Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Дендритные шипики — это выступы плазматической мембраны нейронов на их отростках (дендритах), отвечающие за синаптические связи с другими нейронами (в синапсе они выступают в роли постсинаптической мембраны). Дендритные шипики могут иметь самые разные формы; в течении жизни они появляются, растут, меняются и исчезают. Считается, что морфология (форма) дендритных шипиков тесно связана с тем, как они функционируют. Также выдвигаются гипотезы о связи расположения шипиков на нейроне и их функционировании. Область исследования формы шипиков и их расположения при различных состояниях и заболеваниях поистине безгранична. Ранее разработанные математические методы и ПО для анализа изображений шипиков с ростом объема данных теряют свою актуальность, так как они лишь упрощают или совершенствуют неточную и долгую ручную обработку таких сложных данных. На сцену выходит искусственный интеллект: нейросетевые методы сегментации дендритов и шипиков, машинная классификация шипиков и дендритов на основе математических метрик, графовые нейронные сети для классификации нейронов. Об этих методиках и перспективах использования их в исследованиях дендритных шипиков расскажем ниже.

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: На заре обработки биологических снимков исследователь проводил долгие часы, вручную обводя контуры клеток или даже подсчитывая клетки микроскопического поля в камере Горяева. Развитие технологий обработки изображений позволило автоматизировать такие задачи, как подсчет клеток на снимке и их классификация. Это значительно продвинуло разработку лекарств (быстрый анализ выживаемости), диагностику заболеваний и многие другие направления исследований. В этой статье рассмотрим эволюцию подходов к определению клеток на микроскопических изображениях в задачах компьютерного зрения — как методы анализа клеточных снимков развивались от алгоритмов с жестко заданными правилами обработки пикселей к нейросетевым моделям, использующим обучение на данных, геометрические представления формы и самообучение. И разберемся, почему каждый новый подход возникал как ответ на ограничения предыдущего, и как со временем менялся сам способ формального описания клеточной структуры.

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: На протяжении десятилетий нейробиология служила главным источником вдохновения для создания искусственного интеллекта. Однако сегодня ИИ стал мощнейшим инструментом для познания нашего собственного разума. Данная статья рассматривает новую гибридную область исследований — NeuroAI, которая возникла не так давно, но уже завоевала внимание многих ученых мира. NeuroAI можно использовать не только как классический инструмент для обработки данных, но и как платформу для обратного проектирования (reverse engineering) мозга. В этом неклассическом подходе искусственные нейросети используются как «цифровые двойники» для тестирования гипотез о работе кортикальных сетей. В этой статье приводится ряд интересных исследований, демонстрирующих возможности такого подхода: от иерархической организации зрительной и слуховых систем и тонкой специализации нейронных популяций до моделирования и изучения нейробиологических поломок, лежащих в основе психических заболеваний.

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Na+/K+-АТФаза — это молекулярная машина, которая работает в мембране каждой клетки нашего организма, не останавливаясь ни на секунду. Она перекачивает ионы натрия и калия против их градиента концентрации, создавая электрический потенциал на мембране и обеспечивая множество важнейших процессов — от проведения нервных импульсов до сокращения сердца. За открытие этого фермента в 1997 году была присуждена Нобелевская премия, но и сегодня исследователи продолжают находить у него новые, порой совершенно неожиданные функции.

Комикс на конкурс «Био/Мол/Текст»: IgE-опосредованная аллергическая реакция — это иммунная стратегия млекопитающих, направленная на избавление от многоклеточных паразитов и их личинок. Мой комикс раскрывает механизм осуществления сверхбыстрой реакции на небольшие количества паразитарных антигенов и в шуточной форме рассказывает об истоках возникновения IgE-опосредованной аллергии в процессе эволюции.

Вышивка на конкурс «Био/Мол/Текст»: Эта работа — попытка отразить единство и многообразие жизни на Земле через символы генетического кода. Четыре буквы кода ДНК (A, T, G, C) превращены в художественные образы царств живой природы: Животные, Растения, Грибы и Бактерии. Каждая буква населена представителями царств и представляет визуальную метафору того, что универсальный язык ДНК лежит в основе всего биологического разнообразия.