ВЛАДИВОСТОК, 3 сентября. /ТАСС/. Научный проект "цифровой профиль здоровья" реализуется в городах присутствия Росатома. Об этом на полях Восточного экономического форума (ВЭФ) рассказал научный руководитель Национального центра физики и математики (НЦФМ, г. Саров) академик Александр Сергеев.

"Первый город, с которым мы начали работать, это город Лесной в Свердловской области, закрытый город. И там сейчас реализуется совместный проект Росатома, ФМБА и Минобрнауки. <…> Он сейчас второй год уже идет. Когорты из тысячи человек, здоровых людей, которые современными методами исследуются на разные маркеры, свидетельствующие о том, как скоро организм человека из состояния здоровья переходит в состояние болезни", - рассказал ученый в ходе сессии "Переход к здоровьесбережению в эпоху цифровизации". По его словам, в настоящее время формируется база таких маркеров, которых уже накопилось огромное количество. Для обработки таких объемов информации нужна помощь искусственного интеллекта. Под этот проект, по словам академика, в НЦФМ создано научное направление. И в него уже вовлечено большое количество маститых ученых, членов Академии наук, отметил Сергеев.

"Это проект о том, каким образом нам сделать паспорт здорового человека со всеми его особенностями, генетическими, эпигенетическими и так далее. И следить по нему за накоплением опасных маркеров. И что предпринимать, чтобы это накопление было не таким быстрым. Для того, чтобы нам жить долго и быть трудоспособными, нужно обеспечить, чтобы все органы человека старели более или менее с одинаковым темпом. Нужно сделать так, чтобы все это гармонично старело и обеспечивало здоровую старость", - считает Сергеев.

Х Восточный экономический форум проходит в этом году во Владивостоке 3-6 сентября. Главной его темой стала "Дальний Восток: сотрудничество во имя мира и процветания". В рамках деловой программы ВЭФ запланировано более 100 тематических сессий, разделенных на семь блоков. Ожидается, что в форуме примут участие более 4,5 тыс. человек из более чем 70 стран и территорий. Организатор ВЭФ - Фонд Росконгресс.

ТАСС - генеральный информационный партнер.

Источник: https://nauka.tass.ru/nauka/24944431

МОСКВА, 4 сентября. /ТАСС/. Европейские молекулярные биологи обнаружили, что клетки бурого жира начинают значительно более активно сжигать лишние калории при повышении концентрации белка нейритина-1, который в прошлом связывался с работой нервной системы. Понимание этого позволит создать новые средства для борьбы с ожирением, сообщила пресс-служба испанского Института биомедицинских исследований (IRB).

"Наши эксперименты указывают на то, что нейритин-1 является перспективной "мишенью" для новых терапий от ожирения и связанных с ним сбоев в работе организма, в том числе диабета второго типа и неалкогольной жировой болезни печени. Главный их плюс будет заключаться в том, что эти средства будут воздействовать на организм совершенно иным путем по сравнению с уже существующими подходами", - заявила научный сотрудник IRB Мануэла Санчес-Футри, чьи слова приводит пресс-служба института.

Ученые пришли к такому выводу при изучении функций различных генов, управляющих активностью и жизнедеятельностью клеток белого и бурого жира. Ученых интересовало, какие участки ДНК отвечают за запуск программы сжигания лишних калорий в клетках бурого жира, для чего исследователи "отключали" одну из двух копий этих генов в ДНК мышей и наблюдали за переменами в жизнедеятельности их организма.

Эти опыты показали, что один из подобных участков ДНК, ген RAP250, играл роль своеобразного метаболического "тормоза" для жировых клеток. Его отключение привело к тому, что мыши стали необычно стойкими к развитию ожирения и диабета даже при питании высококалорийной диетой в результате ускорения метаболизма в клетках бурого жира. Рост их активности сопровождался переменами в работе восьми сотен участков ДНК и связанных с ними белков, чьи свойства ученые детально изучили.

Проведенный биологами анализ показал, что ключевую роль в этих процессах играет белок нейритин-1, чья выработка подавляется геном RAP250 в организме обычных грызунов. В прошлом он связывался с работой нервной системы, однако ученые обнаружили, что этот белок также стимулирует работу митохондрий, клеточных "энергостанций", и заставляет их активнее сжигать калории.

Руководствуясь этой идеей, ученые создали генную терапию, которая повышает выработку нейритина-1 в жировых клетках, и проверили ее в опытах на мышах. Терапия защитила мышей от развития ожирения при питании высококалорийной пищей и ускорила метаболизм их жировой ткани. Это дает надежду на то, что стимуляция выработки нейритина-1 в организме человека станет привлекательной альтернативой для уже существующих лекарств от ожирения, подытожили биологи.

