7 технологических трендов 2024 года

На выходных прочитал научные прогнозы от изданий Nature и CAS на этот год. По всем медицинским направлениям у нас есть уникальные разработки.

Синтетическая биология. Новое научное направление, которое позволяет проектировать и синтезировать белки, ДНК, клетки и организмы с заданными свойствами и функциями. Еще полтора года назад эти процессы были невозможны, но благодаря быстрому развитию генеративных нейросетей теперь это делается в несколько кликов. Для этого используются ИИ-инструменты RFdiffusion и Chroma, разработанные Baker Lab и Generate Biomedicines. В России для этих целей была разработана платформа Syntelly при поддержке Медтеха.

Детекция дипфейков. Технологии для определения подделок в медиаконтенте, созданных с помощью ИИ. Это важное направление в борьбе с манипуляцией, дезинформацией и шантажом. Исследователи Университета Буффало запустили проект DeepFake-O-Meter, который оценивает вероятность подделки в изображениях. Среди российских разработок в этой области можно отметить Neurodata Lab, VisionLabs и SberDevices.

Генная инженерия. Отрасль, которая объединяет технологии редактирования геномов. Одним из самых популярных и эффективных методов считается CRISPR. Благодаря этой разработке стало возможным с высокой точностью изменять ДНК живых организмов. В конце 2023 года был одобрен первый препарат на основе «генетических ножниц» для лечения серповидноклеточной анемии – наследственной патологии. Один из ключевых наших резидентов в этой отрасли компания «Генная Хирургия» разрабатывает первый в России невирусный генотерапевтический противоопухолевый препарат. В настоящее время успешно завершена первая фаза клинического исследования, которое проводится в федеральных и московских центрах.

Нейрокомпьютерный интерфейс. Разработки в этой отрасли позволяют обмениваться информацией между мозгом и электронным устройством: используются для восстановления или улучшения нейрофункций, поврежденных болезнями или травмами. Один из примеров таких разработок – BrainGate10 нейробиолога Фрэнсиса Уиллетта из Стэнфордского университета. Это имплантат, который считывает сигналы с мозга пациентов с параличом и переводит их в текст или речь с помощью ИИ. В нашей стране этому направлению уделяется большое внимание. Вот только имена тех ученых, с кем мы записывали подкасты или встречались совсем недавно: Всеволод Белоусов, Михаил Лебедев, Алексей Осадчий и Маттео Феурра.

Суперразрешение. Технологии получения изображений с разрешением, превышающим дифракционный предел, то есть минимальный размер объекта, который можно различить с помощью оптического микроскопа. Одно из последних решений — метод ONE, созданный нейробиологами из Геттингена. В его основе используются специальные молекулы, которые светятся под действием лазера и увеличивают размер объекта в несколько раз.

Клеточные атласы. Каталогизация и анализ всех типов клеток в организме, используя методы одноклеточной геномики, транскриптомики, протеомики и метаболомики. Решения в этом направлении могут помочь в изучении функций, взаимодействий и эволюции клеток, а также в диагностике и лечении многих заболеваний. Один из примеров клеточного атласа — Human Cell Atlas – глобальный консорциум, стремящийся собрать и проанализировать данные обо всех типах клеток в человеческом теле. В Москве в рамках грантовой программы Мэра Москвы и при нашей поддержке врачами составляется клеточный атлас нейроэндокринных новообразований поджелудочной железы на основе транскриптомного анализа. Плюс у нас есть проекты, в основе которых лежат омиксные технологии: RUSS-AGE и NeurOmix.

3D-печать наноматериалов. Большой прорыв в области нанотехнологий. С помощью этой технологии создаются наноструктуры с высокой точностью, скоростью и масштабируемостью. Так, исследователи из Калифорнийского технологического института смогли создать металлические наноструктуры размером всего в 150 нанометров, что сопоставимо с размерами вируса гриппа.