qwrtru

qwrtru

Научпоп-канал на Youtube
На Пикабу
поставил 8 плюсов и 2 минуса
отредактировал 0 постов
проголосовал за 0 редактирований
9050 рейтинг 440 подписчиков 10 комментариев 92 поста 50 в горячем
78

Подборка новостей науки за неделю: Психопаты. Инсулиновая помпа. Переборки печени. Кристалл времени. Марс без озёр

Каждую неделю мы собираем самые интересные новости науки. В этом выпуске: Сколько среди нас психопатов; Что за переборки есть в нашей печени; Что лучше - инъекции инсулина или искусственная поджелудочная; Что не так с подлёдными озёрами на Марсе и как сделали настоящий временной кристалл?

Содержание ролика:

01:19 Сколько психопатов в обществе?

03:19 Жидкой воды на Марсе всё же нет

05:10 В печени обнаружены “корабельные переборки”

06:58 Искусственная поджелудочная железа сработала лучше инъекций

08:50 Учёные создали временной кристалл на квантовом чипе


(все ссылки на пруфы и исследования под роликом на ютубе. Короткая текстовая версия ниже)


Сколько психопатов в обществе?

Субклиническая психопатия. Бессердечность, неспособность сопереживать, лживость, эгоцентричность, невозможность раскаяния и очень поверхностные эмоциональные реакции - вот то, что характеризует этот синдром. Чтобы понять, есть ли у человека психопатия чаще всего используют оценочный лист психопатии, за каждый из 20 пунктов можно набрать от нуля до 2 баллов. Если сумма больше 25, то можно принимать поздравления.


Есть вероятность, что психопатия некоторым даже помогает в карьере. Испанцы изучили данные 15 статей, посвященных психопатии и охвативших 11 тысяч человек, и представили результаты метаанализа.


В целом среди взрослого населения 4,5% психопатов, среди всего населения - почти 2%. Среди мужчин их больше - почти 8%, чем среди женщин - почти 3%. Если говорить о роде деятельности, то среди работающих в различных организациях психопатов почти 13%, примерно каждый 8ой, что не вызывает у меня абсолютно никакого удивления. Причем чаще других позиций психопаты являются директорами, юристами, менеджерами по продажам и ведущими в СМИ, хмм… мои подозрения верифицируются. Среди заключенных процент еще выше - 15-25% мужчин и 10-12% женщин. А вот, например, среди студентов их только 8%.



Жидкой воды на Марсе всё же нет

В октябре прошлого года мы рассказывали, что на Марсе почти что подтвердили существование подлёдных озёр с жидкой водой. Орбитальный аппарат Марс Экспресс прислал радиолокационные данные ещё в 2018 году, по ним выходило, что под ледяным панцирем на Южном полюсе существует некая гладкая поверхность, которая очень ярко отражает сигнал. Учёные решили, что это сеть из четырёх озёр с очень солёной водой, остающейся жидкой при минус 70 по Цельсию потому, это гипотеза, что ледяная шапка накрыла озёра тогда, когда они были ещё жидкими, и это уберегло их от замерзания.


Но после ещё более тщательного изучения данных, а также множества экспериментов в холодных лабораториях, всё же предпочтение отдали версии о том, что подо льдом находится - глина. А началось всё с целой конференции, которую собрали в Аргентине после выхода "озёрной" статьи. Гипотезу жидких озёр подвергли тестированию со всех сторон, выискивая "за" и "против". Может ли быть геотермальная активность? Какая концентрация перхлоратного рассола достаточна для удержания жидкого состояния? Разные команды изучили тысячи других радарных снимков и нашли похожие яркие отражения в тех областях, где вообще ничего не могло обеспечить жидкое состояние воды. А когда перешли к поиску материалов, способных дать похожее отражение на радаре, оказалось, что смектиты - разновидность глинистых слоистых минералов - дают как раз такое изображение, как минимум при исследовании в холодной лаборатории. Смектиты выглядят, как камень, но когда-то были сформированы при помощи воды.


Конечно, пока не пробурим, не узнаем. Но, кажется, что на этот раз жизни на Марсе опять не за что зацепиться.



В печени обнаружены корабельные переборки

Между печенью и пароходами есть определенное сходство.

