В одном исследовании квантовые вычисления применяются к нейронам, полученным из молочных зубов

Всё начинается, как в детской сказке о Мышке Перес, и ожидается, что эта история закончится таким же счастливым финалом. Этот щедрый грызун является лейтмотивом научного проекта, в котором сочетаются биотехнология, нейронаука и квантовые вычисления, а его основная цель — выявить скрытые закономерности нейродегенеративных заболеваний, которые помогут найти подсказки для разработки эффективных методов лечения этих патологий. Профессор Университета Мигеля Эрнандеса (UMH) Сальвадор Мартинес, исследователь Института нейронаук Аликанте, возглавляет научную группу, которая рассчитывает получить положительные результаты в течение года. Исследование под названием «Сагутксоа» (что означает «мышонок» на баскском языке) начинается с получения нейронов из молочных зубов, пожертвованных детьми с редкими нейронными нарушениями, и завершится применением квантовых вычислений к триллионам данных, собранных в ходе лабораторных испытаний этих нейронов. Исследование уже ведётся. Группа под руководством профессора Мартинеса создала общедоступный биобанк, содержащий более 50 замороженных нейронных линий, и имеет в своём распоряжении ещё 300 детей, готовых пожертвовать молочный зуб. «Первая задача заключалась в том, чтобы выяснить, содержатся ли в пульпе этих молочных зубов клетки-предшественники нервного гребня, то есть способны ли они производить нейроны. Ответ оказался положительным». «У нас есть стволовые клетки, которые могут превращаться в нейроны естественным путем, без генетической модификации», — отмечает исследователь в телефонном разговоре с EL PAÍS. Это «важный качественный скачок», поскольку, как он объясняет, эксперимент проводится с использованием человеческих нейронов, без необходимости изучать их поведение на животных. На первом этапе научное исследование будет сосредоточено на редких заболеваниях, таких как адренолейкодистрофия (АЛД) — генетическое прогрессирующее заболевание, поражающее нервную систему, — и врождённая эпилепсия, которая проявляется повторяющимися судорожными приступами из-за нарушений, имеющихся с рождения. Если результат окажется удовлетворительным, не исключается расширение исследования на другие нарушения, влияющие на развитие нервной системы. Эта инициатива реализуется при поддержке фонда The Walk On Project (WOP) с начальным бюджетом в 120 000 евро. Фонд WOP, созданный 16 лет назад, занимается организацией мероприятий (концертов, спортивных соревнований, гонки уток в устье реки Бильбао и в Сарагосе…) с целью сбора средств, которые направляются на финансирование исследовательских проектов по разработке методов лечения нейродегенеративных заболеваний. На сегодняшний день на эти цели было выделено полтора миллиона евро. Организация Sagutxoa сделала гигантский шаг вперёд, получив в своё распоряжение нейронную модель, на основе которой можно проводить исследования до получения электрофизиологических данных, а также заниматься протеомикой (изучением белков) и транскриптомикой (изучением молекул). «Исследование будет включать сравнение нейронов людей, не страдающих нейродегенеративными заболеваниями, с нейронами пациентов, пораженных этими заболеваниями. Мы наблюдали, что на этапе культивирования нейроны, полученные из молочных зубов без изменения генома, ведут себя естественно: формируют цепи, соединяются друг с другом, развивают синапсы… Все это дает нам огромный объем данных», — отмечает Мартинес. С учетом всей информации, собранной в лаборатории, исследование будет дополнено применением нейровычислений. Эту работу возглавит исследователь Айтор Морено, сотрудник технологической консалтинговой компании LKS Next (входящей в корпорацию Mondragón) и специалист в области искусственного интеллекта и квантовых вычислений: «Квантовые вычисления позволяют нам анализировать и оценивать большие объемы электрофизиологических данных за счет параллелизма. Методом «грубой силы» мы можем проанализировать, что происходит с этими молекулами. Это облегчит нам поиск скрытых закономерностей в исследуемых заболеваниях посредством целостного анализа». Существующая в Стране Басков квантовая экосистема облегчит выполнение этой задачи. Проект опирается на инфраструктуру Basque Quantum правительства Страны Басков, позволяющую использовать систему IBM Quantum System Two, установленную в Сан-Себастьяне, а также на стратегию Biqain провинциального совета Бискайи. Цель данного этапа, поясняет Морено, заключается в том, чтобы «сравнить поведение здорового мини-мозга и мини-мозга, поражённого мутацией». Только так мы сможем определить терапевтическую мишень». Мартинес подчеркивает, что «применение квантовых алгоритмов станет качественным скачком, поскольку позволит нам получить биомаркеры и проверить, действуют ли методы лечения». «Когда мы проанализируем 10 заболеваний с помощью квантовых технологий, мы начнем получать очевидные результаты», — прогнозирует нейробиолог. Микель Рентерия, президент WOP и отец молодого человека, перенесшего в 2008 году пересадку костного мозга, надеется, что это исследование станет прорывом в поиске возможных методов лечения: «Трудно говорить о сроках, но примерно через год мы должны прийти к первым выводам по текущему этапу. Проект Sagutxoa обладает огромным потенциалом, но в то же время мы должны проявлять осторожность, чтобы не создавать ложных ожиданий».