https://bodybydarwin.com
Slider Image

Το μέλλον της ιατρικής μπορεί να εμπλέκει τη μουσική

2020

Πριν από τριάντα χρόνια στην ελπίδα Duarte της Καλιφόρνιας, ένας ερευνητής με το όνομα Susumu Ohno ήθελε να διερευνήσει έναν ενδιαφέροντα παράλληλο μεταξύ δύο πολύ διαφορετικών φαινομένων. Και η μουσική και τα γονίδια είχαν επανάληψη. Ενώ ο αριθμός των επιλογών διέφερε - δώδεκα για τη μουσική και μόνο τέσσερα για τα γονίδια - πίστευε ότι οι δύο θα μπορούσαν να ευθυγραμμιστούν έτσι ώστε να μπορούμε να κάνουμε μουσική από το γονιδίωμα μας.

Τα χρόνια από τότε, αρκετοί ερευνητές έχουν αναλάβει το καθήκον της μετάφρασης βιολογικών δεδομένων σε μουσική σημειογραφία, γνωστή ως ηχοποίηση. Τα γονίδια και οι πρωτεΐνες έχουν μεταμορφωθεί σε ακουστικά περάσματα. Όταν παίζονται, μεταφέρουν μια μοναδική προοπτική στη φύση των θεμελιωδών μορίων της ζωής.

Οι προσπάθειες των ερευνητών να δοκιμάσουν τα γενετικά και πρωτεϊνικά δεδομένα έχουν δημιουργήσει πολλές ενδιαφέρουσες, ίσως και αντίθετες, συνθέσεις. Δυστυχώς, το τελικό αποτέλεσμα είναι περιορισμένο ως προς τη χρησιμότητα. Παρά τη δυνατότητα ακρόασης δεδομένων, λίγα έχουν γίνει για να βρεθούν τρόποι αξιοποίησης αυτών των πληροφοριών στην ιατρική. Η ηχητικοποίηση έχει ουσιαστικά υποβιβαστεί σε μια εκτροπή και όχι σε έναν έγκυρο κλάδο της επιστήμης.

Αλλά για δύο ερευνητές στις Η.Π.Α. και το Ηνωμένο Βασίλειο, η αξία της βιολογικής μουσικής ήταν πολύ μεγάλη για να παραμείνει στην άκρη. Ήθελαν να εμβαθύνουν ακόμη περισσότερο στην μετάφραση της επιστήμης στην τέχνη για να βρουν ένα πραγματικό μέσο για να χρησιμοποιήσουν τη μουσική για την ιατρική. Με αυτόν τον τρόπο, και οι δύο δημοσίευσαν μια συναρπαστική προοπτική για την ηχομόνωση καθώς και άνοιξαν την πόρτα σε πιθανές ιατρικές εφαρμογές, όπως διαγνωστικά.

Για τους συγγραφείς, η γενική χρήση των δεδομένων ηχητικής ακτινοβολίας - τα δεδομένα ήταν απλά πολύ βασικά για οποιαδήποτε πραγματική χρήση. Η πραγματική αξία δεν υπήρχε σε μεμονωμένες σημειώσεις, αλλά σε μελωδία. Αυτό σήμαινε την εξέταση του στόχου - στην περίπτωση αυτή, των πρωτεϊνών - όχι ως μια σειρά ατομικών αμινοξέων, αλλά ως μια συλλογική οντότητα που αποτελείται από πτυχές. Οι πτυχώσεις περιείχαν τη μελωδία και ως εκ τούτου θα μπορούσαν να παρέχουν μια ηχηρή σύνθεση σε αντίθεση με οποιαδήποτε άλλη.

Έκαναν ένα πείραμα όπου δοκιμάζουν την ικανότητα των ατόμων να ακούν διαφορές στην μελωδία με βάση τις αλλαγές στη δομή των πρωτεϊνών. Τρεις διαφορετικοί τύποι συνθέσεων αναπτύχθηκαν με βάση τρία διαφορετικά μέσα ηχοληψίας. Ο στόχος ήταν να προσδιοριστεί κατά πόσον η μελωδία θα μπορούσε να παράσχει περισσότερες πληροφορίες και ενδεχομένως να προσδιορίσει ακόμη και τις ελάχιστες αλλαγές.

Η πρώτη μέθοδος ήταν μια άμεση ανάθεση μουσικών σημειώσεων στα αμινοξέα. Το πέτυχαν αυτό εξετάζοντας την ικανότητα κάθε αμινοξέος να αλληλεπιδρά με το νερό, γνωστό ως υδροπάθεια. Μετά τον υπολογισμό ενός αριθμού για κάθε αμινοξύ, θα μπορούσαν να αποδοθούν μουσικές νότες. Λόγω της αναντιστοιχίας των αριθμών των σημειώσεων με τα αμινοξέα, παρατηρήθηκε κάποια επανάληψη με βάση την ομοιότητα των τιμών της υδροπάθειας.

Σε αυτό το σημείο, οι συγγραφείς είχαν μια μουσική κλίμακα βασισμένη στην ικανότητα ενός αμινοξέος να γίνει μέρος ενός τύπου δίπλωμα πρωτεΐνης. Τα πιο υδρόπαλα αμινοξέα συσσωματώθηκαν μαζί ως χαμηλές σημειώσεις ενώ τα λιγότερο υδροπάθεια ήταν υψηλότερα σε πίσσα. Συνολικά διανεμήθηκαν 17 διαφορετικές σημειώσεις που καλύπτουν δυόμισι οκτάβες.

