Обоняние нейросети проверили на 17 болезнях — Naked Science
06.01.2017
Редакция

Обоняние нейросети проверили на 17 болезнях

Международная группа ученых впервые показала, что заболевания человека обладают специфическим профилем летучих веществ, с помощью газоанализатора на основе наночастиц и машинного обучения. Результаты работы представлены в журнале ACS Nano.

untitled-2
©Wikipedia

Известно, что заболевания могут менять метаболизм клеток и приводить к выделению специфических летучих органических веществ (ЛОВ). Диагностика по запахам практиковалась еще в древности (примерно с 400 года до нашей эры), однако ее точность сильно зависела от обоняния врача. Поэтому ученые ищут способы повысить надежность такой диагностики посредством технологий.

 

Наиболее перспективными в этой связи считаются методы газовой хроматографии и масс-спектрометрии. Прошлые работы показали, что они могут использоваться в диагностике по запаху в инфектологии и онкологии. Вместе с тем хроматографы и спектрометры являются громоздкими и дорогими. Кроме того, универсальной техники для выявления разных болезней на их основе не существует.

 

В новой работе ученые из Израильского технологического института и других учреждений использовали с этой целью систему Na-Nose. Она включает в себя портативный газоанализатор на базе наночастиц золота или углеродных нанотрубок, покрытых органическими лигандами, и программную часть в виде искусственной нейросети. Последняя позволяет автоматизировать диагностику.

 

Дизайн эксперимента. / © Morad K. Nakhleh et al., ACS Nano, 2016

 

Связываясь с лигандами, выдыхаемые человеком ЛОВ меняют электрическое сопротивление между наночастицами или нанотрубками, после чего сигнал обрабатывается алгоритмом. Система испытывалась на образцах дыхания 1404 человек из пяти стран (Израиля, Франции, США, Китая и Латвии). Большинство испытуемых (813 человек) являлись пациентами местных клиник.

 

Всего в работе рассматривались 17 заболеваний, в том числе рак легких, болезнь Крона, болезнь Паркинсона, рассеянный склероз, язвенный колит и другие. По итогам обучения алгоритма (ранее он тестировался на более чем 8000 пациентов) точность единовременного распознавания отдельного заболевания составила 86 процентов. Система также оказалась способна к параллельной диагностике.

 

По мнению авторов, несмотря на хороший показатель распознавания, метод не является полностью универсальным. Так, с диагностикой ряда заболеваний, например рака простаты, система не справилась — более уместными в их случае могут быть тесты, не связанные с ЛОВ. Сейчас ученые работают над мобильностью прибора: его планируется адаптировать к смартфонам и другой электронике.

 

Презентация технологии. / © Technion

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
7 часов назад
Александр Березин

Среди полностью привитых препаратом от центра «Вектор» процент заболевших Covid-19 слабо отличим от процента заболевших среди тех, кто не прошел вакцинацию. В то же время среди привитых другими вакцинами этот показатель в несколько раз ниже, чем среди непривитых.

10 часов назад
Сергей Васильев

Ученые показали, что удлинение суток ведет к более продуктивному фотосинтезу и, возможно, некогда помогло цианобактериям совершить кислородную революцию на древней Земле.

Позавчера, 13:03
Мария Азарова

Исследование микробиома кишечника, проведенное японскими и американскими учеными, предоставляет один из потенциальных ключей к долголетию и лечению бактериальных инфекций.

Позавчера, 13:03
Мария Азарова

Исследование микробиома кишечника, проведенное японскими и американскими учеными, предоставляет один из потенциальных ключей к долголетию и лечению бактериальных инфекций.

28 июля
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

28 июля
Василий Парфенов

Компания Microsoft несколько лет назад намеревалась не изменять номер своей основной операционной системы для компьютеров — «десятка» должна была остаться с нами надолго. Однако очередное крупное обновление, по мнению маркетологов, очевидно, оказалось достойно новой цифры в названии ОС. Windows 11 принесет пользователям не только новые функции, улучшения безопасности и быстродействия, а также измененный дизайн, но и лишится некоторых привычных элементов. Хотя если кто-то и расстроится из-за этого, то скучать будет лишь по парочке из них.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: