Connect with us

Одна операция вместо всей математики: физик предложил радикальную теорию

Польский учёный выдвинул гипотезу о том, что всю математику можно выразить через одну операцию. Несмотря на сложность практического применения, идея открывает новые направления исследований.

Published

on

Chalkboard filled with complex mathematical equations, formulas, and diagrams written in white chalk on a dark surface.

Математика традиционно считается сложной системой с множеством операций — от сложения и вычитания до тригонометрических функций. Однако польский физик-теоретик Анджей Одживолек предложил радикально упростить эту картину.

По его мнению, все математические операции можно свести к одной универсальной функции, обозначенной как eml(x, y). Она определяется формулой:

eml(x,y)=ex−ln⁡(y)eml(x,y)=e^{x}-\ln(y)

Учёный утверждает, что с помощью этой операции можно выразить любые математические действия, включая тригонометрию, которую, как известно, можно представить через комплексные экспоненты.

Концепцию можно сравнить с гипотетическим калькулятором, имеющим всего две кнопки: «1» и «EML». Однако на практике такой подход оказывается крайне неудобным. Даже простые значения требуют сложных выражений. Например, чтобы получить ноль, необходимо составить громоздкую формулу с несколькими вложенными операциями.

Тем не менее, автор подчёркивает, что цель исследования — не практическая эффективность, а поиск фундаментально простых основ математики. Идея возникла в рамках проекта по символьной регрессии, где учёные пытаются находить формулы, перебирая огромные массивы математических выражений.

Главная проблема такого подхода заключается в том, что при сокращении числа операций резко возрастает сложность самих выражений. Это затрудняет как вычисления, так и работу алгоритмов.

Несмотря на это, исследование демонстрирует, что теоретически математику можно свести к минимальному набору операций. В будущем, как предполагает Одживолек, могут быть открыты более эффективные универсальные функции.

Параллельно с этим учёные продолжают изучать фундаментальные вопросы устройства мира. Так, ранее исследователи из Канады заявили, что Вселенная вряд ли является компьютерной симуляцией, поскольку многие её процессы не поддаются вычислению и не описываются конечным набором алгоритмов.

Источник: Descopera.ro

Continue Reading
Advertisement

Здоровье

Пересадка микробиоты быстро облегчила иммунный колит у 10 из 13 пациентов — ранние данные

В раннем исследовании FMT улучшила иммунный колит примерно у 77% участников; медиана времени до облегчения составила 1,5 дня.

Published

on

Пересадка микробиоты быстро облегчила иммунный колит у 10 из 13 пациентов — ранние данные

Трансплантация фекальной микробиоты показала быстрый сигнал эффективности у небольшой группы онкологических пациентов с колитом, вызванным иммунотерапией. В раннем исследовании фазы 1/2 в MD Anderson Cancer Center улучшение отметили у 10 из первых 13 пациентов — примерно у 77%, а медианное время до ослабления симптомов составило 1,5 дня.

Восемь из десяти ответивших пациентов оставались в ремиссии на протяжении периода наблюдения. Исследование опубликовано в Cell Reports Medicine. Авторы рассматривают метод как потенциальный способ уменьшить потребность в длительном применении стероидов и других иммуносупрессивных препаратов, но подчеркивают необходимость более крупных рандомизированных исследований.

Почему иммунотерапия может вызвать колит

Ингибиторы иммунных контрольных точек помогают иммунной системе активнее распознавать опухолевые клетки. Однако та же активация иногда направляется против здоровых тканей. Если воспаление затрагивает толстую кишку, у пациента могут возникнуть выраженная диарея, боль в животе и другие симптомы колита. В тяжелых случаях лечение рака приходится временно останавливать.

Обычно такое осложнение лечат кортикостероидами и при необходимости биологическими иммуносупрессивными препаратами. Они способны контролировать воспаление, но длительное подавление иммунной системы связано с дополнительными рисками, в том числе инфекциями. Поэтому исследователи ищут способы повлиять на воспаление через кишечный микробиом.

Что представляет собой FMT

Фекальная микробиотная трансплантация — это медицинская процедура, при которой тщательно подготовленный материал от обследованного донора вводят в пищеварительный тракт пациента, чтобы изменить состав кишечной микробиоты. Метод уже имеет доказанное применение при некоторых повторяющихся кишечных инфекциях, но его использование при иммунных осложнениях онкологического лечения остается экспериментальным.

