МГУ имени М.В.Ломоносова

Как ограничение питания влияет на почку после обструкции мочеточника? #наука_мгу Исследователи НИИ физико-химической биологии имени А.Н. Белозерского МГУ проверили, может ли ограничение калорийности питания защитить почки при закупорке мочеточника, одной из частых причин острого повреждения почек. В эксперименте на крысах четырёхнедельная диета с уменьшением рациона на 35% не улучшила работу почки в первые сутки после восстановления оттока мочи: показатели крови и признаки повреждения остались такими же, как у животных без ограничений. Однако внутри органа произошли изменения: в ткань проникало меньше нейтрофилов, снизился уровень маркера повреждения NGAL, а в митохондриях сохранился один из ключевых белковых комплексов дыхательной цепи. Кроме того, диета повлияла на «химическую разметку» белков, вокруг которых упакована ДНК, и повысила уровень защитного митохондриального белка SIRT3. Ограничение калорий не является универсальной защитой, но меняет характер воспаления и работу генов, а это может быть важно для последующего восстановления почки. Теперь учёным предстоит выяснить, дадут ли эти изменения преимущества в более поздние сроки. Авторы подчёркивают, что пациентам с мочекаменной болезнью сегодня рекомендуют не снижать калорийность рациона, а ограничивать соль, животный белок и оксалаты, поэтому применять ограничение калорий для защиты почек можно только после клинических исследований.

Совместить снимки без обучения: в МГУ создали нейросетевой метод для медицинских изображений #наука_мгу Исследователи Центра ИИ МГУ и факультета вычислительной математики и кибернетики МГУ разработали метод совмещения медицинских изображений, который не требует предварительного обучения на большой коллекции снимков. Нейросеть на основе сетей Колмогорова — Арнольда настраивается отдельно для каждой пары изображений и рассчитывает смещение точек так, чтобы анатомические структуры совпали. Облегчённая версия метода обрабатывала пару снимков лёгких менее чем за минуту при средней ошибке около миллиметра, а на снимках сердца основной метод оказался среди лучших по совпадению анатомических областей. На снимках лёгких и мозга отдельные существующие методы сохраняли преимущество в точности. Новый подход сочетает точность совмещения с умеренными вычислительными затратами и меньшей зависимостью от случайных начальных настроек. Метод может быть полезен при изучении движения сердца, дыхательных изменений лёгких и изменений структуры мозга.

В МГУ оценили возможности оптических процессоров для ИИ #наука_мгу Исследователи Центра искусственного интеллекта МГУ оценили, насколько оптические процессоры способны ускорять алгоритмы машинного обучения. Они показали, что высокая скорость отдельной оптической операции не всегда приводит к существенному ускорению алгоритма в целом: итоговый выигрыш зависит от того, какую долю вычислений эта операция занимает. Ученые рассмотрели случайные проекции, которые применяются в машинном обучении для уменьшения размерности данных, обнаружения изменений в потоках данных и работы с нейронными сетями. Для четырёх алгоритмов они определили, какая часть нагрузки приходится на случайную проекцию: около 15% для рандомизированного сингулярного разложения, 32% для прямого выравнивания обратной связи, 48% для метода обнаружения изменений в потоках данных и 75% для резервуарных вычислений. Сравнение оптических и электронных устройств показало, что преимущество оптического подхода становится заметным при работе с векторами размерностью от трёх миллионов элементов, а такие масштабы пока редко встречаются на практике. При разработке оптических вычислительных систем необходимо учитывать не только возможности оборудования, но и структуру алгоритмов, для которых оно предназначено. Полученные результаты позволяют оценивать целесообразность применения оптических процессоров ещё до создания специализированного оборудования. Развитие технологий и появление алгоритмов, в которых случайная проекция занимает большую часть вычислений, может расширить возможности их использования. Подробнее — на сайте.

Усиление работы митохондрий замедляет рост опухолей: новый молекулярный инструмент химиков МГУ #наука_мгу Химики МГУ вместе с коллегами разработали молекулярный инструмент Grubraw, который усиливает работу митохондрий — клеточных структур, участвующих в выработке энергии. Его название — слово Warburg («Варбург»), прочитанное наоборот: оно отсылает к эффекту Варбурга, при котором в опухолевых клетках окисление пирувата в митохондриях снижено. Grubraw позволяет получать пируват непосредственно внутри митохондрий, обходя ограничения на его поступление. В экспериментах это усиливало митохондриальное дыхание, в большинстве исследованных клеточных моделей снижало скорость размножения раковых клеток, а у мышей замедляло рост опухолей меланомы человека. ЯМР-метаболомный анализ помог охарактеризовать метаболические изменения в клетках. Работа показывает, что особенности метаболизма опухолевых клеток могут регулировать их размножение.