de Ryan O'Hare 02 octombrie 2018

ajuta

Dieta digitală: încorporarea datelor din ADN-ul nostru și modul în care percepem mâncarea ar putea duce la diete mai bune pentru toți

Combinarea tehnologiei AI, a datelor personale și a cunoștințelor culinare ar putea ajuta la menținerea sănătății populației mai mult timp.

Într-un concept care aduce un pic de science fiction pe masa de luat masa, cercetătorii de la Imperial investighează modul în care încorporarea datelor din genomul nostru cu modul în care percepem mâncarea pe care o consumăm ar putea duce la mese mai personalizate, ceea ce ar putea ajuta, de asemenea, la abordarea ratelor de urcare a afecțiuni cronice precum obezitatea, cancerul și diabetul.

La începutul acestei luni, dr. Kirill Veselkov, de la Departamentul de Chirurgie și Cancer, a susținut o prelegere principală la o conferință despre „viitorul computerului și alimentelor”, unde grupul a lansat un manifest în 10 puncte.

Dr. Veselkov lucrează cu informaticieni, cercetători medicali, economiști în domeniul sănătății și bucătari cu stele Michelin pentru a reimagina viitorul alimentelor, cu o viziune a „pașapoartelor alimentare” personalizate, care ar putea oferi mese personalizate pe baza mediului nostru și a ADN-ului nostru.

Proiectarea viitorului alimentelor: cercetătorii imperiali Kirill Veselkov (centru) și Ivan Laponogov (dreapta) împreună cu bucătarul-șef și fondatorul Kitchen Theory, Josef Yussef (stânga). (Credit: Kirill Veselkov)

Î - Cum a apărut proiectul și ce este exact un „pașaport alimentar”?

Ne-am întâlnit recent cu bucătarul-șef Jozef Youssef, care și-a fondat propria companie numită Kitchen Theory. Fac cercetări interesante cu privire la modul în care percepem aromele alimentelor, modul în care gustăm mâncarea și modul în care mirosim și chiar muzica influențează percepția noastră asupra mâncării. Este destul de uimitor.

Dar este important să ne dăm seama că unele dintre aceste aspecte sunt, de asemenea, imprimate genetic, așa că dorim să analizăm în ce măsură gena și mediul interacționează pentru a ne influența percepția mirosului, aroma și gustul alimentelor.

Am început să explorăm ideea că, pe baza cantităților uriașe de date disponibile, ar putea fi posibil să ne potrivim profilurile genetice cu modul în care percepem alimentele.

Ceea ce ne imaginăm este că, în viitor, am putea avea acest tip de pașaport care conține informațiile dvs. biochimice, informațiile dvs. comportamentale și, într-o anumită măsură, și istoricul dvs., iar când mergeți într-un restaurant, bucătarul ar putea pregăti mâncare adaptată profilul personal - care include modul în care percepi gustul și mirosul.

Broccoli care are gust de ciocolată? Viitorul alimentelor ar putea implica îmbunătățirea artificială a mirosurilor și aromelor și reducerea unora dintre conținutul nutrițional negativ din grupurile de alimente „proaste” pentru a promova diete mai sănătoase. (Credit: Shutterstock)

Î - Cum ar afecta acest lucru mâncarea noastră? Ar fi substituții subtile pentru alimente diferite - așa că două persoane intră în același restaurant, dar unul are broccoli și unul are cartofi - sau vor fi mese complet diferite?

Ambii. Ele pot fi substituții sau pot fi complet diferite.

Dacă vă gândiți la unghiul asistenței medicale, știm că anumite alimente pot fi benefice împotriva anumitor boli, așa că, în acest caz, luați în considerare nu numai faptul că are un gust bun, dar ajută și la procesul bolii.

Studii recente au arătat că anumite intervenții dietetice pot fi de fapt mai eficiente decât tratamentele medicamentoase. Obezitatea, de exemplu, este un exemplu clasic. De asemenea, până la 40 la sută din toate tipurile de cancer pot fi prevenite numai de stilul de viață și de influențele dietetice, conform datelor recente.

Deci, există două aspecte în acest sens, modul în care percepem mâncarea și gustul acesteia - ceea ce este o experiență destul de personală - dar și modul în care putem construi în asistența medicală în felul în care mâncați mâncarea potrivită și mâncarea care este bună pentru dvs. de asemenea.

Cred că acesta este un aspect important, având în vedere că până în 2020 ne așteptăm ca aproape 80% dintre oameni să fie supraponderali sau obezi, costând NHS în jur de 5 miliarde de lire sterline pe an.

