Znajdź zawartość

Na University of Leeds powstał system sztucznej inteligencji (SI), który analizuje skany oczu wykonywane podczas rutynowych wizyt u okulisty czy optyka i wskazuje osoby narażone na... wysokie ryzyko ataku serca. System analizuje zmiany w miniaturowych naczyniach krwionośnych siatkówki, o kórych wiemy, że wskazują na szerszy problem z układem krążenia. Specjaliści z Leeds wykorzystali techniki głębokiego uczenia się, by przeszkolić SI w automatycznym odczytywaniu skanów oraz wyławianiu osób, które w ciągu najbliższego roku mogą doświadczyć ataku serca. System, który został opisany na łamach Nature Machine Intelligence, wyróżnia się dokładnością rzędu 70–80 procent i zdaniem jego twórców może być wykorzystany przy diagnostyce chorób układu krążenia. Choroby układu krążenia, w tym ataki serca, to główne przyczyny zgonów na całym świecie i druga przyczyna zgonów w Wielkiej Brytanii. To choroby chroniczne, obniżające jakość życia. Ta technika może potencjalnie zrewolucjonizować diagnostykę. Skanowanie siatkówki to tani i rutynowy proces stosowany w czasie wielu badań oczu, mówi profesor Alex Frangi, który nadzorował rozwój nowego systemu. Osoby badane przez okulistę czy optometrystę mogą niejako przy okazji dowiedzieć się, czy nie rozwija się u nich choroba układu krążenia. Dzięki temu leczenie można będzie zacząć wcześniej, zanim pojawią się inne objawy. System sztucznej inteligencji trenowano na danych okulistycznych i kardiologicznych ponad 5000 osób. Uczył się odróżniania stanów patologicznych od prawidłowych. Gdy już się tego nauczył, na podstawie samych skanów siatkówki był w stanie określić wielkość oraz wydajność pracy lewej komory serca. Powiększona komora jest powiązana z większym ryzykiem chorób serca. Następnie SI, łącząc dane o stanie lewej komory serca z informacjami o wieku i płci pacjenta, może przewidzieć ryzyko ataku serca w ciągu najbliższych 12 miesięcy. Obecnie rozmiar i funkcjonowanie lewej komory serca jesteśmy w stanie określić za pomocą echokardiografii czy rezonansu magnetycznego. To specjalistyczne i kosztowne badania, które są znacznie gorzej dostępne niż badania prowadzone w gabinetach okulistycznych czy optycznych. Nowy system nie tylko obniży koszty i poprawi dostępność wczesnej diagnostyki kardiologicznej, ale może odegrać olbrzymią rolę w krajach o słabiej rozwiniętym systemie opieki zdrowotnej, gdzie specjalistyczne badania są bardzo trudno dostępne. Ten system sztucznej inteligencji to wspaniałe narzędzie do ujawniania wzorców istniejących w naturze. I właśnie to robi, łączy wzorce zmian w siatkówce ze zmianami w sercu, cieszy się profesor Sven Plein, jeden z autorów badań. « powrót do artykułu

Do poprawy pogarszającego się wzroku wystarczą 3 minuty tygodniowo porannej ekspozycji oczu na światło czerwone o długości fali 670 nm, donoszą naukowcy z University College London. Najnowsze badanie opiera się na wcześniej przeprowadzonych eksperymentach, kiedy to ten sam zespół naukowy zauważył, że wystawienie oka na trzyminutową ekspozycję światła czerwonego uruchamiało mitochondria w siatkówce. Teraz naukowcy chcieli sprawdzić, jaki wpływ na oczy będzie miała pojedyncza trzyminutowa ekspozycja na światło o odpowiedniej długości fali. Postanowili też sprawdzić, czy skuteczne będzie światło o znacznie mniejszej energii niż w poprzednich badaniach. Jako, że podczas wcześniejszych badań zauważyli, że mitochondria „pracują na zmiany” w zależności od pory dnia, zbadali też, czy istnieje różnica pomiędzy wystawieniem oczu na działanie światła rano i wieczorem. Okazało się, że po trzyminutowym wystawieniu oka na działanie światła o długości fali 670 