Nerd News: Holen Sie sich einen Ultraschall

Diese Woche in den Nerd News: Ultraschallgeräte in Briefmarkengröße, an denen man festhalten kann – und wie KI die Form fast aller Proteine ​​auf unserem Planeten entschlüsselt.

Im Jahr 2020 sorgte eine künstliche Intelligenz (KI) namens AlphaFold weltweit für Schlagzeilen: Das Programm war in der Lage, die endgültige Form eines Proteins anhand seiner Aminosäuresequenz vorherzusagen (informiere uns). Dieses Rätsel, auch Proteinfaltungsproblem genannt, beschäftigt Biologen seit einem halben Jahrhundert.

Jetzt macht AlphaFold wieder von sich reden. Offenbar hat es die KI geschafft, die Skelette von mehr als 200 Millionen zu zertrümmern Proteine Vorhersagen – das schließt so ziemlich jedes Protein ein, das auf unserem Planeten bekannt ist. Jedes dieser Proteine ​​ist nun inklusive seiner Struktur frei zugänglich Datenbank untergeordnet Europäisches Institut für Bioinformatik des European Molecular Biology Laboratory (EMBL-EBI) Verfügbar. Wissenschaftler sind sich bereits einig, dass dies eine Revolution in der biomedizinischen und pharmazeutischen Forschung ist. Aber warum eigentlich?

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Das Erstellen genauer Karten der Aminosäureanordnung von Proteinen ist oft der erste Schritt, um neue Einblicke in die Funktionsweise von Proteinen zu gewinnen. Ohne diese Strukturinformationen ist es beispielsweise schwierig, Medikamente zu entwerfen. Aber auch zu verstehen Neurologische Erkrankungen, wo fehlgefaltete Proteine ​​eine Rolle spielen, ist die Kenntnis der Struktur unerlässlich. Bisher werden solche Strukturbestimmungen üblicherweise durch vorgenommen Röntgenkristalle Oder die Kryotomographie – eine sehr komplexe und teure Aufgabe. Computervorhersagen auf Basis von Deep Learning sind eine schnelle und kostengünstige Alternative.

Sie können mehr über AlphaFold lesen hier drüben.

Mini-Ultraschall

MIT-Ingenieure haben einen Stempel in der Größe einer Briefmarke Ultraschallgerät Entwickelt, um auf der Haut zu haften und 48 Stunden lang kontinuierliche Ultraschallbilder der inneren Organe zu liefern. in deiner Bleiben Sie Sie konnten Probanden zeigen, dass Ultraschalletiketten live hochauflösende Bilder von großen Blutgefäßen und tiefen Organen wie Herz, Lunge und Magen erzeugen. Die Etiketten blieben fest angebracht und zeichneten Veränderungen der Kernorgane auf, selbst beim Joggen oder Fahrradfahren.

Das aktuelle Design erfordert noch die Kommunikation mit anderen Instrumenten, die die reflektierten Schallwellen in Bilder umwandeln. Die Aufkleber in ihrer jetzigen Form können den Forschern zufolge weiterhin direkt verwendet werden: Sie können beispielsweise ähnlich wie in Krankenhäusern an Patienten angebracht werden EKG-Poster Zur Überwachung des Herzens und damit zur kontinuierlichen Bildgebung der inneren Organe.

Wenn die Geräte drahtlos arbeiten können – ein Ziel, auf das das Team derzeit hinarbeitet – könnten Ultraschalletiketten zu tragbaren Bildgebungsprodukten werden, die Patienten einfach aus der Arztpraxis mit nach Hause nehmen können. Die Erfinder des Ultraschalllabels sind überzeugt, dass dies ein „großer Durchbruch bei tragbaren Geräten und medizinischer Bildgebung“ wäre.

Sie können sehen, wie das Mini-Ultraschallgerät aussieht hier drüben Anschauen.

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Chamäleon unter Patches

Eine Kompressionsbandage, die ihre Farbe ändert, wenn sie zu eng oder zu locker ist. Ein Armband, das den Blutdruck durch Farbwechsel überwacht – ganz ohne Elektronik. Dies sind nur zwei von vielen angewandten Ideen, die MIT-Forscher für ihr neu entwickeltes Herstellungsverfahren haben, das Materialien eine „strukturelle Farbe“ verleiht. Die Farbe des Materials hängt also davon ab, ob Sie es dehnen oder stauchen.

Die Ingenieure ließen sich von den lichtreflektierenden Muschelschalen, Schmetterlingsflügeln und anderen schillernden Lebewesen in der Natur inspirieren. Aufgrund der mikroskopisch kleinen Oberflächenstrukturen erscheinen diese Strukturen schimmernd und verfärbt. Sie orientierten sich bei der Herstellung an einer alten Fototechnik aus dem 19. Jahrhundert: dem Littmann-Verfahren.

Wie genau das neue Verfahren funktioniert und wie dieses Material aussieht, sehen Sie im folgenden Video:

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Bildquelle: Louis Villasmil, Unsplash

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