Temačne reakcije

Avtizem je razvojna motnja, za katero so značilne težave s komunikacijo, socialnimi odnosi in ozek spekter interesov. Čeprav se pojavi le pri enem odstotku populacije, so na podlagi preučevanja enojajčnih dvojčkov ugotovili, da ima motnja visoko stopnjo dednosti.

Ameriška raziskovalka Jacqueline N. Crawley je v znanstveni reviji Trends in Genetics objavila primerjavo genov, ki so udeleženi pri različnih vrstah raka, avtizmu in drugih boleznih živčevja. Izkazalo se je, da gre za popolnoma iste gene.

Toda kaj imajo skupnega rakaste celice in nevroni? Kot kaže, so to celični popravljalni mehanizmi. Če je njihovo delovanje moteno, pride do mutacij oziroma napak v genskem zapisu. Ker so geni nevronov navadno veliki, je tam večja možnost napak pri podvajanju genskega zapisa. Posledica teh mutacij je tako lahko rak ali pa motnja v živčnih povezavah, ki povzroči razvojno motnjo.

Manjše študije so že nakazale večje tveganje za pojav raka pri avtistih, toda to je seveda odvisno tudi od drugih dejavnikov. Nove ugotovitve pa med drugim opozarjajo tudi na nove možnosti zdravljenja avtizma s protitumornimi učinkovinami.

Vam gredo na živce vsakodnevne novice o novih, čudežnih materialih? Hočete izbrisati kolege na Facebooku, ki lajkajo te bombastične press release, ki jih stalno kopira I fucking love science? Zdaj bo samo še huje. Sodeč po članku, ki ga je objavila raziskovalna skupina s Haverford kolidža v ZDA, se obeta še učinkovitejše odkrivanje novih materialov s pomočjo strojnega učenja.

A pustimo temačne napovedi ob strani in se posvetimo vsebini njihove raziskave. V projektu, poimenovanem Dark Reactions, je omenjena raziskovalna skupina ustvarila računalniški model, s katerim je mogoče napovedati uspešnost kristalizacije pri kemijski sintezi.

Računalniški model jim je uspelo najbolje narediti z metodo Support vector machine, ki se uči na že obstoječih rešitvah. V tem primeru so računalniški program nahranili s podatkovno bazo zapisov o skoraj 4000 reakcijah, ki so jih v preteklosti izvedli v laboratoriju, a jih večinoma niso objavili, ker so bile neuspešne. S tem so postale tako imenovane temne reakcije. Z vsako reakcijo so v podatkovni zbirki opredeljeni reagenti, njihova količina, fizikalne in kemijske lastnosti, lastnosti reakcije in podobno.

Ko se je program nahranil s podatki, se je naučil in uspel z 89-odstotno natančnostjo napovedati, pri katerih reakcijah sinteze novih kovinskih oksidov z diamini poteče kristalizacija. Za primerjavo se je pri isti nalogi skupina izkušenih kemikov izkazala z 78 odstotki pravilnih napovedi.

Poleg stvaritve uspešnega napovednega modela pa je z nadaljnjo obdelavo tega modela raziskovalni skupini uspelo ustvariti tudi odločitvena drevesa, ki pomagajo oblikovati nove kemijske hipoteze o zakonitostih pri sintezi materialov. Celotna koda, ki so jo uporabili pri eksperimentu, je prosto dostopna na spletu na naslovu github.com/darkreactions.

Temačne eksperimente sva izvajala Andrea in Jaka.