nm wiązało się z 17-procentową poprawą postrzegania kontrastu pomiędzy kolorami. Efekt taki utrzymywał się przez co najmniej tydzień. Co interesujące, pozytywny skutek miało wyłącznie poddanie się działania takiego światła rankiem. Oświetlanie oka po południu nie przyniosło żadnej poprawy. Autorzy badań mówią, że ich odkrycie może doprowadzić do pojawienia się taniej domowej terapii, która pomoże milionom ludzi na całym świecie, doświadczającym naturalnego pogarszania się wzroku. Wykazaliśmy, że pojedyncza poranna ekspozycja na światło czerwone o odpowiedniej długości fali znacząco poprawia wzrok, mówi główny autor badań, profesor Glen Jeffery. Komórki w naszych siatkówkach zaczynają starzeć się około 40. roku życia. Pogarsza się nam wzrok. Proces ten jest częściowo związany z gorszym funkcjonowaniem mitochondriów. Ich zagęszczenie jest największe w fotoreceptorach, które mają też największe wymagania energetyczne. Z tego też powodu siatkówka jest jednym z najszybciej starzejących się organów naszego organizmu. W ciągu życia dochodzi w niej do aż 70-procentowego spadku produkcji ATP, substancji odgrywającej bardzo ważną rolę w produkcji energii. To prowadzi do znacznego upośledzenia funkcji fotoreceptorów, którym brakuje energii. Uczeni z UCL najpierw przeprowadzili eksperymenty na myszach, muszkach-owocówkach i trzmielach, u których zauważyli znacznie poprawienie funkcjonowania fotoreceptorów po oświetleniu ich światłem o długości 670 nm. Mitochondria są szczególnie wrażliwe na większe długości fali, które wpływają na ich funkcjonowanie. Fale o długości 650–900 nm powodują zwiększenie produkcji energii przez mitochondria, dodaje Jeffery. Fotoreceptory składają się z czopków, odpowiedzialnych za widzenie kolorów, oraz pręcików, reagujących na intensywność światła, pozwalających np. na widzenie przy słabym oświetleniu. Autorzy badań skupili się na czopkach i pomiarach postrzegania kontrastu pomiędzy czerwonym a zielonym oraz niebieskim a żółtym. W badaniach wzięło udział 20 osób w wieku 34–70 lat, u których nie występowały choroby oczu i które prawidłowo widziały kolory. Pomiędzy godziną 8 a 9 rano ich oczy były przez trzy minuty oświetlane za pomocą urządzenia LED przez światło o długości 670 nm. Trzy godziny później zbadano ich postrzeganie kolorów, a u 10 osób badanie powtórzono tydzień później. Średnio widzenie kolorów poprawiło się u badanych o 17% i stan ten utrzymał się przez co najmniej tydzień. U niektórych ze starszych osób doszło do 20-procentowej poprawy widzenia kolorów. Kilka miesięcy później, po upewnieniu się, że pozytywny efekt poprzedniego eksperymentu już minął, badanie powtórzono na 6 osobach. Przeprowadzono je w taki sam sposób, ale pomiędzy godzinami 12 a 13. Nie zauważono żadnej poprawy widzenia. Profesor Jeffery mówi, że obecnie brakuje na rynku tanich urządzeń do terapii wzroku czerwonym światłem. Istniejące urządzenie mogą zaś kosztować ponad 20 000 USD. Dlatego też uczony rozpoczął współpracę z firmą Planet Lighting UK i pomaga jej stworzyć tanie urządzenie do domowej terapii. Technologia jest prosta i tania, energia fali 670 nm jest niewiele większa od naturalnie otaczającego nas światła. Biorąc to pod uwagę, jestem przekonany, że uda się stworzyć tanie łatwe w użyciu urządzenie do stosowania w domu, stwierdza uczony. Naukowcy podkreślają jednak, że przydatne byłyby dodatkowe badania na większej próbce ochotników, gdyż zauważyli, że nawet u osób w podobnym wieku różnica w poprawie wzroku może być znacząca. Być może istnieją jeszcze inne czynniki, które na to wpływają. Ze szczegółami badań można zapoznać się na łamach Scientific Reports. « powrót do artykułu

