Рубрика «Биотехнологии» - 62

Представьте, что вы проектируете птенца чайки. ТЗ такое — у него довольно плохое зрение, маленький мозг, но ему нужно как можно больше есть, а то сдохнет. Еду ему приносит мама-чайка. Основная задача — распознать маму-чайку и получить у неё еды. Во входной поток зрения поступает, скажем, 320х200 px, и дальше 10 сантиметров от глаза он не умеет фокусироваться. Природа решила так — надо разметить клюв чайки ярким оранжевым округлым пятном. Вот таким:

Переобученные нейросети в дикой природе и у человека - 1

В ходе реверс-инжиниринга чайки в 1950-х Нико Тинберген провёл 2431 опыт с 503 птенцами (часть его коллега Рита Вейдманн высидела сама). Выяснилось, что птенец реагирует и не только на клюв, но и на картонный прямоугольник с круглым оранжевым пятом. И пытается получить у него еду как у обычной чайки. Звучит логично, особенно в условиях нехватки вычислительных ресурсов птенца, правда? «Появляется сверху», «длинный» — это важно. Но самая высокая ценность сигнала «оранжевый на белом» — и она по мере эволюции завышается.

Под самый конец внезапно нашёлся ультранормальный сигнал. Если птенцу показать прямоугольник с тремя оранжевыми полосами, он распознает его куда быстрее, точнее, и среагирует в разы активнее. То есть произошло банальное переобучение нейросети по признаку «контраст» — сильнее распознаётся другой образ, которого нет в природе.

Если вы думаете, что мы с вами не забагаваны, то ошибаетесь. У нас, людей, есть примерно такой же пример переобучения, хорошо известный анимешникам.
Читать полностью »

image

Представьте, что любимый вами человек, допустим, ваш брат, получил обширную травму мозга. Он долго лежал в коме, и наконец, «появился» – сон сменяется бодрствованием, его рука отдёргивается, если её уколоть, он пугается громких звуков и т.п. Но неизвестно, проснулся ли он по-настоящему. Его глаза открыты, но они бесцельно блуждают. Он не может общаться, не выполняет инструкции, даже такие простые, как «сожми мне руку» или «моргни, если слышишь меня». Живёт ли ваш брат ещё в своём теле?

Наше понятие о сохранении самосознания может быть сведено к изречению Декарта: «Я мыслю, следовательно, существую». Личность может сопротивляться множеству атак: паралич, потеря памяти, слепота и потеря языка. Но потеря осознания происходящего – возможности сознательно воспринимать окружающее и реагировать на него – отнимает что-то на самом деле фундаментальное.
Читать полностью »

image

Современные ученые разработали множество различных технологий и методов, которые могут помочь возродить вымерших животных, вроде мамонтов, дронтов и других. Эти технологии включают в себя искусственный отбор, редактирование ДНК, расшифровку генома. Специалисты утверждают, что восстановление некоторых видов вымерших животных — лишь дело времени, поскольку все инструменты для этого уже существуют.

Но сам процесс восстановления поднимает ряд вопросов, причем не только технического характера. Есть и вопросы юридические, экологические и другие. Причем решение для каждой проблемы необходимо найти еще до того, как начнется работа по возвращению вымерших животных.
Читать полностью »

image

Сахар — зло. Его избыточное потребление увеличивает риск ожирения, повышенного давления, диабета, и даже Альцгеймера. И не столь важен способ, которым вы его получаете — в соках, фрешах, или в полкило винограда — сколько его суточное количество, которое ВОЗ рекомендует ограничить до 5–10% калоража (то есть до 25–50 г сахара в сутки, исходя из нормы 2000 ккал/сутки). Для сравнения — в банке пепси объемом 0,33 л находится 41 г сахара:

Диетическая газировка ещё вреднее обычной? - 2

Исходя из этого, многие считают, что диетическая газировка — то есть с сахарозаменителями вместо сахара — гораздо менее вредна для здоровья. Но так ли это? Более того, может ли она оказаться ещё вреднее обычной — то есть ассоциироваться с ещё большим риском возникновения диабета, инсультов и деменции? С полной уверенностью ответить на этот вопрос утвердительно я пока не готов, но есть много поводов задуматься.

Каких? Во-первых, большое количество исследований, показывающих корреляцию между потреблением напитков с сахарозаменителями (СЗ) и повышенным риском развития различных заболеваний. И хоть корреляция еще не означает наличия причинно-следственной связи, она может указывать на возможность её существования.

Во-вторых, данные о том, что сахарозаменители вызывают выброс инсулина соизмеримо с сахаром. А в-третьих, наблюдения, что даже запах или вкус еды способны сокращать жизнь модельным животным — то есть, если ваш организм даже подумает, что вы съели много калорий, то и повести себя он может соответственно (например, ускоряя ваше старение — особенно если вы дрозофила).
Читать полностью »

image

При превышении определённой температуры клетка приходит в негодность и умирает. Одно из простейших объяснений такой непереносимости жары состоит в том, что необходимые для жизни белки – те, что извлекают энергию из еды или солнечного света, обороняются от вторжений, уничтожают отходы и т.п. – часто обладают удивительно точной формой. Начинаясь как длинные нити, они затем скручиваются в виде спиралей, «заколок для волос» и других форм, диктуемых последовательностью их составных частей. И эти формы играют огромную роль в их деятельности. Но когда температура начинает расти, связи, удерживающие белковые структуры, нарушаются: сначала самые слабые, а затем и сильные. Логично, что распространяющаяся потеря белковой структуры должна быть летальной, но до последнего времени детали того, как именно это убивает перегретые клетки, были неясны.

