Najveća vijest s početka godine svakako bi trebala biti ona da je identificirana potpuno nova klasa antibiotika koji mogu ubiti bakterije otporne na većinu trenutačnih lijekova. Zosurabalpin se naime pokazao kao vrlo učinkovit protiv bakterije Acinetobacter baumannii (Crab), otporne na karbapenem, koju je Svjetska zdravstvena organizacija zbog sve veće prisutnosti u bolnicama klasificirala kao patogen "najvišeg prioriteta".

Crab je odgovoran za svaku petu infekciju koja se pojavi u bolnicama, staračkim domovima i sličnim ustanovama. Obično uzrokuje infekcije urinarnog i dišnog trakta te krvotoka, što pak često dovodi do sepse i na kraju ubija do 60% ljudi zaraženih njime. Crab je klinički izazovan jer ima dvoslojni stanični zid, što znači da antibiotici moraju prijeći oba sloja kako bi došli do vitalnih strojeva unutar bakterija kako bi ih ubili i liječili infekciju. Crab je razvio i sposobnost razgradnje karbapenema, zbog čega je došao na zao glas i zaradio status smrtonosne superbakterije. No, istraživanja su pokazala kako se nova klasa antibiotika, zosurabalpin, pokazala vrlo učinkovitom protiv Craba, kako u laboratoriju tako i kod zaraženih životinja. 

Zosurabalpin blokira molekularni stroj nazvan LptB2FGC koji prenosi lipopolisaharidni toksin iz unutarnje barijere u vanjsku. Zbog toga se toksin nakuplja unutar bakterija, uzrokujući smrt stanica Craba. U biti, objašnjava mikrobiolog Jonathan Cox sa Sveučilišta Aston, "bakterije izvlače iglu iz vlastite granate, ali ih zosurabalpin sprečava da je bace".

Lijek koji regenerira proizvodnju inzulina u 48 sati

Početkom godine proširila se vijest koja bi mogla obradovati skoro pola milijarde ljudi širom svijeta koji žive s dijabetesom, oslanjajući se na ručno provjeravanje i upravljanje razinama šećera u krvi. Nova studija australskog Baker Heart and Diabetes Instituta, objavljena u časopisu Signal Transduction and Targeted Therapy, pokazala je da se stanice koje proizvode inzulin mogu regenerirati u gušterači.

Dakako, to nije jedini obećavajući put koji se intenzivno istražuje; razvijaju se nove vrste lijekova, a istražuju se i načini učinkovite zaštitu izvornih stanica koje proizvode inzulin prije nego što budu uništene.

AI otkriva alkoholičare

Može li umjetna inteligencija pomoći identificirati pacijente kojima je potrebno liječenje od alkohola? Studija objavljena u Alcohol: Clinical and Experimental Research sugerira da može. Naime, algoritam za obradu prirodnog jezika temeljen na umjetnoj inteligenciji točno je identificirao tri puta više pacijenata s rizičnom konzumacijom alkohola u usporedbi sa samim dijagnostičkim kodovima. Studija je pokazala da strategije temeljene na AI mogu biti učinkovit alat za prepoznavanje ljudi koji su izloženi riziku od problema s alkoholom i sprječavanje povezanih kirurških komplikacija.

Istraživači Sveučilišta u Michiganu, isti oni koji su svojedobno otkrili i da umjetna inteligencija pomaže u terapijama liječenja kronične boli, vjeruju da je ovo prva studija koja koristi obradu prirodnog jezika za prepoznavanje rizičnih alkoholnih uzoraka prije operacije analizom kliničkog teksta u kartonima pacijenata. Oni su razvili, testirali i pokrenuli algoritam za obradu prirodnog jezika kako bi skenirali kliničke bilješke u 54.000 liječničkih kartona. Algoritam je iz tih podataka klasificirao 15 posto pozitivnih na rizičnu konzumaciju alkohola. Za usporedbu, samo pet posto pacijenata klasificirano je kao rizično korištenjem samo dijagnostičkih kodova.

