хочет сформировать определенную репутацию в академической среде).

Один главный ИИ-ассистент выступает в роли своего рода проджект-менеджера для ученых. Он подключается к более чем 60 научным базам данных и предоставляет готовые наборы инструментов для конкретных областей, таких как геномика, структура белков и химия. Затем этот помощник может создавать «подчиненных» для распределения работы или передавать работу специальному «эксперту», созданному пользователем для собственных исследований. Наконец, отдельный ИИ-фактчекер дважды проверяет цитаты и расчеты, прежде чем что-либо поступит в публикацию. Этой стадии придается особая важность, поскольку сейчас повсеместное использовании ИИ при написании текстов приводит к тому, что в статьи попадают вымышленные цитаты и сфабрикованные статистические данные. Однако, даже учитывая повышенное внимание к проверке фактов в данном продукте, следует помнить, что эту проверку все равно осуществляет та же самая базовая модель, а не какой-то независимый источник достоверной информации.

Как заявляет Anthropic, в Claude Science предусмотрены и другие механизмы обеспечения воспроизводимости исследований. Например, рабочая среда может генерировать такие графические материалы, как трехмерные структуры белков и химические формулы, одновременно с кодом, на основе которого они были созданы. По информации компании, каждая иллюстрация содержит исходный код и конфигурацию программного окружения, в котором она была получена, текстовое описание процесса ее создания на простом языке, а также полную историю переписки.

Процесс призван экономить время исследователей: они могут редактировать графики с помощью текстовых запросов на естественном языке, используя ИИ-агента для корректировки исходного кода. Главный плюс для ученых — платформу можно запустить на серверах самой лаборатории. Это избавляет от необходимости отправлять конфиденциальные данным на удаленные серверы Anthropic. Запуск Claude Science произошел через пару месяцев после того, как OpenAI подошла к той же проблеме с другой стороны. В апреле OpenAI выпустила GPT-Rosalind — специализированную модель для поддержки исследований в области биологии, разработки лекарств и трансляционной медицины. Разница между этими двумя инструментами заключается не только в том, для каких целей, предметных областей и с каким функционалом они позиционируются, но и в том, кто и как быстро может получить доступ к каждой из платформ.

Rosalind была запущена в качестве предварительной версии, доступ к которой ограничен квалифицированными корпоративными клиентами в США и сопровождается проверкой достоверности и безопасности. Ранний доступ получили такие партнеры, как Amgen, Moderna, Allen Institute, Thermo Fisher Scientific и другие. Есть также и Google DeepMind, которая играет совсем по другим правилам, фактически владея фундаментальными научными моделями, такими как AlphaFold и AlphaGenome, к которым две другие компании могут обращаться лишь как к инструментам. Ее платформа Gemini for Science объединяет эти модели и более 30 баз данных в области биологических наук в единый набор инструментов.

В результате три совершенно разные стратегии распространения теперь соревнуются за один и тот же рынок научных исследований: Anthropic делает ставку на широкий охват с помощью доступа по подписке, OpenAI — на узкую специализацию и доступ только для предприятий, а Google опирается на собственные, запатентованные модели, которых нет ни у кого другого. То, как эта ситуация будет развиваться, может задать вектор будущей конкуренции ИИ-поставщиков в других специализированных отраслях, таких как право, финансы и инженерия.

Специалисты из Токийского университета разработали новый подход к проектированию синтетических биосистем. До сих пор ученые могли делать оболочки искусственных клеток только обобщенно «более жесткими» или «более мягкими», что сильно ограничивало их применение в медицине. В новом проекте авторы использовали микрокапли, покрытые липидным слоем, в качестве упрощенных моделей живых клеток.

Специалисты из Токийского университета разработали новый подход к проектированию синтетических биосистем. До сих пор ученые могли делать оболочки искусственных клеток только обобщенно «более жесткими» или «более мягкими», что сильно ограничивало их применение в медицине. В новом проекте авторы использовали микрокапли, покрытые липидным слоем, в качестве упрощенных моделей живых клеток. Эксперименты с микропипетками и математическое моделирование помогли раскрыть четкое разделение механического труда на молекулярном уровне.