Wpatrywanie się przez 3 minuty dziennie w głęboką czerwień może znacząco poprawić wzrok - twierdzą naukowcy z Uniwersyteckiego College'u Londyńskiego (UCL). Zespół, którego wyniki ukazały się w Journals of Gerontology, uważa, że odkrycie to może sygnalizować erę domowych terapii okulistycznych, pomagających milionom ludzi z naturalnie pogarszającym się wzrokiem. W miarę starzenia nasz wzrok znacząco się pogarsza. [...] Stopniowo pogarsza się zarówno czułość siatkówki, jak i widzenie barwne. Biorąc pod uwagę starzenie się społeczeństw, jest to coraz ważniejsza kwestia - podkreśla prof. Glen Jeffery. W wieku ok. 40 lat u ludzi komórki siatkówki zaczynają się starzeć. Po części tempo temu procesowi nadaje pogorszenie funkcji mitochondriów, które nazywa się centrami energetycznymi komórki. Gęstość mitochondrialna jest największa w fotoreceptorach siatkówki, które mają wysokie zapotrzebowanie energetyczne, dlatego siatkówka starzeje się szybciej niż inne narządy. Jednym słowem: czopkom i pręcikom brakuje energii (ATP) do podtrzymania normalnego działania. Wcześniejsze badania na myszach, trzmielach i muszkach owocowych wykazały, że ekspozycja na głęboką czerwień (fale o długości 670 nm) znacząco poprawia funkcję fotoreceptorów siatkówki. [...] Dłuższe 650-1000-nm fale są pochłaniane i poprawiają działanie mitochondriów, zwiększając produkcję energii - wyjaśnia Jeffery. Na potrzeby eksperymentu utworzono 24-osobową grupę; zebrano 12 kobiet i 12 mężczyzn w wieku 28-72 lat bez choroby oczu. Na początku studium wszystkich zbadano pod kątem czułości pręcików i czopków. Czułość pręcików badano w zaciemnionym pomieszczeniu, gdy wzrok przyzwyczaił się do mroku. Zadanie ochotników polegało na wykrywaniu światła o bardzo niskim natężeniu. Czułość czopków oceniano za pomocą kolorowych liter o bardzo małym kontraście. Później wszyscy dostawali do domu latarkę LED-ową. Proszono, by przez 2 tygodnie po 3 minuty dziennie wpatrywać się w strumień światła o długości fali rzędu 670 nm (oczy mogły być zamknięte, bo powieka nie odfiltrowuje tej długości światła). Na koniec ponawiano testy czułości czopków i pręcików. Okazało się, że u niektórych osób w wieku 40 lat i starszych wrażliwość czopków na kontrast barwny (zdolność do wykrywania kolorów) poprawiła się nawet o 20%. Poprawa była szczególnie zaznaczona dla niebieskiej części widma, która jak wiadomo, jest bardziej dotknięta skutkami pogorszonej funkcji mitochondriów. W tej grupie wiekowej stwierdzono również poprawę funkcji pręcików, ale nie była ona tak spektakularna, jak w przypadku czopków. Nasze badanie pokazuje, że za pomocą krótkiej ekspozycji na długość światła doładowującą podupadły system energetyczny komórek siatkówki można znacząco poprawić wzrok u starszych osób. Przypomina to doładowanie akumulatora. Technologia jest prosta i tania. Wykorzystuje głęboką czerwień pochłanianą przez mitochondria [...]. Zbudowanie naszego urządzenia kosztuje ok. 12 funtów [ok. 59 PLN], dlatego technologia pozostaje dostępna dla społeczeństwa. « powrót do artykułu

Wypalanie ponad 20 papierosów dziennie może prowadzić do uszkodzenia wzroku. W badaniu uwzględniono 71 zdrowych osób, które w ciągu życia wypaliły mniej niż 15 papierosów, oraz 63 osoby ze zdiagnozowanym uzależnieniem, które nigdy nie próbowały zerwać z nałogiem i wypalały ponad 20 papierosów dziennie. Ochotników w wieku 25-45 lat zbadano za pomocą tablic służących do oceny ostrości wzroku; wszyscy mieli wzrok normalny bądź skorygowany do normalnego. Podczas eksperymentu sprawdzano, jak dobrze badani radzą sobie z rozróżnianiem subtelnych różnic odcieni (poziomów kontrastu) i kolorów. Naukowcy sadzali ich