Пару раз в неделю я выпускаю материалы, в которых проводятся ясные и четкие корреляции между состоянием ЖКТ и работой мозга. Вплоть до разработки рациона, подавляющего болезнь Альцгеймера. Микробиом – приоритетная цель, так как биоразнообразие колоний коррелирует и с отсутствием ожирения, и с успешным метаболизмом нейромедиаторов. Вот только не стоит надеяться, что пара «здоровых завтраков» или выпитые 2-3 бутылочки йогурта радикально и надежно пофиксят микробиом.
Дробное, стабильное питание
Впервые ученые применили нейросети чтобы определить потребности здорового микробиома. А именно необходимость постоянной подачи «правильных» продуктов. Речь идет об универсальной формуле: 5 фруктов/овощей в день. Но что стоит за таким образом жизни?
Исследователи из швейцарского университета École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) совместно с учёными из Калифорнийского университета в Сан-Диего использовали искусственный интеллект и машинное обучение для анализа данных о питании 1000 участников исследования Food & You. Речь идет об анализе как самих продуктов, так и образцов кала.
Ученые доказали, что важно не только включить фрукты, овощи и злаки в рацион. В приоритете именно регулярность. Это исследование доказано подтвердило, что популярная рекомендация «пять порций фруктов и овощей в день» действительно имеет смысл.
Это исследование ясно показывает, что невозможно объедаться овощами в «здоровый день», а затем всю оставшуюся неделю или месяц питаться «нездоровой» пищей. Наоборот, наше исследование показывает, что нерегулярное потребление здоровой пищи сводит на нет её полезное влияние на микробиом. Это настоящий стимул для будущих исследований, направленных не только на изучение того, что едят люди, но и на изменение их рациона в динамике.
Доцент Марсель Салате, руководитель Лаборатории цифровой эпидемиологии и соруководитель Центра искусственного интеллекта EPFL.
Как закалялся ЖКТ
Убедительность результатов обусловлена тем, как исследователи собирали данные и проводили анализ. Участники исследования использовали приложение MyFoodRepo на базе искусственного интеллекта, которое распознает продукты питания по фотографиям и штрихкодам для сбора данных о пищевой ценности, избавляя от необходимости вести дневники питания вручную. Эти же данные были перепроверены исследователями на точность вручную.
Исторически исследования в области питания основывались на опросниках по частоте приёмов пищи и 24-часовом анализе рациона. Теоретически можно попросить кого-то записать всё, что он ест, но на практике это практически невозможно. Теперь же ИИ настолько совершенен, что мы можем собирать данные в больших масштабах.
Рохан Сингх, ассистент доктора наук в Лаборатории цифровой эпидемиологии Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) и ведущий автор статьи.
Более того, американская группа использовала эту технологию для анализа образцов кала и смогла с точностью 85% определить, что именно ел человек, основываясь на бактериальном составе. Это также означает, что машинное обучение может «предписать» оптимальный план питания для улучшения здоровья кишечника.
Для наших коллег из Сан-Диего, ведущих мировых экспертов в области исследований микробиома, это было захватывающим событием. Получить такие данные из образца кала относительно легко, но понять особенности чьего-либо рациона питания, как известно, крайне сложно, и собирать такие данные — задача не из лёгких.
Доцент Марсель Салате, руководитель Лаборатории цифровой эпидемиологии и соруководитель Центра искусственного интеллекта EPFL.
В последние годы роль микробиома отражается не только на здоровье пищеварительного тракта, но и во влиянии на метаболические и когнитивные функции, психическое здоровье и многое другое. Это исследование приближает нас к научным рекомендациям по питанию, основанным на данных, а не на тенденциях.
Комментарий авторов исследования
Наше исследование особенно интересно, потому что желудочно-кишечные расстройства, связанные с образом жизни, часто развиваются постепенно. Поскольку питание — один из главных факторов, способствующих развитию этих заболеваний, такие анализы, как наш, помогают доказано улучшить рацион человека. ИИ помогает подтолкнуть людей к соответствующей корректировке рациона.
Существует веская гипотеза, что некоторые из БАДов действительно могут негативно влиять на ваш микробиом, и у нас есть предварительные данные, указывающие на то, что это действительно так. Мы всё ещё продолжаем анализировать данные, но очень воодушевлены первыми результатами.
Касательно приложения. С самого начала мы знали, что нам нужно что-то максимально удобное и простое в использовании, но при этом предоставляющее необходимые нам данные в полном объеме. Мы создали приложение для удовлетворения собственных исследовательских потребностей, но заложили в него потенциал пользы, чтобы приложение было полезным и для других. И теперь оно используется во многих других исследованиях в области питания по всему миру.
Дивный новый мир
Да, потребуется время и инвестиции, чтобы разработать персональный туалет с искусственным интеллектом, который будет в режиме реального времени отслеживать состояние нашего микробиома. Но результаты исследования указывают на необходимость адаптации политики в области питания к потребностям научного сообщества. Исследователи предполагают, что существующие рекомендации, возможно, следует пересмотреть, уделив меньше внимания типу и количеству определённых продуктов для здоровья и больше — важности постоянства.
Приложение на основе искусственного интеллекта, созданное учеными Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL), теперь используется в двух новых исследованиях: одно из них посвящено здоровью кишечника и когнитивным функциям, а другое — использованию функции штрихкода для оценки влияния пищевых добавок на микробиом. Тем более, что их действие во многом сопряжено с эффектом плацебо.
Традиционно, передовой край науки, который сводит воедино биологию и технологию раскрывается в сообществе NeuralHack. Подписывайтесь, чтобы держать под рукой практические рекомендации, для становления лучшей версией себя!