Выяснилось, что за эластичность мембраны при растяжении отвечает исключительно геометрическая форма молекул липидов. Напротив, сопротивление изгибу контролирует каркас из искусственных ДНК-структур. Биологи объединили Y-образные мотивы ДНК в трехмерную сеть, создав наноразмерные леса под жировой оболочкой. Эта конструкция резко повысила устойчивость клетки к изгибающим нагрузкам, но вообще не повлияла на параметры ее растяжения. Открытие дает ученым готовый чертеж для поштучной сборки программируемых биомиметических систем с заданными свойствами. Технологию планируют использовать для создания умных мягких материалов, адаптивных биороботов и защитных микрокапсул для таргетированной доставки лекарств внутри тела.

Ученые разработали систему искусственного интеллекта Reti-Pioneer, которая анализирует снимки сетчатки и выявляет признаки шести эндокринных и метаболических заболеваний. Диагностика проводится за секунды и предлагает простой и удобный скрининг для пациентов с рисками развития заболеваний на бессимптомной стадии. Сегодня диагностика таких заболеваний, как сахарный диабет второго типа, гипертония, высокий уровень холестерина, подагра, остеопороз и заболевания щитовидной железы, обычно требует различных лабораторных анализов и обследований. Ученые решили выяснить, можно ли использовать снимки сетчатки как простой и доступный инструмент для массового скрининга.

Для этого они создали систему Reti-Pioneer, которую обучили распознавать едва заметные изменения в сетчатке и сопоставлять их с признаками распространенных заболеваний, пишет Medical Express. Алгоритм обучали на десятках тысяч снимков здоровых людей и пациентов на разных стадиях развития заболеваний. Оценку точности ИИ проводили в медицинских центрах Китая. Лучше всего алгоритм выявлял сахарный диабет второго типа и подагру. Также он достаточно точно определял остеопороз, гипертонию, повышенный уровень холестерина и заболевания щитовидной железы. Длительность диагностики составляла около 30 секунд. Авторы считают, что в перспективе технология может стать недорогим и доступным инструментом массового скрининга, который позволит быстрее выявлять пациентов с целью проведения дополнительно диагностики или назначения лечения на ранней стадии.

Ученые разработали экспериментальную вакцину, которая одновременно защищает от трех наиболее распространенных сезонных респираторных инфекций. В доклинических экспериментах препарат вызвал сильный иммунный ответ против всех трех патогенов без снижения эффективности отдельных компонентов. В перспективе он может заменить несколько ежегодных прививок. Несмотря на наличие эффективных препаратов, многие люди не проходят полную вакцинацию, поскольку необходимо делать несколько отдельных прививок. Например, пожилым людям рекомендована ежегодная вакцинация от гриппа, COVID-19 и респираторно-синцитиального вируса (РСВ), однако абсолютное меньшинство проходит все этапы вакцинации.

Чтобы решить эту проблему, ученые из Университета Буффало разработали комбинированную вакцину на платформе CoPoP. Она использует наночастицы, к которым присоединяются вирусные белки. В состав препарата вошли пять белков: три белка вируса гриппа, а также по одному белку SARS-CoV-2 и РСВ. Для усиления иммунного ответа исследователи также добавили иммуностимулирующие компоненты. Эффективность препарата оценивали в доклинических экспериментах на мышах, хорьках и крысах. Во всех трех моделях комбинированная вакцина вызывала защитный иммунный ответ одновременно против гриппа, COVID-19 и РСВ. При этом ни один компонент вакцины не снижал эффективность другого. Платформа CoPoP позволяет легко включать в состав вакцины сразу несколько вирусных белков, поэтому в будущем ее можно будет адаптировать для защиты от различных возбудителей.

Открытие может привести к появлению новых методов лечения, которые направлены не только на симптомы — подавление воспаления, но и на предотвращение прогрессирования болезни. Результаты также предлагают новые возможности для лечения волчанки, рака и других заболеваний, поскольку в них прослеживаются схожие процессы. Ревматоидный артрит представляет собой хроническое аутоиммунное заболевание, при котором иммунная система атакует здоровые ткани суставов. Болезнь вызывает воспаление синовиальной оболочки, боль и отек, а со временем приводит к разрушению хрящей и костной ткани. Механизмы, которые разрушают суставные структуры, изучены слабо. Теперь ученые Hospital for Special Surgery (HSS) обнаружили особую популяцию иммунных клеток, которая отвечает за патологическое разрастание тканей в суставах при ревматоидном артрите, пишет EurekAlert.