Î - Motivul principal din spatele acestui fapt este că ar putea merge într-un fel pentru a aborda obezitatea?

Absolut. Vorbim despre obezii morbiși. În cele din urmă, persoanele obeze au o mulțime de complicații de sănătate, cum ar fi diabetul, riscurile de a dezvolta cancer și boli cardiovasculare, care costă o mulțime de bani pentru a trata, de asemenea.

Și productivitatea lor este afectată de acest lucru. Dacă vă gândiți la capitalul uman, care este forța motrice a economiilor dezvoltate, dacă aveți o pierdere a productivității majorității populației dvs., cum puteți concura la nivel global?

Aceasta este motivația majoră pentru mine, cum putem aduce toate aceste date genomice, biochimice, comportamentale și de mediu pentru a îmbunătăți sănătatea populației printr-o nutriție de precizie și pentru a trata potențial bolile folosind intervenții dietetice.

Î - Deci, dacă tu și cu mine am merge la un restaurant pentru prânz cu pașapoartele noastre alimentare, cum vă imaginați că mesele noastre ar putea fi diferite, pe baza acestui tip de informații?

Ei bine, un exemplu este modul în care percepem sarea, pentru că aș putea percepe ceva mai sărat decât tine. Din pașapoartele alimentare puteți obține o citire a activității genelor receptorilor gustului și a cantității de sare pe care ați putea să o gustați, care ar fi diferită între mine și dvs.

Acesta este doar un exemplu, dar felul în care percepi mirosurile și culorile, sau muzica care se joacă la fel de bine și mediul înconjurător sau textura mâncării ar putea fi diferită.

Există o mulțime de componente care ar putea fi luate în considerare și depinde de individ. Felul în care miroase mâncarea și modul în care percepem mirosul pot fi, de asemenea, destul de diferite și acest lucru se poate reflecta asupra amintirilor noastre anterioare. Poate fi foarte personal și joacă un rol important în modul în care gustăm mâncarea, indiferent dacă este o amintire bună sau proastă.

Î - Ce este bine pentru noi și ceea ce ne place pot fi două lucruri foarte diferite - mulți dintre noi preferă mâncărurile grase și dulciurile decât salatele. Cum intră în joc? Genomul nostru nu ne-ar predispune să ne placă alimentele grase și lucrurile care ne sunt rele?

Acesta este cazul și de aici provine o parte din aroma alimentelor, din lipide.

Dar modul în care a fost arătat recent este modul în care putem schimba mirosul alimentelor pentru a le face mai sănătoase.

Î - Deci, broccoli care miroase a ciocolată, de exemplu?

Exact. Modul în care gustăm ceva este legat de miros - o căpșună, de exemplu, obții mirosul și știi cum va avea gust. Gustul provine și din miros, astfel încât am putea spori artificial mirosul alimentelor și am putea reduce o parte din conținutul nutrițional negativ.

Î - Ați ajutat recent la lansarea unui manifest despre viitorul computerului și al alimentelor. Dar ce urmează?

Ideea manifestului este de a facilita dezbaterea. Am vrut să reunim oamenii din comunitatea alimentară, comunitatea de calcul și un număr mare de restaurante - care nu comunică deloc unul cu celălalt - să se gândească la modul în care putem rezolva provocările globale.

În lumea occidentală avem o mulțime de indivizi obezi, dar avem în jur de un miliard de oameni din lume morți de foame și subnutriți, așa că trebuie să ne gândim cum putem dezvolta un sistem mai sănătos în felul în care sunt distribuite și mâncarea. Cred că acest lucru necesită noi politici și, din nou, această abordare multipartitară, care reunește oameni cu experiență și medii diferite pentru a se gândi la modul în care putem aborda acest lucru.

A lua masa afară în viitor ar putea însemna să vă amintiți să vă aduceți „pașaportul alimentar”, să păstrați informații despre genomul dvs. și cum percepeți elementele alimentare (Credit: Shutterstock)

Sunt un om de știință în domeniul calculelor și pot dezvolta noi algoritmi, dar analiza datelor trebuie pusă în context. De aceea am petrecut trei zile cu Jozef, vorbind despre suprapunerea dintre calcul și cerințele industriei alimentare. În calitate de bucătar, poate vedea ce date sunt mai valoroase și ce i-ar fi de folos ca bucătar pentru a proiecta alimente mai bune, pentru a îmbunătăți modul în care oamenii experimentează mâncarea și pentru a mânca alimente sănătoase, precum și pentru a aborda controlul porțiunilor și abordarea risipei.

