К сожалению, микробиом не исправить краткосрочной отладкой питания

Пару раз в неделю я выпускаю материалы, в которых проводятся ясные и четкие корреляции между состоянием ЖКТ и работой мозга ^[1]. Вплоть до разработки рациона, подавляющего болезнь Альцгеймера ^[2]. 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 ^[3] 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 ^[4] 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 ^[5] 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 ^[6] 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 ^[7] 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 ^[8] и когнитивные функции ^[9], психическое здоровье ^[10] 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 ^[11] 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 ^[12].

Традиционно, передовой край науки, который сводит воедино биологию и технологию раскрывается в сообществе NeuralHack ^[13]. Подписывайтесь, чтобы держать под рукой практические рекомендации, для становления лучшей версией себя!