Живое и разумное. Нейросеть диагностирует меланому. Главные новости 7 апреля
Чем человек лучше понимает язык природы, тем большему он может у нее научиться
Меланома — это тип злокачественной опухоли, на которую приходится более 70% всех смертей от рака кожи. При меланоме на коже появляются пигментные пятна. Но отличить злокачественные образования от вполне невинных, с которыми пациент всю жизнь живет, не всегда легко. Конечно, опытные и внимательные диагносты это делать умеют. В Массачусетском технологическом институте разработали помощника врачу. Это глубокая сверточная нейросеть, которую обучили на более чем 20 тысячах фотографий распознавать пятна на коже, которые могут вызвать подозрение. Работа происходит так. Врач фотографирует смартфоном регион кожного покрова пациента и отдает нейросети. Она выдает классификацию пятен: это — меланома, это — подозрительно, это — невинная пигментация. Дальше врач будет внимательно рассматривать именно те пятна, на которые ему указала нейросеть. Эффективность работы нейросети довольно высокая — около 90% точных срабатываний по сравнению с работой опытного врача. Вряд ли эта нейронная сеть станет такой знаменитой, как, например, GPT-3 или некоторые другие. Но у нее есть шанс спасти ни одну жизнь.
Бактерии — отличные датчики, которые могут регистрировать следовые количества тяжелых металлов, в том числе кадмия. В бактерии встраивают гены флуоресцентных белков, и при попадании металла они начинают светиться. Малые количества тяжелых металлов уловить трудно, а они наносят вред окружающей среде и человеку. В Массачусетском технологическом институте решили, что бактерий самих по себе нельзя выпускать в окружающую среду, но использовать их нужно. Поэтому бактериальные «ловушки» для кадмия завернули в специальный гидрогель. В геле есть поры — 5–50 нанометров. Они пропускают атомы металла, но не выпускают бактерий из оболочки. В тестовых примерах миллиард бактерий поместили в гидрогелевую оболочку. Результате получился шарик диаметром около 5 миллиметров. Следовые количества кадмия в речке Чарльз, на которой стоит МТИ, — бактерии поймали.
Мухе дрозофиле (Drosophila) генетики давно уже должны поставить памятник (памятник лабораторной мыши в новосибирском Академгородке есть). Этому простому насекомому ученые обязаны целым ворохом открытий. Но вот чему, казалось бы, у этой мушки учиться не стоит, так это — интеллекту. Ученые из Северо-Западного университета, Иллинойс, США решили иначе. Они обратили внимание не на геном, а на полет дрозофилы. Мушка очень умело облетает горячие и холодные места — комфортная температура для нее 25 градусов, а при температуре выше 35, — мушка гибнет. Чтобы облетать горячие зоны у мушки есть специальный механизм: две разнесенные антенны с термодатчиками регистрируют не только повышение температуры, но и направление, в котором температура снижается. А специализированные нейроны, с которыми датчики связаны, запускают механизм поворота. Ученые внимательно проанализировали работу антенн и нейронов дрозофилы, и построили модельную машинку, которая ориентируется на плоскости точно также, как мушка в пространстве. Машинка уже успешно объезжает горячие зоны, но пока в гибкости и точности дрозофиле уступает.