Η δεύτερη μέθοδος αφορούσε την ανάπτυξη μελωδίας από τις πτυχές. Για να επιτευχθεί αυτό, αριθμητικές αλληλουχίες αποδόθηκαν σε κάθε πτυχή με βάση την ικανότητά του να επεκτείνεται ή να συμπιέζεται. Οι αριθμοί χρησιμοποιήθηκαν στη συνέχεια για να βρεθεί η απόσταση μεταξύ κάθε σημείωσης. Αυτό με τη σειρά του επέτρεψε σε ένα αμινοξύ note να κατέχει επίσης χρόνο, όπως ένα τέταρτο σημείωμα ή ένα όγδοο σημείωμα.

Η τελική μέθοδος περιλαμβάνει τη χρήση του βάθους κάθε αμινοξέος μέσα σε μια δομή πρωτεϊνών. Στην περίπτωση αυτή, δεν υπήρχαν σημειώσεις για κάθε αμινοξύ. Κάθε αμινοξύ έλαβε ένα σημείο στη μουσική κλίμακα μόνο ως αποτέλεσμα της τοποθέτησής του στην πρωτεΐνη. Εάν ήταν βαθιά μέσα στη δομή, ο γήπεδο θα ήταν χαμηλότερος. Αν ήταν πιο κοντά στην επιφάνεια, ο ήχος θα ήταν υψηλότερος. Επιπλέον, δεν υπήρχε καμία σχέση με τις σημειώσεις.

Με τις τρεις διαφορετικές μεθόδους στο χέρι, το δίδυμο ζήτησε από 38 άτομα να ακούσουν τις συνθέσεις και να προσδιορίσουν εάν μπορούν να διακρίνουν μια ομοιότητα μεταξύ του μουσικού περάσματος και μιας οπτικής αναπαράστασης της πρωτεΐνης. Οι εθελοντές έλαβαν τέσσερις επιλογές που κυμαίνονταν από όμοιους και όχι παρόμοιους. Η ελπίδα ήταν ότι τουλάχιστον ένα, εάν όχι και τα τρία, θα είχε γενικά θετικά αποτελέσματα.

Όταν τα αποτελέσματα επανήλθαν, και τα τρία έδειξαν υποσχέσεις. Τουλάχιστον τα τρία τέταρτα των ανθρώπων μπόρεσαν να βρουν ομοιότητα ανεξάρτητα από την τεχνική. Ωστόσο, όπως αναμενόταν, το υψηλότερο ποσοστό επιτυχίας ήρθε με τη μέθοδο με τη χρήση μελωδίας. Τουλάχιστον σε αυτό το ένα πείραμα, η πρόσθετη προσπάθεια χρήσης των πτυχών ήταν χρήσιμη.

Για τους συγγραφείς, αυτή η αποκάλυψη αποκαλύπτει πώς η πολυπλοκότητα των πρωτεϊνικών δομών μπορεί να μεταφραστεί αποτελεσματικά στη μουσική ενσωματώνοντας τις πτυχές. Αυτό επιτρέπει επίσης την προσθήκη της πρωτεϊνικής λειτουργίας στη διαδικασία ακρόασης καθώς οι πτυχές επιτρέπουν στις πρωτεΐνες να εξυπηρετούν ορισμένους σκοπούς. Ίσως το πιο σημαντικό, οι αλλαγές σε αυτές τις πτυχές και ενδεχομένως η λειτουργία θα οδηγήσουν σε μια αλλαγή στη μελωδία που θα μπορούσε εύκολα να πάρει από το αυτί.

Όσον αφορά τη φαρμακευτική εφαρμογή, η χρήση της μουσικής πάνω από τη μοριακή μπορεί να προσφέρει ένα εργαλείο στη διάγνωση. Οι μέθοδοι γρήγορης πρωτεϊνικής αλληλουχίας θα μπορούσαν να περιλαμβάνουν τη μετάφραση στη μουσική και να παρέχουν μια ταχεία αξιολόγηση της αλληλουχίας και του σχήματος. Επιπλέον, η σύγκριση του απομονωμένου μορίου με τους μάρτυρες μπορεί να οδηγήσει σε ταχεία αναγνώριση μεταλλάξεων, όπως αυτές που παρατηρούνται στην αντοχή στα αντιβιοτικά. Αυτό αναπόφευκτα θα μπορούσε να επιταχύνει τον απαιτούμενο χρόνο μεταξύ της διάγνωσης και της δράσης και επίσης να βελτιώσει τα αποτελέσματα των ασθενών με αλλοίωση των θεραπευτικών αγωγών.

3D εκτυπωμένες ωοθήκες, οπτική ψευδαίσθηση που αλλάζει σχήμα και άλλες εκπληκτικές εικόνες της εβδομάδας

3D εκτυπωμένες ωοθήκες, οπτική ψευδαίσθηση που αλλάζει σχήμα και άλλες εκπληκτικές εικόνες της εβδομάδας

Αυτό το ψάρι βασικά δίνει στους εχθρούς του ηρωίνη

Αυτό το ψάρι βασικά δίνει στους εχθρούς του ηρωίνη

Οι πιο εκπληκτικές καινοτομίες για την υγεία του 2018

Οι πιο εκπληκτικές καινοτομίες για την υγεία του 2018