Это переборки. Ученые из Сколтеха, Германии и Штатов обнаружили структуры, отвечающие за образование желчных каналов в печени. В теле множество каналов, это и сосуды, и кишечник. Они обычно формируются из эпителиальных клеток, повёрнутых внутрь канала своими апикальными, то есть внутренними, участками поверхности. А вот самые распространенные клетки печени, гепатоциты, образуют просветы, объединяя поверхности только с прилегающими соседними клетками. Это приводит к образованию очень узких каналов, формирующих 3Д-структуру. Ранее было непонятно, что заставляло гепатоциты вести себя иначе, чем холангиоциты - еще одни клетки печени, образующие гораздо более прямые и широкие каналы. Теперь же ученые обнаружили на апикальных поверхностях гепатоцитов выросты, которые образуют переборки, аналогичные ребрам жесткости в морских судах. Исследовав их под электронным микроскопом, они сделали вывод, что именно они отвечают за формирование желчных каналов. Есть и отличие от переборок в кораблях, клеточные переборки не перекрывают каналы полностью, формируя изолированные трюмы, а оставляют свободное место для протоков. Отвечает за такое поведение гепатоцитов ген Rab35, он достаточно изучен, но ранее не был замечен за таким поведением. Ученые рассчитывают найти практическое медицинское применение открытию, а пока что в основном восхищаются красоте природных структур, работающих по принципу человеческой инженерной мысли, обеспечивающей жёсткость высоконагруженных конструкций.

Ну точнее наоборот, наши структуры повторяют природные.



Искусственная поджелудочная железа сработала лучше инъекций

Некоторых людей эта железа подводит, она не справляется с выработкой инсулина, повышается уровень глюкозы в крови, ну и привет нарушение обмена веществ. Для исправления ситуации, кроме введения инсулина через инъекции, кстати чаще всего такой инсулин производят дрожжи и кишечная палочка, которым немного подправили геном, есть ещё вариант использования искусственной поджелудочной железы. По факту это простейшее устройство, состоящее из сенсора, измеряющего уровень глюкозы, и инсулиновой помпы, включающейся тогда, когда уровень глюкозы отклоняется от необходимого, и вводящей столько гормона, сколько нужно конкретному пациенту.

Совсем не новинка - в общем-то несколько лет на рынке, единственное - программное обеспечение у неё постоянно улучшается.


Конечно же прямой конкурент помпы - это инъекции, и наконец-то ученые пришли к тому, чтобы в экспериментах сравнить два эти метода. Участвовали в испытаниях 26 пациентов с диабетом второго типа. Часть из них 20 дней сидели на инъекциях, а затем 20 дней использовали помпу, а часть - наоборот начинали с помпы. Цель была удержать уровень глюкозы в крови - от 5,5 до 10 миллимоль на литр. В итоге в периоды, когда у пациентов работала помпа, уровень глюкозы соответствовал целевому в течение 53% времени, а во время стадии инъекций - всего в 38%. То есть помпа удерживала глюкозу в нужных рамках в среднем на 3,5 часа дольше. Да и низкий уровень глюкозы с помпой наблюдался реже.


У этих пациентов кроме этого была потребность в диализе. То есть если у таких сложных пациентов результат с искусственной поджелудочной был лучше, чем с инъекциями, то и у других пациентов с диабетом второго типа он должен быть хорошим. Клинические испытания уже запланированы.



Учёные создали временной кристалл на квантовом чипе

А теперь пару слов о том, что физики делают с новой формой материи - временными кристаллами.

Нет, не такими, как в Рик и Морти. Пока не такими.


Итак, физики создали временной кристалл внутри гугловского квантового компьютера, то есть сама микросхема с парой десятков кубитов и стала временным кристаллом.

О чём я вообще? Грубо говоря, временной кристалл это такая форма материи, которая постоянно и циклически поддерживает изменения своей структуры, находясь в общем в состоянии покоя и не требуя для этого какой-то энергии.

Обычные кристаллы повторяют свою кристаллическую решетку в пространстве. А временные - повторяют её в пространстве И времени. К машине времени, к сожалению, всё это тоже не имеет отношения. А вот навести суету со вторым законом термодинамики запросто может. Вот стакан с водой, вот кубик льда - получаем две разные температуры, но в итоге всё сбалансируется. Классика постоянного движения Вселенной навстречу энтропии, движения навстречу изменениям. Энтропия системы будет постоянной, если не будет процессов. Но так не бывает, звёзды взрываются, а мы в конце концов ещё дышим. Но временные кристаллы в теории могут поддерживать уровень энтропии даже при наличии процессов.

Но это немного далеко от нынешней точки. Сейчас главное, чтобы создаваемые кристаллы со временем не приходили к термодинамическому равновесию, иначе они не будут истинными временными.


В статье заявляют, что это получилось. Эксперимент с квантовым компьютером от Гугла позволил поддерживать постоянное циклическое изменение на атомном уровне вне зависимости от того, какие хаотические возмущения экспериментаторы создавали извне. Не совсем ясно, как это использовать практически, кроме квантовых компьютеров, но по крайней мере получилось создать стабильную неравновесную фазу и неравновесное вещество.

