УДК 575.1/.2:612.017.1+575.1/.2:591.51+612.68+616.83/.85:616.89

Биоинформатика и искусственный интеллект: геронтологические и гериатрические компоненты медико-социального сопровождения к активному здоровому долголетию

Биоинформатика и искусственный интеллект: геронтологические и гериатрические компоненты медико-социального сопровождения к активному здоровому долголетию
©Пятин В. Ф., ORCID: 0000-0001-8777-3097, Scopus Author ID: 6507227084, SPIN-код: 3058-9038, д-р мед. наук, Самарский государственный медицинский университет, г. Самара, Россия, Pyatin_vf@list.ru
©Колсанов А. В., ORCID 0000-0002-4144-7090, Scopus 56072676100, д-р мед. наук, Самарский государственный медицинский университет, г. Самара, Россия, info@samsmu.ru
©Романчук Н. П., ORCID: 0000-0003-3522-6803, SPIN-код: 2469-9414, Самарский государственный медицинский университет, г. Самара, Россия, Romanchuknp@mail.ru
©Романов Д. В., SPIN-код: 2764-9214, канд. мед. наук, Самарский государственный медицинский университет, г. Самара, Россия, romanovdit@mail.ru
©Давыдкин И. Л., д-р мед. наук, Самарский государственный медицинский университет, г. Самара, Россия, info@samsmu.ru
©Волобуев А. Н., ORCID: 0000-0001-8624-6981, д-р техн. наук, Самарский государственный медицинский университет, г. Самара, Россия, volobuev47@yandex.ru
©Сиротко И. И., ORCID: 0000-0002-8884-7016, д-р мед. наук, Самарский государственный медицинский университет, г. Самара, Россия, domis@mail.ru
©Булгакова С. В., ORCID: 0000-0003-0027-1786, SPIN-код: 9908-6292, д-р мед. наук, Самарский государственный медицинский университет, г. Самара, Россия, osteoporosis63@gmail.com

Аннотация. Конструкция «когнитивного резерва» представляет собой набор переменных, включая интеллект, образование и умственную стимуляцию, которая предположительно позволяет мозгу адаптироваться к основным патологиям, поддерживая когнитивную функцию, несмотря на лежащие в основе нейронные изменения. Мозг Homo sapiens также указывает на устойчивость к нейропатологическим повреждениям и может быть определен как способность оптимизировать или максимизировать производительность за счет эффективного набора нейронных сетей и/или альтернативных когнитивных стратегий. Познание в детском возрасте, уровень образования и занятия для взрослых — все это независимо друг от друга способствует формированию когнитивного резерва. Внедрение биокомпьютерных наноплатформ и модулей, состоящие из небольших молекул, полимеров, нуклеиновых кислот или белков / пептидов, наноплатформы запрограммированы на обнаружение и обработку внешних стимулов, таких как магнитные поля или свет, или внутренних стимулов, таких как нуклеиновые кислоты, ферменты или рН, с помощью трех различных механизмов: сборка системы, разборка системы или преобразование системы. Современные биокомпьютерные наноплатформы неоценимым для множества применений, включая медицинскую диагностику, биомедицинскую визуализацию, мониторинг окружающей среды и доставку терапевтических препаратов к целевым клеточным популяциям. Будущая реализация парадигм системной биологии и системной нейрофизиологии, основанных на комплексном анализе больших и глубоких гетерогенных источников данных, будет иметь решающее значение для достижения более глубокого понимания патофизиологии болезни Альцгеймера, с использованием современных технологий интерфейс «мозг-компьютер» и «искусственный интеллект», для того чтобы увеличить информацию которую можно извлечь от доклинических и клинических показателей. Интеграция различных источников информации позволит исследователям получить новую целостную картину патофизиологического процесса заболевания, которая будет охватывать от молекулярных изменений до когнитивных проявлений. Новые компетенции психонейроиммуноэндокринология и психонейроиммунология играют стратегическую роль в междисциплинарной науке и межведомственном планировании и принятии решений. Внедрения многовекторных нейротехнологий искусственного интеллекта и принципов цифрового здравоохранения, будут способствовать развитию современного нейробыта и нейромаркетинга. Медико-социальное сопровождение к активному здоровому долголетию возможно при синхронизации информационных систем медицинских организаций и социальных учреждений, внедрения единого нейрофизиологического контура и современных нейроинтерфейсов, комбинированного и гибридного кластера в диагностике, лечении, профилактике и реабилитации когнитивных нарушений и когнитивных расстройств. Ключевым фактором в медико-социальном сопровождении — является участие междисциплинарных деловых сотрудников и специалистов по обработке данных (их сопровождению, мониторингу), а также наличие достаточной грамотности персонала в управлении данными.

