Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Искусственный интеллект поможет предвидеть снижение эффекта таблеток
В Сколтехе предложили использовать так называемые машинно-обучаемые потенциалы для ускорения проверки веществ на наличие стабильных полиморфов. Перейдя от неорганических к молекулярным кристаллам, ученые продемонстрировали, что эти потенциалы могут принести пользу в разработке лекарств, ускоряя скрининг полиморфных форм активных веществ в тысячу раз и более.
Полиморфизм молекулярных кристаллов не звучит как то, чему место на кухне, но бывает и такое. Шоколад, например, если пролежит слишком долго на полке, становится подозрительным: он вроде не испорчен, но что-то с ним не так. Что случилось с его молекулами?
Основной компонент шоколада — какао-масло, и с химической точки зрения полежавшая в шкафу плитка — это все то же какао-масло. Только его молекулы пересобрались в другую, «невкусную» кристаллическую структуру. Но «полиморфный» шоколад не самое страшное: оказывается, подобные процессы могут ослаблять действие лекарств.
Полиморфами называются разные кристаллические формы, которые одно и то же вещество принимает в зависимости от внешних условий. У какао-масла, например, шесть таких форм, и на фабрике используют разного рода трюки, связанные с изменением температуры, чтобы из первых четырех полиморфов получить как можно больше пятого — именно он придает шоколаду блеск, текстуру и заставляет его таять во рту и ломаться с характерным шоколадным звуком. Однако после долгого хранения пятый полиморф начинает переходить в менее аппетитный шестой. При чем здесь лекарства?
«В 1985 году открыли вещество ротиготин, и долгое время был известен только один его полиморф. В 2007 году препарат получил одобрение как лекарство в форме пластыря от болезни Паркинсона. А через год выяснилось, что существует другой, более устойчивый и менее растворимый полиморф, и это вызвало большой резонанс и огромные убытки у производителя: препарат спешно отозвали с рынка и дорабатывали. Растворимость — одно из тех свойств, которые важны для действия лекарств, но зависят не от химического состава, а от кристаллической формы, которую принимают молекулы действующего вещества в таблетке или, как в данном случае, в пластыре», — пояснил научный сотрудник Центра искусственного интеллекта Сколтеха Никита Рыбин.
Совместно с коллегами Рыбин опубликовал в журнале Physical Chemistry Chemical Physics исследование, поддержанное грантом РНФ, в котором предлагается использовать так называемые машинно-обучаемые потенциалы для ускорения проверки веществ на наличие стабильных полиморфов, чтобы избежать подобных скандалов с другими препаратами в будущем. Авторы работы испытали свой подход на хорошо изученных молекулах глицина и бензола, верно предсказав известные устойчивые полиморфы этих веществ и задействовав при этом ограниченные вычислительные ресурсы.
«Можно предсказывать свойства в лоб, путем прямых квантово-механических расчетов. Именно так поступили победители недавнего соревнования, которое ежегодно проводится кембриджской некоммерческой организацией CCDC с тех пор, как случилась история с ротиготином, — рассказал Рыбин. — Но такой подход непригоден для фармкомпаний, которым нужно проводить скрининг миллионов возможных активных веществ. Моделирование с квантово-механической точностью, равно как и физические эксперименты, подключаются на финальной стадии, когда список веществ-кандидатов уже сузили хотя бы до нескольких десятков. Поэтому все ищут способы ускорить моделирование».
Один из самых многообещающих подходов — машинно-обучаемые потенциалы межатомного взаимодействия. Это такие модели, обученные на данных из небольшого количества вычислительных экспериментов, которые выполнены на меньшем масштабе, зато с полной квантово-механической точностью. В итоге модель большего масштаба дает сравнимую с квантово-механическими расчетами точность, причем за счет значительно более простых вычислений. Если исключить этот промежуточный шаг с машинным обучением и считать напрямую, при выходе на масштаб, где видны интересующие ученых физические свойства, вычисления становятся неподъемными.
Научная группа соавтора исследования профессора Центра ИИ Сколтеха и заведующего Лабораторией методов искусственного интеллекта для разработки материалов Александра Шапеева уже применяла машинно-обучаемые потенциалы в поиске материалов для ядерной энергетики и авиастроения. Теперь, перейдя от неорганических к молекулярным кристаллам, коллектив продемонстрировал, что эти потенциалы могут принести пользу и в разработке лекарств, ускоряя скрининг полиморфных форм активных веществ в тысячу раз и более.
