Обоняние нейросети проверили на 17 болезнях — Naked Science
06.01.2017
5 минут
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

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

Вчера, 15:29
39 минут
Александр Березин

В 2017 году от рака умерло 9,6 миллиона человек, и с каждым годом эта цифра будет расти. Есть ли способы остановить наступление этой болезни на человеческие жизни?

Вчера, 17:47
2 минуты
Илья Ведмеденко

По мнению информаторов Центрального разведывательного управления США, СССР мог располагать огромным танком массой в 120 тонн.

Позавчера, 15:18
3 минуты
Сергей Васильев

Самое жестокое похолодание в истории Земли сделало ее почти необитаемой, однако жизнь могла сохраниться и процветать в талой воде шельфового льда.

Вчера, 15:29
39 минут
Александр Березин

В 2017 году от рака умерло 9,6 миллиона человек, и с каждым годом эта цифра будет расти. Есть ли способы остановить наступление этой болезни на человеческие жизни?

30 ноября
16 минут
Редакция

Вокруг много людей часто курят что-то, но это не вейп и не электронные сигареты. Еще и называют это все по-разному: то устройства нагрева табака, то системы, то вообще загадочно «айкос». Говорят, в США такие штуки уже разрешили к продаже, а вот на вейпинг начнут гонения. Что это за нагрев табака такой, вредно или нет? Попробуем разобраться.

Вчера, 17:47
2 минуты
Илья Ведмеденко

По мнению информаторов Центрального разведывательного управления США, СССР мог располагать огромным танком массой в 120 тонн.

15 ноября
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

18 ноября
4 минуты
Сергей Васильев

Накопление эпигенетических модификаций ДНК позволило провести параллели между возрастом собак и людей и найти новую формулу для пересчета одного в другой.

19 ноября
40 минут
Александр Березин

Женщины заводят ребенка не от мужа тем чаще, чем ниже его социальная ценность. Попробуем разобраться, как биология подталкивает их к изменам и почему моногамия имеет все шансы на реванш.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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: