Thế giới tuần qua

70

Trí tuệ nhân tạo có thể phát hiện các bệnh về mắt chính xác như những chuyên gia được đào tạo tốt nhất, một loại protein có thể là điểm yếu chí mạng của bệnh ung thư máu; trong khi đó, loại thuốc “tắt” tín hiệu gen có thể cách mạng hóa liệu pháp điều trị bệnh … Những tiến bộ y học vượt bậc này là tâm điểm trên thế giới tuần qua.

Máy tính ngày càng hoạt động giống não

 

Thử tưởng tượng trong một khuôn viên trường học, bên cạnh những vỉa hè lát đá, ta còn thấy một số lối đi khác hình thành từ bước chân con người. Đó là vì chúng ta luôn tìm kiếm lối đi ngắn nhất giữa hai điểm đi và đến.

Não người cũng hoạt động tương tự. Bộ nhớ và tín hiệu thần kinh cảm giác luôn tìm ra kênh truyền ngắn nhất và di chuyển theo lối đó. Các nhà nghiên cứu ở Ai-len đang giúp máy tính bắt chước đặc điểm này của não người. Nói một cách đơn giản, bộ não có khả năng xử lý thông tin cực tốt, nếu máy tính có thể bắt chước bộ não càng nhiều thì chúng sẽ càng thông minh.

“Não người phát triển những kênh liên lạc tối ưu để kết nối mạch thần kinh, thực hiện các nhiệm vụ cụ thể một cách nhanh chóng và hiệu quả,” theo một thông cáo của Đại học Trinity College Dublin (TCD), đơn vị thực hiện nghiên cứu tại phòng thí nghiệm khoa học vật liệu AMBER. “Nghiên cứu này cho thấy bằng chứng về hành vi tương tự trong một mạng lưới sợi nano”.

Theo thông tin đăng trên tờ Nature Communications, các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm sợi nano làm từ nhiều chất liệu khác nhau. Những sợi này chỉ mỏng vài trăm phân tử và mảnh bằng 1/1000 sợi tóc người.

Họ phát hiện ra rằng các cách thiết lập khác nhau hình thành những kênh truyền dẫn khác nhau. Trong đó, thử nghiệm theo mô hình “winner takes all” (*) cho ra kết quả là thông tin được dẫn truyền nhanh nhất, hiệu quả nhất.

“Kết quả này cho thấy tiềm năng phát triển và xử lý độc lập từng cấp độ bộ nhớ trong các hệ thống phức tạp. Chúng tôi hy vọng những phát hiện này sẽ tạo ra nhiều ứng dụng quan trọng để máy tính có thể vận hành giống não bộ,” John Boland, giáo sư tại TCD và là người dẫn đầu nghiên cứu, nói.

(*): “Winner takes all” là một nguyên lý tính toán ứng dụng trong các mô hình mạng nơ-ron nhân tạo, trong đó các nơ-ron trong cùng một lớp sẽ cạnh tranh với nhau để kích hoạt và thực hiện chức năng.

Trí tuệ nhân tạo phát hiện tật về mắt

 

Công ty DeepMind và bệnh viện mắt Moorfields tại Luân Đôn thông cáo rằng họ đã phát triển một hệ thống trí tuệ nhân tạo (AI) có khả năng đọc ảnh chụp mắt tiêu chuẩn và phát hiện ra những tình trạng suy giảm thị lực với “độ chính xác chưa từng có”.

“Nó có thể đề xuất hướng điều trị phù hợp cho những bệnh nhân thuộc hơn 50 nhóm bệnh suy giảm thị lực với độ chính xác tương đương các bác sĩ chuyên khoa hàng đầu thế giới”.

Thông thường, bác sĩ mắt sẽ sử dụng công nghệ chụp cắt lớp quang học, hay OCT, để tạo ra ảnh 3D, rồi đánh giá và đưa ra chẩn đoán. Tuy nhiên, quy trình này thường mất nhiều thời gian và cần tới nhiều chuyên gia, gây chậm trễ cho chẩn đoán và điều trị.