Тщательная проверка физических свойств действующего вещества лекарств в форме таблеток или пластырей позволит производителям заранее предвидеть проблемы с недостаточной растворимостью, ухудшением качества при нагреве, на открытом воздухе и проч. и избежать неприятных сюрпризов. Для этого научная группа из Сколтеха планирует перейти к более сложно устроенным и фармакологически значимым соединениям, а также доработать методику, чтобы она учитывала влажность воздуха и другие параметры среды.
В РТУ МИРЭА разработали систему контроля и управления доступом (СКУД) на основе нейронных сетей для распознавания лиц. Эта технология предназначена для повышения безопасности на объектах с повышенными рисками, таких как критическая информационная инфраструктура в сферах энергетики, транспорта, здравоохранения, связи, финансов и промышленности, от которых зависит функционирование целых отраслей и страны.
Исследователи Центра искусственного интеллекта Сколтеха совместно с коллегами из Самарского университета разработали систему для автоматического выделения этапов производственных процессов по видеопотокам. С ее помощью нейросеть сможет сама определить отклонения от производственного процесса и даже предотвращать аварийные ситуации. Используемый подход самообучения (self-supervised learning) позволяет сократить затраты на ручную разметку данных и повысить устойчивость работы модели в реальных условиях.
Американские исследователи провели эксперимент, который показал, сколько микропластиковых частиц может потенциально проглатывать человек, пока жует натуральную или синтетическую жвачку. Ученые призвали задуматься, стоит ли подвергать организм дополнительному воздействию микропластика. Хотя однозначных свидетельств его вреда для людей на сегодня нет, результаты исследований по этому вопросу вызывают в научном сообществе все больше беспокойства.
Крупные современные города России — продукт своеобразной эволюции. Их морфология может сочетать историческую застройку, советское наследие и здания времен рыночной экономики. Авторы новой статьи — ученые из ВШЭ и Института географии РАН — заинтересовались, насколько российские города соответствуют современной концепции 15-минутного города. Она описывает доступность инфраструктуры для жителей: могут ли те самостоятельно добраться (пешком или на велосипеде) до школ, больниц, театров и других необходимых заведений за четверть часа.
Прежде чем на Земле появились привычные нам животные, ее населяли «черновики Бога». Это таинственные существа, жившие в эдиакарском периоде и совсем не похожие на своих преемников. В новом исследовании ученые описали 211 окаменелостей мелкой двусторонне-симметричной Parvancorina minchami, найденных у берегов Белого моря. Авторы сумели реконструировать рост и развитие парванкорины, а также оценили продолжительность ее жизни.
В РТУ МИРЭА разработали образовательный проект — многопользовательскую игру API Wars, которая помогает развивать навыки программирования, frontend-разработки и социальной инженерии в увлекательной форме. Действие игры разворачивается в далеком будущем, где игроки, выступая в роли хакерских команд, пытаются взломать автоматизированный завод по производству роботов. Игра также вносит вклад в культурные тренды, используя элементы советского стиля.
Когда пара расстается, многие люди продолжают испытывать чувства к своим бывшим. Если разрыв произошел по инициативе другой стороны и отношения длились много лет, полностью «забыть» еще недавно близкого человека может быть непросто. Существует мнение, что и после расставания привязанность к экс-партнерам в какой-то мере сохраняется. Впрочем, согласно другой точке зрения, со временем эта эмоциональная связь ослабевает и утрачивается. Разобраться, как происходит на самом деле и сколько времени может потребоваться на полный эмоциональный разрыв с бывшими возлюбленными, взялись психологи из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне (США).
В двойственных, или обратимых, изображениях зритель может увидеть разные объекты в зависимости от того, на каких деталях концентрируется его внимание. Среди известных примеров таких рисунков — иллюзия «кролик-утка», сочетающая двух животных, и обратимая ваза (или ваза Рубина), которая может казаться двумя силуэтами лиц, если сосредоточиться на фоне. В соцсетях и популярных СМИ часто публикуют подобные картинки, утверждая, что по тому, какое изображение человек видит в первую очередь, можно судить о его личностных чертах и особенностях мышления. Двое психологов из Великобритании недавно проверили, так ли это на самом деле.
Масштабный анализ геномов показал, что вид Homo sapiens возник в результате смешения двух древних популяций. Они разделились полтора миллиона лет назад, а затем воссоединились до расселения по миру.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
ПонятноИз-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
ПонятноНаши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
ПонятноМы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
ПонятноМы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Комментарии