Čitač dubokih neuronskih aktivnosti

Istraživači Kalifornijskog sveučilišta u San Diegu razvili su neuralni implantat koji pruža informacije o aktivnostima duboko u mozgu dok sjedi na njegovoj površini. Implantat se sastoji od tanke, prozirne i fleksibilne polimerne trake koja je prepuna gustog niza grafenskih elektroda. Tehnologija, testirana na transgenim miševima i predstavljena u časopisu Nature Nanotechnology, dovodi nas korak bliže minimalno invazivnim sučeljima mozak-računalo (BCI) koje pruža podatke visoke rezolucije o dubokoj neuralnoj aktivnosti korištenjem snimaka s površine mozga.

U testovima na transgenim miševima, implantat je omogućio istraživačima da istovremeno uhvate informacije visoke rezolucije o dvije vrste neuralne aktivnosti – električnoj aktivnosti i aktivnosti kalcija. Istraživači su pronašli korelaciju između površinskih električnih signala i skokova kalcija u dubljim slojevima. Površinske električne signale istraživači su iskoristili za treniranje neuronskih mreža da predvide aktivnosti kalcija na različitim dubinama.

Ova se tehnologija, kažu istraživači, može dobro iskoristiti u nizu različitih fundamentalnih neuroznanstvenih istraživanja koja će nam omogućiti bolje razumijevanje ljudskog mozga.

AI za pristupačniji Internet

U pokušaju da Internet učine pristupačnijim osobama s invaliditetom, Sveučilište Ohio State razvija agenta umjetne inteligencije koji bi mogao izvršiti složene zadatke na bilo kojoj web stranici koristeći jednostavne jezične naredbe. Studija je predstavljena na konferenciji o sustavima obrade neuronskih informacija NeurIPS.  

Istraživači su stvorili Mind2Web, prvi skup podataka za generalne web agente. Mind2Web u potpunosti prihvaća složenu i dinamičnu prirodu web mjesta iz stvarnog svijeta i naglašava sposobnost agenta da generalizira na potpuno nova web mjesta kakva dotad nije vidio. Za obuku agenta iskoristili su više od više od 2000 otvorenih zadataka sa 137 različitih web stranica. Ti su zadaci uključivali rezerviranje jednosmjernih i povratnih međunarodnih letova, praćenje računa slavnih na Twitteru, pregledavanje komedija s Netflixa i testova znanja o automobilima. 

S više finog podešavanja, ističe studija, model bi se mogao koristiti u tandemu s velikim jezičnim modelima otvorenog i zatvorenog koda kao što su Flan-T5 ili GPT-4, ali i za poboljšanje sustava kao što je ChatGPT. 

Inhalacijski senzori za rano otkrivanje raka pluća

Dijagnosticiranje raka pluća moglo bi u skoroj budućnosti postati jednostavno zahvaljujući tehnologiji razvijenoj na MIT-u. Nova dijagnostika, predstavljena u časopisu Science Advances, temelji se na nanosenzorima koji se mogu isporučiti inhalatorom ili nebulizatorom. Ako senzori naiđu na proteine ​​povezane s rakom u plućima, proizvode signal koji se nakuplja u urinu, gdje se može detektirati jednostavnom papirnatom test trakom. Ovaj bi pristup potencijalno mogao zamijeniti ili nadopuniti trenutni zlatni standard za dijagnosticiranje raka pluća, kompjutoriziranu tomografiju (CT). To bi moglo imati posebno značajan utjecaj u zemljama s niskim i srednjim prihodima koje nemaju široku dostupnost CT skenera, kažu istraživači.

Prethodne verzije senzora, koje su ciljale na rak u jetri i jajnicima, bile su dizajnirane za intravenozno davanje. Za dijagnozu raka pluća, istraživači su željeli stvoriti verziju koja se može udisati, što bi moglo olakšati implementaciju u postavkama s niskim resursima. Kako bi to postigli, stvorili dvije formulacije čestica: otopinu koja se može raspršiti i isporučiti raspršivačem i suhi prah koji se može isporučiti s pomoću inhalatora.