В новом исследовании ученые брали образцы стула, крови и тканей до и после процедуры. У пациентов, которые ответили на лечение, наблюдалось увеличение некоторых бактерий, ассоциированных с более благоприятным состоянием кишечной экосистемы, и уменьшение бактерий, связанных с воспалением. Между ответившими и не ответившими также выявили различия в иммунных маркерах.

Побочные эффекты были легкими, но выборка очень мала

Связанные с FMT нежелательные явления в этой группе были в основном легкими и включали временный дискомфорт в животе, тошноту и небольшое повышение температуры. Это обнадеживает, однако 13 участников — слишком мало, чтобы надежно оценить редкие осложнения или сравнить безопасность с существующими схемами лечения.

Кроме того, ранняя фаза исследования не позволяет утверждать, что FMT лучше стероидов или биологических препаратов. Нет и оснований переносить эти результаты на обычные воспалительные заболевания кишечника или использовать процедуру вне специализированной медицинской программы. Донорский материал для FMT требует строгого скрининга, поскольку перенос микробов без контроля способен передать инфекционные агенты.

Что будет дальше

Команда планирует более крупные рандомизированные исследования, в которых FMT будут напрямую сравнивать со стандартной терапией. Именно такие испытания должны показать, насколько часто метод приводит к устойчивой ремиссии, помогает ли быстрее возвращаться к противоопухолевой терапии и какие пациенты получают от него наибольшую пользу.

Поэтому текущий результат стоит воспринимать как перспективный ранний сигнал, а не как новый стандарт лечения. Пациентам с диареей или болью на фоне иммунотерапии важно обращаться к своей онкологической команде: такие симптомы могут быть иммунным осложнением и требуют профессиональной оценки.

Читайте также: Другие материалы о здоровье, питании и профилактике.

Источник: MD Anderson Cancer Center / Cell Reports Medicine.

Continue Reading

Здоровье

США создают Pediatric Prevention Network: на готовность к детским ЧС выделили $56,25 млн

HRSA выделила $56,25 млн на пятилетнюю сеть, которая будет готовить больницы и сообщества к инфекциям, катастрофам и другим угрозам детям.

Published

on

США создают Pediatric Prevention Network: на готовность к детским ЧС выделили $56,25 млн

В США запускают расширенную национальную сеть по защите детей во время чрезвычайных ситуаций и кризисов общественного здоровья. University Hospitals Cleveland Medical Center получил пятилетнее соглашение с Health Resources and Services Administration (HRSA) на $56,25 млн — по $11,25 млн в год — для руководства новой Pediatric Prevention Network.

Проект вырастает из Pediatric Pandemic Network, созданной для подготовки детской медицины к пандемиям. Теперь сфера работы станет шире: сеть должна заниматься не только новыми инфекциями, но и природными катастрофами, массовыми происшествиями, экологическими угрозами и другими чрезвычайными ситуациями, в которых дети имеют специфические медицинские и психологические потребности.

Почему детям недостаточно взрослого плана действий

Младенцы, дети и подростки отличаются от взрослых размером тела, дозировками лекарств, физиологией, способностью самостоятельно описывать симптомы и зависимостью от родителей или опекунов. Во время массовой эвакуации, вспышки инфекции или перегрузки больниц эти особенности влияют на сортировку пациентов, запасы оборудования, организацию транспорта и поддержку семей.

Поэтому Pediatric Prevention Network должна объединить детские больницы, системы здравоохранения, службы общественного здоровья, организации экстренного управления, исследователей, педагогов и местные сообщества. Задача состоит не в создании еще одной централизованной клиники, а в том, чтобы улучшить готовность разных звеньев системы.

На что направят финансирование

Согласно объявлению University Hospitals, средства пойдут на расширение программ подготовки к детским чрезвычайным ситуациям, обучение медицинских работников и партнеров в сообществах, повышение готовности больниц, создание доказательных материалов для семей и укрепление координации между местными, региональными и национальными структурами.

Важной частью станет качество подготовки до кризиса. Если больница заранее знает, какое детское оборудование и какие лекарственные формы понадобятся, сотрудники обучены особенностям педиатрической помощи, а местные службы согласовали маршруты эвакуации и обмен информацией, вероятность хаотичных решений во время реального события снижается.

Это инвестиция в систему, а не доказательство уже достигнутого эффекта

Новость представляет собой объявление о федеральном финансировании и запуске расширенной сети. Она не означает, что новая программа уже снизила смертность или число осложнений у детей. Эффективность конкретных мер будет зависеть от того, как сеть реализует обучение, стандарты готовности и локальные проекты и как результаты будут измеряться в последующие годы.