DeepMind cho biết công nghệ học sâu của hãng có thể giúp tăng tốc quy trình này bằng cách thăm khám “nhiều bệnh nhân trong hệ thống các cơ sở khám chữa bệnh”, giúp phát hiện những tình trạng như thoái hóa điểm vàng, bệnh võng mạc do tiểu đường và ngăn ngừa khả năng mất thị lực trong tương lai.

Thuật toán AI của DeepMind và Moorfields có thể phát hiện các dấu hiệu bệnh về mắt chỉ trong vài giây. Nó cũng biết cách phân loại kết quả theo mức độ nghiêm trọng, từ đó cung cấp thông tin cho các bác sĩ về tình trạng khẩn cấp của ca bệnh. Đồng thời, AI này cũng cho bác sĩ biết quá trình đưa ra nhận định ca bệnh của nó.

Nhóm nghiên cứu sử dụng một bộ dữ liệu gồm 14.000 ảnh chụp mắt để dạy thuật toán cách phát hiện dấu hiệu bệnh. Tuy nhiên, để có thể đưa vào ứng dụng rộng rãi, AI này cần qua các bước thử nghiệm lâm sàng và quy trình pháp lý. Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Medicine.

Hy vọng mới trong điều trị bệnh ung thư bạch cầu hỗn hợp

Trẻ em mắc bệnh ung thư bạch cầu hỗn hợp chỉ có 50% cơ hội sống sót. Do đó, y học đang nỗ lực tìm kiếm phương pháp điều trị hiệu quả căn bệnh này. Ảnh: Getty Images.

Quá trình điều trị nhiều loại ung thư bạch cầu ở trẻ em đang được cải thiện. Tuy nhiên, căn bệnh hiếm gặp có tên là Ung thư bạch cầu hỗn hợp (mixed-lineage leukemia – MLL) vẫn còn là đề toán nan giải. Một nhóm các nhà nghiên cứu tại Pra-ha mới đây đã phát hiện ra điểm yếu trong một protein liên quan đến bệnh này. Phát hiện này có thể giúp phát triển phương pháp điều trị MLL trong tương lai.

Trẻ em mắc bệnh ung thư bạch cầu hỗn hợp chỉ có 50% cơ hội sống sót, nên y học đang nỗ lực tìm kiếm phương pháp điều trị hiệu quả căn bệnh ác tính này.

Nhóm nghiên cứu gồm các nhà khoa học quốc tế làm việc tại Viện Hóa học Hữu cơ và Hóa sinh, thuộc Viện Hàn Lâm Séc, đã khoanh vùng ra LEDGF/p75, loại protein có chức năng “buộc các protein khác vào thân gen”, theo báo cáo đăng trên PNAS.

Quy trình “buộc protein” này thường bị tấn công trong hai căn bệnh: HIV và ung thư máu hỗn hợp. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu tại Pra-ha đã phát hiện ra một điểm yếu của nó. Đầu mối này dẫn đến khả năng phát triển “những liệu pháp điều trị hoàn toàn mới cho bệnh ung thư bạch cầu hỗn hợp”.

FDA lần đầu tiên phê duyệt loại thuốc sử dụng liệu pháp can thiệp ARN

Từ lâu các nhà khoa học đã tìm cách phát triển liệu pháp điều trị sử dụng kỹ thuật can thiệp ARN, còn gọi là RNAi, trong đó các phân tử axit ribonucleic được đưa vào cơ thể để tấn công và “tắt” gen biểu hiện bệnh. Ảnh: Getty Images.

Lần đầu tiên trong lịch sử, Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) phê duyệt một phương thức điều trị sử dụng ARN để “tắt” biểu hiện gen bệnh. Cụ thể trong trường hợp này là để ngăn chặn sự phát triển của một tình trạng bệnh lý hiếm gặp gây cản trở chức năng thần kinh.

Theo Scientific American (SciAm), trong nhiều thập kỷ qua, các nhà khoa học luôn cố gắng phát triển những phương pháp điều trị sử dụng kỹ thuật “can thiệp ARN”, hay còn gọi là RNAi. Trong kỹ thuật này, người ta sẽ đưa các phân tử axit ribonucleic vào trong cơ thể để tấn công và “tắt” những gen gây bệnh.