Istraživači su dizajnirali traku koja otkriva do četiri različita DNK barkoda, od kojih svaki ukazuje na prisutnost različite proteaze. Nije potrebna prethodna obrada ili obrada uzorka urina, a rezultati se mogu očitati 20 minuta nakon uzimanja uzorka. 

Magnetskom stimulacijom mozga protiv ovisnosti i depresije

Čini se da bi ljudi skloni pretjeranoj konzumaciji alkohola mogli imati koristi od neinvazivne tehnike koja koristi magnetizam za stimulaciju neurona u područjima mozga povezanim s psihijatrijskim poremećajima. Tako barem pokazuje mala pilot studija u Alcohol: Clinical & Experimental Research koju su na grupi vojnih veterana proveli istraživači VA Palo Alto i Sveučilišta Stanford.

Istraživanje učinaka transkranijalne magnetske stimulacije (TMS) na recidiv alkohola i simptome depresije pokazalo je da niz brzih tretmana može pomoći produljiti apstinenciju, smanjiti stope recidiva alkohola i ublažiti simptome anhedonije i želju za alkoholom. Postupak je posebno prikladan za osobe sklone alkoholu i depresiji, a liječenje bi se vjerojatno moglo provoditi u ambulantnim uvjetima, kažu istraživači.

Ibogain liječi traumatske ozljede mozga

Ratni vojni invalidi poslužili si kao pokusni kunići u još jednom istraživanju medicinara sa Stanforda koje bi moglo utjecati na liječenje, vojnika ali i civila. Oni su naime otkrili da biljni psihoaktivni spoj ibogain u kombinaciji s magnezijem sigurno i učinkovito smanjuje PTSP, anksioznost i depresiju te poboljšava funkcionalnost veterana s traumatskim ozljedama mozga (TBI).  

"Niti jedan drugi lijek nikada nije uspio ublažiti funkcionalne i neuropsihijatrijske simptome traumatske ozljede mozga. Rezultati su dramatični", komentirali su istraživači nalaze studije koju objavljuje Nature Medicine. I doista, mjesec dana nakon tretmana sudionici su doživjeli prosječno smanjenje 88% simptoma PTSP-a, 87% simptoma depresije i 81% simptoma anksioznosti u odnosu na stanje prije liječenja ibogainom. Formalno kognitivno testiranje također je pokazalo poboljšanje koncentracije, obrade informacija, pamćenja i impulzivnosti sudionika.

Električni impulsi za lakšu hipnozu 

Liječnici već neko vrijeme istražuju mogućnosti liječenju fibromialgije uz pomoć hipnoterapije. Hipnozom se liječe stres i poremećaji spavanja, a testirana je i kao sredstvo za ublažavanje postoperativnih bolova i kao metoda odvikavanja od nikotina. Otprilike 15% odraslih smatra se "vrlo hipnotibilnim", dok su dvije trećine odraslih "donekle hipnotibilni".

Znanstvenici su prije mislili da je sposobnost hipnotiziranja fiksna, što znači da se razina sposobnosti hipnotiziranja ne može promijeniti. Međutim, nova studija objavljena u časopisu Nature Mental Health, pokazala je da se ta razina ipak može promijeniti podešavanjem električne aktivnosti u mozgu ljudi, odnosno stimuliranjem dorzolateralnog prefrontalnog korteksa, područja izvršne kontrole mozga. 

To je otkriveno prilikom istraživanja utjecaja električne stimulacije mozga na pacijente koji pate od fibromialgije, odnosno kronične boli. Iako su učinci stimulacije trajali samo sat vremena, istraživači vjeruju da bi uz daljnje usavršavanje tretman mogao biti koristan za ublažavanje ili čak i eliminaciju bolova i poslužiti kao dobrodošla alternativa dugotrajnom liječenju opioidima. 