University Hospitals отмечает, что предыдущая Pediatric Pandemic Network уже занималась тренировками медицинских практик, поддержкой экстренных партнерств, образованием семей и разработкой инструментов для детской медицины. Новая структура должна использовать этот опыт для более широкого спектра угроз.

Что это может означать для семей

Для родителей запуск сети не создает нового индивидуального медицинского требования и не заменяет местные планы действий. Практическая цель находится на уровне инфраструктуры: чтобы больницы, службы экстренного реагирования и общественные организации лучше учитывали потребности детей заранее, а семьи получали проверенные материалы по подготовке и восстановлению после кризисов.

Читайте также: Другие материалы о здоровье, питании и профилактике.

Источник: University Hospitals Cleveland Medical Center / HRSA.

Continue Reading

Здоровье

NIH выделил $4,6 млн на модели, учитывающие женские гормоны при подборе лекарств

Команда из нескольких университетов создаст открытые модели женской физиологии для изучения влияния гормональных изменений на действие лекарств.

Published

on

NIH выделил $4,6 млн на модели, учитывающие женские гормоны при подборе лекарств

Национальные институты здравоохранения США выделили $4,6 млн на крупный проект, который должен помочь исследователям точнее учитывать гормональные изменения женского организма при разработке и изучении лекарств. Это первый транш финансирования: общая сумма проекта может достигнуть $12,8 млн в течение трех лет.

Проект объединяет 13 исследователей из Michigan State University, Rutgers, Emory, Tulane, University of Colorado Anschutz, University of Michigan и University of Utah. Он входит в национальную Computational Modeling of Hormone Homeostasis Initiative, которую поддерживают NIH Office of Research on Women’s Health и Division of Program Coordination, Planning and Strategic Initiatives.

Почему гормональные колебания сложно учитывать в исследованиях

Уровни репродуктивных гормонов у женщин меняются в течение менструального цикла и заметно перестраиваются во время беременности, при использовании гормональной контрацепции, в менопаузе и при гормональной терапии. Одновременно гормональная система тесно связана с обменом глюкозы, жиров и энергетическим балансом.

По замыслу команды, компьютерные модели должны соединить эти процессы, чтобы исследователи могли формулировать более точные гипотезы о том, почему одно и то же метаболическое лекарство может давать различный эффект в разные периоды жизни и при разных гормональных состояниях. В фокусе проекта находятся, в частности, метформин, инсулин и препараты GLP-1, применяемые при диабете и ожирении.

Что именно планируют построить исследователи

Первая задача — с помощью методов искусственного интеллекта систематизировать более 40 лет разрозненных данных о гормонах и создать открытый исследовательский ресурс. Затем команда намерена разработать базовую вычислительную модель 28-дневного менструального цикла и связать ее с работой органов и тканей, участвующих в обмене веществ, включая печень, мышцы и жировую ткань.

Модель планируют расширять реальными клиническими данными, чтобы учитывать такие состояния, как менопауза, использование контрацепции, диабет и ожирение. Параллельно лабораторные группы будут использовать трехмерные человеческие ткани и органоиды — например, модели печени, мышечной и овариальной ткани — для проверки и уточнения компьютерных предсказаний.

Пока это исследовательская инфраструктура, а не готовый медицинский сервис

В пресс-релизе говорится о будущей цели — создать инструменты, которые в перспективе смогут помогать точнее подбирать лекарства и дозировки. Но сейчас проекта только начинается. Нет готового алгоритма, который врач может использовать для назначения индивидуальной дозы GLP-1, инсулина или другого препарата по фазе цикла, и новая инициатива не подтверждает, что такие корректировки уже улучшают здоровье пациентов.

Это важное ограничение особенно актуально для популярных средств от диабета и ожирения: людям не следует самостоятельно менять дозу или время приема на основании гормонального цикла. Прежде чем вычислительная модель станет клиническим инструментом, ей понадобятся разработка, внешняя проверка и исследования того, действительно ли решения с ее помощью улучшают исходы.

Почему проект может оказаться полезным

Главная ценность инициативы — попытка сделать женскую физиологию не «помехой» для клинических исследований, а измеряемой частью модели. Все созданные в рамках программы компьютерные модели и данные планируется сделать открытыми для исследователей и медицинских специалистов, что потенциально позволит другим группам проверять результаты и использовать их в собственных исследованиях.

Читайте также: Другие материалы о здоровье, питании и профилактике.

Источник: Rutgers University-New Brunswick / NIH.

Continue Reading
Advertisement

В тренде