SciAm đánh giá quyết định phê duyệt sử dụng kỹ thuật RNAi của FDA là một cột mốc đối với mảng nghiên cứu này – lĩnh vực mới chỉ có một số tiến bộ rời rạc. Quyết định này sẽ mở đường cho việc phát triển không chỉ một loại thuốc, mà là một dòng thuốc hoàn toàn mới, đồng thời mang đến hướng tiếp cận hiện đại trong điều trị bệnh. Nhà nghiên cứu RNAi Ricardo Titze-de-Almeida cho biết: “Chúng tôi đang thành lập một nhóm dược lý mới và sẽ phát triển nhiều loại thuốc tương tự trong những năm tới”.

Một vấn đề thường gặp trong quá trình phát triển các liệu pháp RNAi là làm thế nào để đưa phân tử ARN đến vị trí mục tiêu mà không bị tan trong máu hay hấp thụ vào thận hoặc gan.

Trong khi đó, thuốc patisiran được FDA phê duyệt, do công ty công nghệ sinh học Alnylam phát triển, lại tận dụng đặc điểm tích lũy trong thận và gan của ARN để tấn công “một protein do gan sản xuất là transthyretin”. Protein này xuất hiện trong một loại bệnh gây tổn hại thần kinh, cản trở hoạt động đi lại. Trong các thử nghiệm lâm sàng, patisiran cho thấy khả năng cải thiện tốc độ đi bộ của nhóm đối tượng sử dụng thuốc, trong khi tốc độ đi bộ của nhóm dùng giả dược đối chứng lại giảm đi.

Alnylam và các hãng công nghệ sinh học khác đang nghiên cứu những liệu pháp RNAi tương tự để điều trị bệnh liên quan đến thận, mắt và tủy sống.

Vũ khí “chất nhầy” đối phó cướp biển

Hải quân Mỹ đang tìm cách “vũ khí hóa” chất nhầy của loài lươn nhầy (trong ảnh) để làm kẹt chân vịt tàu cướp biển. Ảnh: Getty Images.

Một nhóm nghiên cứu ở Đại học Bang Utah (Utah State University – USU) mới đây đã trúng thầu một hợp đồng 15 tháng của Hải quân Hoa Kỳ. Gói thầu này khá đặc biệt: Họ phải phát triển một loại chất nhầy làm vũ khí tấn công tàu cướp biển và khiến chúng không thể di chuyển tiếp.

Theo tin từ Digital Trends, công nghệ mà Hải quân Mỹ hiện đang sử dụng cản trở tàu cướp biển khá lạc hậu: Họ dùng máy nén khí phóng dây nhựa làm kẹt chân vịt của tàu cướp. Trong khi công nghệ này không đảm bảo thành công 100%, việc sử dụng chất nhầy có thể là giải pháp an toàn và hiệu quả hơn.

Các nhà nghiên cứu của dự án lấy cảm hứng từ lươn nhầy “hagfish”, thuộc họ nhà cá nhưng có bề ngoài giống lươn. Sinh vật này có thể “tự vệ trước những kẻ săn mồi bằng cách phun chất nhầy vào miệng và mang của kẻ thù”. Sau đó, chất nhầy này sẽ nở ra khi gặp nước. Vật liệu sinh học tổng hợp lấy cảm hứng từ loại chất này không độc hại và tất nhiên là sẽ không gây ô nhiễm đại dương.

“Chúng tôi đang cố gắng tổng hợp sợi keratin của lươn nhầy,” nhà sinh vật Justin Jones của USU nói với Digital Trends. “Ở hình thái gốc, keratin dạng sợi của lươn nhầy có thể cạnh tranh với sợi tơ nhện về đặc tính cơ học”.

Tuy nhiên, những loại sợi này không thể khai thác tự nhiên, do đó nhóm của Jones đang tìm cách sản xuất từng protein và tổng hợp lại trên hệ thống vật chủ là vi khuẩn E. coli. Sau khi protein hình thành, các nhà khoa học sẽ “kéo” chúng thành các sợi mảnh bằng một kỹ thuật tiên phong từng được sử dụng trước đây để “kéo” sợi tơ nhện tổng hợp.

Theo Sam Worley

 

BÌNH LUẬN CỦA BẠN