О буром жире

Бурый жир обычно встречается в тканях младенцев и детенышей и используется для обогрева тела. По мере роста бурый жир исчезает. В организме взрослых людей и животных преобладает белый жир, запасающий, а не уничтожающий, лишние калории. Недавно ученые обнаружили, что некоторые гормоны и вещества могут обращать этот процесс вспять, что породило интерес к разработке подходов, стимулирующих образование бурого жира или заставляющих белый жир вести себя аналогичным образом.

Источник: https://nauka.tass.ru/nauka/24963001

МОСКВА, 5 сентября. /ТАСС/. Южнокорейские и американские исследователи создали прибор, позволяющий "печатать" импланты для замены поврежденных частей костей прямо внутри тела пациента при помощи композита из прочных полимерных материалов и синтетического аналога минеральной части костной ткани. Результаты первых испытаний этой технологии на кроликах были представлены в статье в научном журнале Device.

"Созданный нами аналог трехмерной системы печати обладает очень компактными размерами и его работой можно управлять вручную, что позволяет хирургу гибко регулировать направление, угол и глубину печати во время проведения операций. Эту процедуру можно осуществить всего за несколько минут и при этом ее проведение не требует предварительной подготовки, что повысит эффективность производства и установки имплантов", - пояснил доцент Университета Сонгюнгван Ли Джонсын, чьи слова приводит пресс-служба журнала.

Ученые разработали устройство для "заклеивания" поврежденных участков костной ткани, внешне похожее на обычный клеевой пистолет. Роль "клея" в нем играет особый композитный материал на базе поликапролактона, прочного и биосовместимого полимера, а также гидроксоапатита, аналога минеральной части костной ткани, и встроенных в них молекул антибиотиков и веществ, способствующих регенерации костей.

Ученые подобрали такую структуру и свойства полимерных молекул, при которых данный композит можно легко расплавить при температурах, не превышающих 60 градусов Цельсия. Благодаря этому его нанесение на поверхность костей не вызывает массовой гибели окружающих тканей тела пациента, и при этом данный материал можно использовать для "склеивания" даже самых сложных повреждений.

Работу этого прибора для "печати" костных имплантов ученые проверили в опытах на кроликах, у которых были повреждены бедренные кости, одна из самых распространенных травм у жертв ДТП и различных природных катастроф, а также у пожилых больных в возрасте от 75 лет и старше. Ученые "склеили" поврежденные фрагменты данных костей в теле кроликов при помощи нового композита и обычного костного цемента и проследили за дальнейшей жизнью грызунов.

Эти наблюдения показали, что разработка южнокорейских и американских материаловедов не вызывала отторжения или воспалений, и при этом она ускорила восстановление костной ткани и не ухудшила ее прочность и другие механические свойства. В этом отношении новый композит значительно превосходит костный цемент, что делает его особенно привлекательным для дальнейшей разработки и проведения клинических испытаний с участием добровольцев, подытожил Ли Джонсын.

Источник: https://nauka.tass.ru/nauka/24978165

ВЕЛИКИЙ НОВГОРОД, 5 сентября. /ТАСС/. Новгородские ученые совместно с коллегами из Санкт-Петербургского государственного университета промышленных технологий и дизайна разработали эффективный способ очистки сточных вод от вредных веществ. Разработанный в Новгородском государственном университете (НовГУ) метод очистки в два раза эффективнее удаляет тяжелые металлы, открывая путь к переработке более 90% токсичных отходов очистных сооружений и их использованию в сельском хозяйстве на территории любого региона страны, сообщили ТАСС в Минобрнауки РФ.

"Одна из главных проблем очистки сточных вод в России заключается в том, что 90% образующихся осадков захораниваются на иловых площадках, площадь которых превышает 100 000 гектаров. Концентрация тяжелых металлов в осадках настолько большая, что они становятся непригодными для использования в качестве удобрений. Целью стал поиск наиболее эффективных реагентов для детоксикации осадков и извлечения из них тяжелых металлов", - сообщили в пресс-службе.

Сточные воды очищаются с помощью микроорганизмов, которые поглощают вредные вещества. В результате этот процесс концентрирует тяжелые металлы в образующемся осадке. Таким образом, в осадок попадает большая часть поступающих на станции загрязнителей. Это делает его опасным для окружающей среды и непригодным для дальнейшего использования.

Ход работы и результаты эксперимента

Исследование провели на материале с очистной станции Великого Новгорода. Ученые анализировали содержание нескольких видов тяжелых металлов. Анализ показал значительное превышение допустимых норм по большинству элементов. Превышение нормативов делает осадок запрещенным для применения в качестве удобрения.