Эти иммунные клетки, SPP1hi-макрофаги, концентрируется в участках с высоким содержанием фибрина. В норме фибрин участвует в свертывании крови и заживлении ран, однако в пораженных суставах он выполняет роль временного каркаса, поддерживающего образование новой ткани. Исследователи установили, что SPP1hi-макрофаги выполняют сразу несколько функций. Они разрушают фибриновые структуры за счет ферментативной активности и поглощения белка, стимулируют размножение расположенных рядом фибробластов и одновременно способствуют ремоделированию и разрастанию ткани. В результате это создает условия для непрерывного роста патологической ткани в суставе. Примечательно, что аналогичные популяции иммунных клеток и связанные с фибрином процессы ремоделирования также встречаются при заболеваниях легких, волчанке, раке и травмах. Дальнейшие исследования должны определить возможную универсальную роль данного механизма в развитии различных заболеваний человека.

Ученые обнаружили, что определенные виды грибков в кишечнике играют важную роль в формировании иммунной системы в раннем возрасте и могут быть связаны с развитием аллергических заболеваний. Исследования показали, что изменения в составе микробиоты связаны с повышением рисков астмы, пищевой аллергии и атопического дерматита. Открытие предлагает новые возможности для лечения этих заболеваний. Большинство исследований микробиоты кишечника сосредоточено на бактериях. Новая работа команды из Канады привлекла внимание к грибковому сообществу кишечника. Сразу два исследования показали, что эти микроорганизмы могут оказывать значительное влияние на развитие иммунной системы ребенка. О выводах пишет Medical Express.

В первом исследовании ученые выяснили, что грибы Saccharomycetaceae постепенно распространялись в течение первого года жизни, а количество Malassezia, напротив, снижалось. При этом Malassezia чаще обнаруживали у младенцев, которые впоследствии столкнулись с атопическим дерматитом. Во втором исследовании ученые изучили влияние антибиотиков на микробиоту младенцев младше шести месяцев. Прием препаратов приводил к увеличению количества грибков в кишечнике, особенно Malassezia. Чтобы выяснить последствия таких изменений, исследователи провели доклинические эксперименты. У мышей заселение кишечника грибками Malassezia вызывало усиление аллергического воспаления иммунных клеток как в кишечнике, так и в дыхательных путях.

«Эти результаты выявляют ранее неизвестный механизм, связывающий воздействие антибиотиков в раннем возрасте с риском аллергических заболеваний, и показывают, каким образом грибки кишечника влияют на формирование иммунной системы в критический период развития», — заявила автор исследования Мари-Клер Арриета. Авторы считают, что Malassezia могут стать перспективной терапевтической мишенью для профилактики нарушений иммунной регуляции и аллергических заболеваний у детей.

Новая экспериментальная терапия на основе ЛСД продемонстрировала выраженный продолжительный эффект после однократного приема у пациентов с депрессией. Симптомы значительно снижались уже через неделю после лечения и сохранялись на низком уровне спустя несколько месяцев. Результаты превзошли ожидания ученых. Они рассчитывают на одобрение лечения в ближайшее время. В третьей фазе клинических исследований ученые оценивали эффективность препарата DT120, представляющего собой фармацевтическую форму ЛСД. В исследовании приняли участие 149 пациентов с большим депрессивным расстройством в возрасте от 18 до 74 лет. О выводах пишет Refractor.

Однократный прием DT120 обеспечил статистически значимое преимущество по сравнению с плацебо. Через шесть недель разница между группами составила 8 баллов по шкале MADRS, что позволило достичь основной конечной точки исследования. При этом первые признаки улучшения появились уже через неделю после приема препарата. В этот момент результаты у пациентов были на 14 баллов выше по сравнению с группой плацебо. «Эти данные демонстрируют беспрецедентную эффективность терапии и могут изменить клиническую практику. DT120 может стать лучшим в своем классе препаратом для лечения психических расстройств», — заявил Роб Бэрроу, генеральный директор компании-разработчика Definium Therapeutics. В отличие от большинства антидепрессантов, которые требуют ежедневного приема и могут начинать действовать лишь через несколько недель, DT120 показал быстрый эффект после единственной дозы.


Комментарии:

Пока комментариев нет. Станьте первым!