Теперь же биофизики из Швейцарской высшей технической школы Цюриха изучили поведение каждого белка в клетках четырёх различных организмов при повышении температуры. Это исследование и богатый набор собранных данных, опубликованный в журнале Science, показали, что при температуре, достаточной для смерти клетки – человеческой, или же клетки кишечной палочки Escherichia coli – разрушаются лишь несколько ключевых белков. Более того, обилие белков в клетках оказалось неожиданным образом связанным с их стабильностью. Исследования позволили учёным бегло ознакомиться с фундаментальными правилами, по которым выстроена работа белков и их упорядочивание, и последствия которых, как стало понятно, простираются гораздо дальше простой смерти от жары.
Читать полностью »

Чтобы погрузиться в относительно новую для себя научную область, существует огромное количество самых разных мероприятий и проектов. В последние годы их количество и форматы значительно расширились: это открытые лекции и целые научные фестивали, онлайн-курсы и онлайн-программы, летние стажировки и школы, неформальные лекции в барах, опенсорсные проекты и так далее.

Уже пять лет Институт биоинформатики собирает ученых-биоинформатиков и студентов со всей страны и в течение недельной интенсивной учебы за городом на летней школе направляет биологов, медиков, информатиков и математиков в сторону биоинформатики — до сих пор очень динамично развивающейся области. С 2013 года мы записываем лекции на видео и собираем подборку полезных материалов для тех, кто не участвует в мероприятиях, но хотел бы развиваться в этой области.

Программа школы разрабатывается таким образом, чтобы объединить мир биологии и программирования и стимулировать не только развитие профессиональное развитие, но и междисциплинарное общение.

image

Мы продолжаем делиться архивом видеозаписей лекций летних школ. Лекции, которые можно смотреть без дополнительной подготовки, отмечены «*». Просмотр остальных лекций требует знаний в области биологии и программирования. Под катом описание содержания лекций, ссылки на слайды и видеозаписи.
Читать полностью »

Итак, 3 июня 2017 года с площадки Launch Complex 39A (LC-39A) в Космическом центре Кеннеди (NASA) ракетой-носителем Falcon 9 в рамках миссии CRS-11 на орбиту был отправлен грузовой корабль Dragon, несущий в том числе разнообразное оборудование для проведения научных экспериментов. Первая ступень РН уже успела приземлиться на Посадочную зону 1 на мысе Канаверал, которая находится в 15 километрах от места старта, а сам грузовик всё ещё продолжает свой путь на МКС (прибытие Dragon запланировано на 5 июня). Мы же тем временем обсудим цели обеспечиваемых CRS-11 экспериментов.
Что грузовик Dragon доставит на МКС 5 июня 2017 года: обзор экспериментов - 1
Посадка первой ступени РН Falcon 9 3 июня 2017 года, Посадочная зона 1, мыс Канаверал.Читать полностью »

В комментариях к моим постам об ограничении калорий (1, 2) пару раз прозвучала мысль, что было б неплохо, если бы я привел данные по исследованиям и многдневного полного голодания. Что ж, попытаюсь.

Скажу сразу, что в сети очень много восторженных отзывов о том, как кому-то помогло длительное голодание (1, 2, 3). Отрицательных же (или хотя бы нейтральных) в разы меньше. Думаю, тут дело не только в мега-полезности голодания, но и в reporting bias — те, кому от голодания стало хуже, не особо горят желанием делиться опытом: ведь мало того, что неприятно рассказывать о своих неудачах, так еще и есть риск оскорбить религиозные чувства адептов голодания, которые расскажут, что ты всё делал неправильно, и вообще врёшь.

Наиболее взвешенная, на мой взгляд, научная статья по проблематике голодания была написана ещё в 1982 году. В её абстракте чётко изложены основные пункты, некоторые из которых я заметил и на себе:

Читать полностью »

Как Alexion зарабатывает столько денег, если её главное лекарство помогает менее чем 11 000 людей?

image

Керри Оуэнс, доктор из Оклахома-Сити, специализирующаяся на проблемах с почками, была ошарашена звонком, поступившим на её мобильный телефон в сентябре 2015 года. Они с командой специалистов лечили женщину, ставшую недавно матерью, из близлежащего городка Инид, чьё здоровье начало ухудшаться после родов. Доктора проводили бесчисленное количество тестов, но не могли определить причину проблем. Какое-то время они волновались по поводу того, что это может оказаться чрезвычайно редкое и смертельное заболевание крови, атипичный гемолитико-уремический синдром (аГУС), от которого каждый год страдает 1 из 500 000 человек. Они прописали пациенту лекарство "Солирис" [с действующим веществом экулизумаб], которое совсем недавно было одобрено для применения. Но её здоровье продолжало ухудшаться, и они прекратили применение лекарства.
Читать полностью »

Совершенно неожиданно мой вполне беззубый пост про обезьянок спровоцировал нешуточные дебаты. Они получились довольно интересными и познавательными, даже несмотря на пару комментариев в духе «АВТОР ЛЖЁТ!!11». В сухом остатке выяснилось, что единственный мой «грех» заключается в том, что я посмел назвать ограничение калорий «голоданием».

Что ж, в этом я действительно виновен: считаю ограничение калорий разновидностью голодания, но при этом в исходной статье я многократно упоминаю, что в экспериментах на макаках исследовалось именно 30%-ое ограничение калорий. Впрочем, и «настоящее», с точки зрения пуристов, голодание там тоже описано: речь идёт об исследовании эффекта на продление жизни от кормления через день (every other day feeding) на крысах, так что ни о какой предвзятости с моей стороны речи быть не может.
Читать полностью »


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js