Для очистки осадка специалисты протестировали различные вещества, способные извлекать металлы. Наилучший результат показали малорастворимые соли кальция. Эффективность метода подтвердили в лабораторных условиях при различных концентрациях реагентов. Наибольшая эффективность извлечения была достигнута при определенной дозировке. Введение солей кальция нарушает связь металлов с частицами осадка, что позволяет перевести вредные вещества в раствор и отделить их. Таким образом, очищенный твердый остаток становится безопасным. Эффективность очистки некоторыми солями кальция достигла более 60%.

После обработки новым методом содержание металлов в осадке не превышает нормы государственного стандарта. Это позволяет использовать переработанные осадки в качестве удобрений или для восстановления земель. Обзор технологии удалось сделать при поддержке гранта Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий.

ПЕРМЬ, 5 сентября. /ТАСС/. Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) создали технологию для бесперебойной видеопередачи в условиях плохого интернета. Разработка оказалась эффективнее существующих аналогов на 28-32%, рассказали ТАСС в пресс-службе вуза.

"Для борьбы с перебоями при передаче видео существуют специальные алгоритмы сжатия. Они уменьшают объем данных, сохраняя только изменения между кадрами. Например, если в объектив попадает автомобиль, который едет на неподвижном фоне, система запоминает бэкграунд один раз, а затем фиксирует лишь смещение объекта. Такие методы сокращают размер передаваемых данных, однако требуют больших вычислительных ресурсов. Поэтому они непригодны для маломощных систем, которые обычно встроены в камеры наблюдения, автономных роботов или датчики. Ученые Пермского политеха нашли решение этой проблемы и создали новый программный алгоритм на основе нейронной сети, который обеспечивает видеопередачу без перебоев. Его можно встроить в прошивку камер видеонаблюдения, систему управления или программное обеспечение для роботов", - рассказали в ПНИПУ.

Как пояснили в университете, работа комплекса машинного зрения строится на том, что камера записывает видео и "сжимает" его для передачи данных. Эта информация отправляется по сети небольшими частями (пакетами) на сервер или устройство просмотра, где происходит распаковка и превращение обратно в видео. Если интернет плохой, пакеты теряются или задерживаются, а видео зависает, пропускает кадры или превращается в размытое пиксельное изображение. Часто это происходит в удаленных и труднодоступных регионах со слабым покрытием сотовой связью и при использовании беспроводных сетей, где сигнал нестабилен из-за помех, расстояния или перегрузок сети. Также такое бывает, если объект с машинным зрением находится в движении, например, при передаче видео с квадрокоптеров или камер на транспорте. Серьезные проблемы возникают, например, когда системы, анализирующие видео с уличных камер, которые применяются в раскрытии преступлений или отслеживании ДТП, при сбое могут не "узнать" лица преступников в толпе или номер угнанной машины. Аналогично в палатах интенсивной терапии при возникновении помех на видеозаписи можно упустить момент, когда пациенту стало плохо.

Как работает новая технология

"Наш алгоритм работает в три шага. Сначала программа с помощью искусственного интеллекта определяет, какой объект на видео самый важный (область интереса - ROI), и определяет его границы. Затем упаковывает эти данные с помощью современного формата сжатия - JPEG 2000. Он похож на обычный JPEG, в котором мы сохраняем картинки из интернета, но превосходит его по качеству. В процессе съемки система оценивает текущую скорость интернета и рассчитывает, сколько данных можно успеть передать за время показа одного кадра. Если скорость низкая, данные кадра отправляются не целиком, а только частично. Поскольку нейросеть уже определила, какой участок нужно передать, в первую очередь уходят данные о нужных объектах, даже при плохом соединении", - рассказал доцент кафедры "Автоматика и телемеханика" ПНИПУ, кандидат технических наук Андрей Кокоулин.

Для проверки эффективности технологии ученые искусственно создали ситуацию, когда из-за плохой связи передается только 10-20% видео. В ходе испытаний методика показала превосходство над аналогами: ключевые объекты, такие как лица или номера машин, передавались на 54-81% четче, чем в обычных системах, при этом потребляя на 40-45% меньше интернет-трафика. Общая эффективность метода оказалась на 28-32% выше существующих решений.

Как отметили в ПНИПУ, разработка не требует больших вычислительных мощностей, что и позволяет стабильно передавать изображение в условиях нестабильного интернета. Такая технология может быть полезна для систем видеонаблюдения в МЧС, геологоразведке или сельском хозяйстве, где часто бывают проблемы со связью. Исследование было проведено в рамках программы стратегического академического лидерства "Приоритет-2030".

Источник: https://nauka.tass.ru/nauka/24976413