Подробнее о том, как этого всего добились - в источниках в описании под роликом на ютубе, боюсь запутать вас и запутаться самому.

Показать полностью
85

Еженедельный выпуск новостей науки: влияние ковида на мозг. Рекорды роботов и опять микропластик

Из этого ролика вы узнаете: как ковид влияет на когнитивные функции, какой сюрприз для МКС преподнесла Наука, сколько проходит двуногий робот на одном заряде, какие рекорды опять ставит Ingenuity, как обучение нейросетей может выходить за рамки одного компьютера и как пластиковый рацион устриц меняет представление об экологии.

Содержание ролика:

01:26 Робот прошёл 5 км на одном заряде

02:51 Новые рекорды Ingenuity

03:38 Пластиковый троянский конь

05:03 Нейросеть учится на распределенной платформе

07:52 Мозг и к*вирус

10:03 Лучшая новость предыдущего выпуска + закрутка МКС


(все ссылки на пруфы и исследования под роликом на ютубе. Короткая текстовая версия ниже)


Робот прошёл 5 км на одном заряде

За последние годы двуногие роботы перестали быть смешными, ну, в основном, и всё больше походят на тех, кому можно поручить очень важные задачи. Конечно же, я имею в виду доставку еды. И пусть роверы без ног и рук уже прекрасно справляются с этим, например в Иннополисе, но получить пиццу из РУК робота станет ещё приятнее. Кроме истории с координацией бипедализма, т.е. двуногой походки, важна ещё и история с автономностью. И вот пожалуйста, робот Кэсси на одном заряде прошёл 5 километров. В идеальных условиях стадиона при движении по восьмёрке это заняло у него около 44 минут. Причём он ни разу не упал на своих страусиных ногах. А вот при передвижении по кампусу Университета он свалился два раза. Один - из-за заноса на повороте, а второй - из-за перегрева электроники. Алгоритмы глубокого машинного обучения с подкреплением выдали прекрасный, хоть и не идеальный результат. Так что кожаные мешки пока могут спать спокойно, двуногие робокурьеры вопрос не завтрашнего дня. И кстати, если вы не до конца понимаете, как эти лягушачьи лапки могут осуществить доставку, то версия с манипуляторами тоже имеется. Хотя данных о её автономности пока нет. По лестницам это тоже может. Так что если не завтра, то послезавтра вполне можно будет встретить этих ребят на улицах.


Новые рекорды Ingenuity

От земных роботов переходим к марсианским. Индженьюити совершил 10ый полёт и поставил очередной рекорд. На этот раз он поднялся на 12 метров, до этого он не поднимался выше 10, и разогнался до 5 метров в секунду, ранее было не более 4х. К тому же он пролетел над поверхностью, весьма интересной с точки зрения геологии, но достаточно рисковой для перемещения Перси - слишком каменистой и неровной. Так что можно сказать, что Индженьюити сделал то, что было недоступно марсоходу. Ну и не забываем, что вертолет сделан из обычных коммерческих материалов и должен был проработать на Марсе всего месяц до середины мая где-то. Нет, явно нельзя верить этим уверениям НАСА, что это приключение на 20 минут, туда и обратно.


Пластиковый троянский конь

Немного тревожная новость из экологической сферы. Речь идёт о микропластике, который попадает в океаны и вообще в воду. Хорошего в этом ничего нет, потому что кроме того, что это вредит организмам, поглощающим пластик, так это вредит и человеку, поглощающему организмы, которые… в общем, как в доме, который построил Джек.


В основном исследования, разбирающиеся в том, сколько какого пластика попадает в ту или иную пищевую цепочку, оперируют так сказать чистым пластиком, на котором не поселились всякие бактерии. Но в реальных условиях пластика, покрытого всякими биопленками из микроорганизмов, в том числе патогенных бактерий, гораздо больше. Когда ученые постарались определить предпочтения устриц в отношении пластика, оказалось, что поглощают они гораздо охотнее пластик, покрытий всякой живностью. Видимо, считают, что раз на нем есть биопленка, то это всё еда. В среднем бактериального пластика в устрицы попадало в 4 раза больше, чем чистого. Может, съедается пластика и не так много, 0,5% от его объема, но всё же суммарно это большая доза, которая может передаваться дальше человеку, да и еще дополнительно с какой-нибудь бактериальной заразой. Да ещё и сами устрицы от этого погибают.


Основной вывод такой: предыдущие исследования о том, сколько микропластика оседает в пищевых цепочках, могут недооценивать реальные масштабы бедствия.