w odległości 1,5 m od 19-calowego monitora CRT. Okazało się, że u palaczy występowały znaczące zmiany w widzeniu barwnym w zakresie niebiesko-żółtym i czerwono-zielonym (cechowała ich obniżona zdolność dyskryminacji kontrastów i barw). To sugeruje, że przyjmowanie substancji o działaniu neurotoksycznym może prowadzić do utraty widzenia barwnego. Wcześniejsze badania wskazywały, że długotrwałe palenie podwaja ryzyko związanego z wiekiem zwyrodnienia plamki żółtej. Powiązano je także z żółknięciem soczewki oraz zapaleniem [błony naczyniowej]. Nasze badania pokazują, że wypalanie dużej liczby papierosów lub przewlekła ekspozycja na substancje związane z ich używaniem wpływają na rozróżnianie wzrokowe [...] - podkreśla Steven Silverstein z Rutgers University. Badania, których wyniki ukazały się w Psychiatry Research, nie dają fizjologicznego wyjaśnienia zaobserwowanych zjawisk, ale naukowcy podejrzewają, że przyczyną są uszkodzenia naczyń i neuronów siatkówki. « powrót do artykułu

Nie jest tajemnicą, że niebieskie światło uszkadza siatkówkę. Nasze eksperymenty pozwoliły odpowiedzieć na pytanie, jak ten proces przebiega i mamy nadzieję, że przyczynią się one do powstania terapii spowalniających uszkodzenie oczu, mówi profesor Ajith Karunarathne z Uniwersytetu w Toledo. Zwyrodnienie plamki żółtej, nieodwracalna choroba, która prowadzi do znaczącej utraty wzroku, rozpoczyna się zwykle w szóstej lub siódmej dekadzie życia. Jest ono spowodowane śmiercią fotoreceptorów. Fotoreceptory do prawidłowego działania potrzebują molekuły o nazwie retinal, która wychwytuje światło i rozpoczyna całą kaskadę sygnałową prowadzącą do mózgu. Żeby widzieć potrzebujemy ciągłych dostaw retinalu. Fotoreceptory są bez niego bezużyteczne. Retinal jest zaś produkowany w oku, wyjaśnia Karunarathne. Zespół z Toledo odkrył, że niebieskie światło, z którym stykamy się przede wszystkim patrząc w ekrany i monitory, ale które jest też emitowane przez słońce, rozpoczyna reakcję tworzącą toksyczne molekuły w fotoreceptorach. Jeśli na retinal padnie niebieskie światło, molekuła ta się rozpada i powstają toksyny, które zabijają fotoreceptory, stwierdza Kasun Ratnayake, doktorant z laboratorium Karunarathne. Fotoreceptory nie ulegają regeneracji. Gdy zginą, nic ich nie zastąpi. Rozpad retinalu jest toksyczny dla wielu komórek. W ramach eksperymentów naukowcy wprowadzali retinal do komórek nowotworowych, komórek serca i neuronów. Po oświetleniu niebieskim światłem komórki te ginęły. Ani sam retinal bez światła, ani światło bez retinalu nie czyniły im krzywdy. Gdy użyliśmy światła zielonego, żółtego czy czerwonego, nic się nie działo. Toksyczność retinalu powodowana działaniem światła niebieskiego jest uniwersalna. Może zabić każdy typ komórek, mówi Karunarathne. Naukowcy odkryli, że alfa-tokoferol, forma witaminy E, który jest naturalnym przeciwutleniaczem, chroni komórki przed śmiercią. Problem jednak w tym, że z wiekiem nasz układ odpornościowy się osłabia i tracimy zdolność do obrony przed retinalem rozkładającym się pod wpływem niebieskiego światła. Dlatego też do utraty wzroku z tego powodu dochodzi na późniejszych etapach życia. Przed negatywnym wpływem niebieskiego światła możemy chronić oczy nosząc okulary z odpowiednim filtrem. Naukowcy radzą też, byśmy nie patrzyli w ciemności w ekrany smartfonów czy komputerów. Każdego roku w USA diagnozuje się ponad 2 miliony nowych przypadków degeneracji plamki żółtej. Dzięki zdobyciu większej liczby informacji na temat przyczyn i mechanizmów tego schorzenia możemy poszukać sposobów na ochronę oczu dzieci dorastających w świecie technologii, stwierdzają uczeni. « powrót do artykułu