Ключевые слова: биоинформатика, искусственный интеллект, мелатонин, нейросети, нейроэндокринология, хрономедицина.

Bioinformatics and Artificial Intelligence: Gerontological and Geriatric Components Medical and Social Support for Active Healthy Longevity
©Pyatin V., ORCID: 0000-0001-8777-3097, Scopus: 6507227084, SPIN-code: 3058-9038, Dr. habil., Samara State Medical University, Samara, Russia, Pyatin_vf@list.ru
©Kolsanov A., ORCID 0000-0002-4144-7090, Scopus 56072676100, Dr. habil., Samara State Medical University, Samara, Russia, info@samsmu.ru
©Romanchuk N., ORCID: 0000-0003-3522-6803, SPIN-code: 2469-9414, Samara State Medical University, Samara, Russia, Romanchuknp@mail.ru
©Romanov D., SPIN-code: 2764-9214, Ph.D., Samara State Medical University, Samara, Russia romanovdit@mail.ru
©Davydkin I., Dr. habil., Samara State Medical University, Samara, Russia, info@samsmu.ru
©Volobuev A., ORCID: 0000-0001-8624-6981, Dr. habil., Samara State Medical University, Samara, Russia, volobuev47@yandex.ru
©Sirotko I., ORCID: 0000-0002-8884-7016, Dr. habil., Samara State Medical University, Samara, Russia, domis@mail.ru
©Bulgakova S., ORCID: 0000-0003-0027-1786, SPIN-code: 9908-6292, Dr. habil., Samara State Medical University, Samara, Russia, osteoporosis63@gmail.com

Abstract. The “cognitive reserve” construct is a set of variables, including intelligence, education, and mental stimulation, that presumably allows the brain to adapt to underlying pathologies, supporting cognitive function despite underlying neural changes. Brain Homo Sapiens also points to resistance to neuropathological damage and can be defined as the ability to optimize or maximize performance through an effective set of neural networks and/or alternative cognitive strategies. Learning in childhood, the level of education and activities for adults — all this independently contributes to the formation of a cognitive reserve. The introduction of biocomputer nanoplatforms and modules consisting of small molecules, polymers, nucleic acids or proteins/peptides, nanoplatforms are programmed to detect and process external stimuli, such as magnetic fields or light, or internal stimuli, such as nucleic acids, enzymes or pH, using three different mechanisms: system assembly, system disassembly or system transformation. Current biocomputer nanoplatforms are invaluable for many applications, including medical diagnostics, biomedical imaging, environmental monitoring, and delivery of therapeutic drugs to target cell populations. The future implementation of systems biology and systems neurophysiology paradigms based on complex analysis of large and deep heterogeneous data sources will be crucial to achieve a deeper understanding of the pathophysiology of Alzheimer’s disease, using current brain-computer and artificial intelligence interface technologies, in order to increase information that can be extracted from preclinical and clinical indicators. Integration of different sources of information will allow researchers to obtain a new holistic picture of the pathophysiological process of the disease, which will cover from molecular changes to cognitive manifestations. The new competencies of psychoneuroimmunoendocrinology and psychoneuroimmunology play a strategic role in interdisciplinary science and interdisciplinary planning and decision-making. The introduction of multi-vector neurotechnologies of artificial intelligence and the principles of digital health care will contribute to the development of modern neuroscience and neuromarketing. Medical and social support for active healthy longevity is possible when synchronizing information systems of medical organizations and social institutions, introducing a single neurophysiological circuit and modern neurointerfaces, a combined and hybrid cluster in the diagnosis, treatment, prevention and rehabilitation of cognitive disorders and cognitive disorders. A key factor in medical and social support is the participation of interdisciplinary business employees and data processing specialists (their support, monitoring), as well as the availability of sufficient staff literacy in data management.

Keywords: bioinformatics, artificial intelligence, melatonin, neural networks, neuroendocrinology, chronomedicine.

Ссылка для цитирования:

Пятин В. Ф., Колсанов А. В., Романчук Н. П., Романов Д. В., Давыдкин И. Л., Волобуев А. Н., Сиротко И. И., Булгакова С. В. Биоинформатика и искусственный интеллект: геронтологические и гериатрические компоненты медико-социального сопровождения к активному здоровому долголетию // Бюллетень науки и практики. 2020. Т. 6. №12. С. 155-175. https://doi.org/10.33619/2414-2948/61/16

Cite as (APA):

Pyatin, V., Kolsanov, A., Romanchuk, N., Romanov, D., Davydkin, I., Volobuev, A., Sirotko, I., & Bulgakova, S. (2020). Bioinformatics and Artificial Intelligence: Gerontological and Geriatric Components Medical and Social Support for Active Healthy Longevity. Bulletin of Science and Practice, 6(12), 155-175. (in Russian). https://doi.org/10.33619/2414-2948/61/16