Î - Ce urmează pentru pașapoartele alimentare - este doar un concept sau vă gândiți să îl duceți mai departe și să îl dezvoltați?

Vrem să o ducem mai departe. A existat o explozie în cantitatea de date disponibile publicului despre chimia și biologia alimentelor - inclusiv profilurile moleculare ale aromelor și potențialele lor beneficii pentru sănătate - astfel avem o ocazie unică de a personaliza alimentele și recomandările dietetice pentru oameni.

La începutul acestui an, am început un studiu pilot folosind rețele de smartphone-uri - folosind aplicația DreamLab - pentru a analiza date despre medicamente și pentru a ajuta la găsirea de noi combinații de medicamente și la refacerea tratamentelor existente pentru combaterea cancerului.

Am început să explorăm ideea că, pe baza cantităților uriașe de date disponibile, ar putea fi posibil să ne potrivim profilurile genetice cu modul în care percepem alimentele Dr. Kirill Veselkov

Prima fază a proiectului a permis echipei mele să creeze un model de învățare automată (AI) care poate fi utilizat pentru a prezice pe baza rețelelor la nivelul întregului genom dacă anumite persoane sau combinații de compuși vor avea efecte asupra cancerului în corpul uman.

O bază de date cuprinzătoare cu proprietățile alimentelor a fost introdusă în model, care a arătat, de exemplu, că varza, boabele de soia, usturoiul, pere de cactus și mazărea porumbel conțineau toate profiluri de compuși care erau foarte susceptibili de a fi eficienți în combaterea cancerului.

Unele dintre aceste molecule, cum ar fi flavonoizii, indolii și brassinosteroizii găsiți în varză și broccoli, au fost deja testați pentru a fi eficienți în combaterea cancerului în culturile celulare și în modelele animale, ceea ce arată că modelul nostru poate ajuta la selectarea altor compuși cu anti- proprietățile cancerului.

Am vorbit cu Pieter Dorrestein la Universitatea din California, San Diego, care este lider mondial în cercetarea biochimică și microbiomă. Echipa sa derulează în prezent un proiect „foodomics”. Este unul dintre cele mai mari proiecte din SUA de profilare a alimentelor și are conținut molecular. Această colaborare ar fi esențială pentru validarea și cuantificarea sistemului nostru de IA a moleculelor care bat bolile în diferite tipuri de alimente.

Totul ne aduce înapoi la nutriția de precizie și la modul în care putem preveni dezvoltarea procesului bolii, în special în cancer, diabet și obezitate, cu intervențiile alimentare adecvate.

Î - Sună ca niște elemente complicate care se bazează pe diferite domenii de expertiză?

Succesul acestor tipuri de proiecte necesită un efort de echipă și rețele, astfel încât colaborarea este esențială.

În ceea ce privește analiza AI/date, tocmai am obținut un doctorand cu Michael Bornstein la Departamentul de Informatică pentru a dezvolta noi instrumente de învățare profundă AI pe grafice, care ne vor ajuta să obținem mai multe informații despre aceste alimente vaste. date.

Colaborarea echipei mele cu Marianna Obrist - unul dintre cei mai mari experți din lume în interacțiunile computerului uman va fi esențială pentru cercetarea influenței elementelor vizuale, auditive și haptice în modularea percepției aromelor. Acest lucru ne poate ajuta să împingem oamenii către un comportament alimentar mai sănătos.

Lucrez și cu Marisa Miraldo de la Imperial Business School, a cărei expertiză este în domeniul sănătății, va ajuta la explorarea de noi modele de afaceri bazate pe date pentru asistența medicală preventivă, deoarece în prezent există foarte puține stimulente economice.

Există chiar lucruri pe care le-am putea face cu mâncarea în sine. În ciuda beneficiilor cunoscute ale anumitor grupuri de alimente pentru sănătate, știm că consumul de alimente „sănătoase” este mai puțin de dorit datorită gustului perceput și esteticii vizuale - gândiți-vă la varza de Bruxelles.

Cu munca noastră, în colaborare cu Jozef, am putea dezvolta alimente de generația următoare care nu numai că au beneficii pentru sănătate, dar sunt adaptate și gustului și vederii percepute de indivizi. Acest lucru ar putea schimba viitorul alimentelor. Este o propunere interesantă.

Reporter

Ryan O'Hare
Comunicări și afaceri publice