Veliki potencijal 'mini-mozga' od pravog tkiva

Nizozemski znanstvenici pronašli način kako će preskočiti neke od najizazovnijih koraka pri izradi minijaturnog modela ljudskog mozga u laboratoriju. Umjesto da nagovaraju matične stanice da se razmnože u milijune i prerastu u različite vrste stanica, poput neurona, oni su razvili moždani organoid izravno iz moždanog tkiva fetusa. Samoorganizirajuća struktura velika je poput zrna riže. Iako to nije pravi organ i nema misli, emocije ili svijest, istraživači Centra Princess Máxima za pedijatrijsku onkologiju i Instituta Hubrecht nadaju se da će od njega nastati vrijedan model za liječenje bolesti i poremećaja mozga, posebno kod djece.

Moždano tkivo fetusa obično se dobiva elektivnim pobačajima, a njegova etička dopuštenja u znanstvenim istraživanjima znatno se razlikuju od zemlje do zemlje. S obzirom na nisku dostupnost fetalnog tkiva, znanstvenici su dosad samo uzgajali ljudske 'mini-mozgove' iz matičnih stanica. Ali za razliku od organoida izvedenih iz stanica, koji spontano sazrijevaju do krajnje točke, organoidi dobiveni iz tkiva odražavaju izvorno, fiksno razvojno stanje koje se može održati neko vrijeme.

Moždani organoid nastavio je reagirati na neke od istih kemijskih signala kao živi mozak i ostao je živ više od šest mjeseci. Za usporedbu, moždani organoidi napravljeni od matičnih stanica jedva mogu izdržati više od 80 dana. Istraživači su čak uspjeli genetski manipulirati organoidima da nalikuju kanceroznim tumorima i na njima testirati lijekove, piše Cell.  

Platforma za brzo istraživanje mozga

Australski istraživači predvođeni Tehnološkim sveučilištem Swinburne razvili su revolucionarnu platformu koja će transformirati analizu neuroimaging podataka diljem svijeta. Njihova platforma Neurodesk trebala bi omogućiti bržu obradu i analizu podataka te tako ubrzati istraživanja o epilepsiji, demenciji, shizofreniji i traumatskim ozljedama mozga. 

Na Neurodesku je radio širok tim stručnjaka za obradu signala i slike, medicinsku fiziku, softverski inženjering, umjetnu inteligenciju i strojno učenje. Platforma otvorenog koda, opisana u časopisu Nature, osmišljena je za podršku transparentnim i ponovljivim istraživanjima, tako da znanstvenici mogu dijeliti i unakrsno potvrditi svoje analize i ubrzati istraživanja u kritičnim područjima.

"Naša platforma omogućuje kontinuirano širenje raspona vrhunskih analitičkih tehnika i softvera dostupnih istraživačima diljem svijeta", kažu njeni tvorci. "Omogućuje istraživačima da iskoriste najmoćnija superračunala i platforme u oblaku na prijenosnom računalu pojedinačnog istraživača, a jednostavno ga je instalirati i ažurirati."

Do kovida iz rendgenskih snimaka prsnog koša

Lančana reakcija polimerazom (PCR) u stvarnom vremenu najčešće je korišteni test na kovid, ali on može biti spor i skup te može dati lažno negativne rezultate. Kako bi potvrdili dijagnozu, radiolozi moraju ručno ispitati CT snimke ili X-zrake, što oduzima puno vremena i podložno je pogreškama. No, sad su istraživači Tehnološkog sveučilišta u Sydneyju (UTS) razvili revolucionarni sustav umjetne inteligencije koji brzo detektira kovid s pomoću rendgenskih snimaka prsnog koša s više od 98% točnosti. 

Novi sustav, opisan u časopisu Nature Scientific Reports, mogao bi biti posebno koristan u zemljama s visokim razinama kovida i manjkom radiologa. Sustav koristi algoritam temeljen na dubokom učenju zvan Custom Convolutional Neural Network (Custom-CNN) koji na rendgenskim slikama može brzo i točno razlikovati slučajeve kovida, normalne slučajeve i upalu pluća. Duboko učenje nudi end-to-end rješenje i eliminira potrebu za ručnim traženjem biomarkera.