Нейросеть учится на распределенной платформе

Нейросеть смогли обучить при помощи распределенных вычислений. К разработке приложили руку программисты из России, Китая и США.

Некоторые задачи требуют огромных вычислительных мощностей, в идеале суперкомпьютеров. Но суперкомпьютеров на всех не напасешься, поэтому уже пару десятилетий люди объединяют свои простенькие домашние компьютеры в распределенные сети, совокупная мощность самых успешных из них не уступает передовым суперкомпам. Обучение нейросетей, если мы говорим о серьёзных проектах, тоже очень ресурсоёмко. Знаменитый нейрописатель GPT-3 - это нейронная сеть с 170 миллиардами параметров, а обучалась она на 570 гигабайтах данных. Причем не видео или картинках, а на текстах. Распределить обучение нейросеток в целом можно, но тогда каждый домашний комп будет обучать маленькую отдельную модель, а вот обучить одну гигантскую супер-модель, очень умную и мощную нейросеть, раньше так было нельзя.

Ну вы уже поняли, что то было раньше. Ещё в прошлом году появилась архитектура и платформа для обучения нейросетки на распределенных сетях.

Платформа распределяет задачи по машинам, объединенным в сеть, в зависимости от их технических характеристик. Среди задач есть собственное обучение нейросети, расчёт потерь, градиентный спуск и оптимизация весов после этапов обучения. В общем, всё, что нужно, чтобы распределенная сеть работала, как один большой компьютер. Опробовать платформу решили на тривиальной задаче - предобучение языковой модели для обработки бенгальского языка. Для этого собрали распределенную сеть из 90 машин, в которой были видеокарты от самых обычных до предназначенных для задач повышенной сложности. Обучение проводилось на данных из Бенгальской вики, она небольшая, всего 650 мегабайт, и еще на одном датасете OSCAR, его бенгальская часть весит уже 6 гигов. Чтобы сразу не пришлось качать весь объем, сделали ещё и стриминговый сервер. Платформа позволяла участникам отключаться от работы, передавая текущие задачи оставшимся звеньям. За 9 дней задача обучения была решена, и вот так выглядел вклад участников. Качество обучения сравнили с другими способами: строчка sahajBERT, как видите, не уступает другим моделям. Мне очень хотелось бы сказать, что теперь, ИскИн, выпущенный в интернет, сможет самообучиться и поскайнетить, но, к сожалению, слишком большие модели, вроде той же GPT-3, на такой платформе не обучить. Всё равно внутри сети должен быть компьютер, способный запустить на себе всю модель. Но зато распределяются разнородные задачи, ускоряется обучение и, я уверен, о потенциале этой платформы мы ещё услышим.


COVID-19 снизил когнитивные функции

Довольно тревожное исследование было опубликовано под патронажем The Lancet. После опроса 80 тысяч человек, проходивших тесты на когнитивные способности, выяснилось, что те, кто тяжело переболел ковидом-19, продемонстрировали серьезные когнитивные нарушения.

Тест состоял из набора заданий на пространственное восприятие, рабочую память, семантическое мышление, внимание и ещё ряд способностей. Называется он Great British Intelligence Test, и он достаточно показателен. Почти 13 тысяч из 80 проходивших тестирование, отметили что имели симптомы ковида от легких до требующих ИВЛ. Естественно, исследователи учли все иные факторы - возраст, пол, уровень образования и подобные, чтобы исключить их влияние на результаты по отношению к тем, кто не имел ковида. Основные когнитивные нарушения, отмечавшиеся в опросах, это туман в голове, проблемы с концентрацией, сложность в подборе обычных слов.

Это и некоторые предыдущие исследования указывают на влияние вируса на наши когнитивные функции, но не указывают на причину. Вероятно, где-то оказываются задеты нервные клетки. Примерно как в случае с вкусовыми и обонятельными рецепторами.

Также исследователи отметили корреляцию между глубиной проблем и тяжестью течения болезни. Наименьшее снижение когнитивных функций наблюдалось у тех, кто имел симптомы ковида, но без респираторных. Левый столбик. Более серьезно всё было у тех, у кого были респираторные, то есть затруднения дыхания, но не было потребности в больничном лечении. Второй и третий столбцы. Ну и более всех были задеты способности тех, кто попал в больницу, не нуждаясь и нуждаясь в ИВЛ - четвертый и пятый столбцы. Максимальное снижение функций соответствовало примерно 7 пунктам IQ. Ну то есть до 7% от среднего уровня. Из этого всего самое паршивое то, что, повторюсь, не ясна причина таких последствий.

А вдобавок ко всему, по исследованиям, когнитивные функции не спешат восстанавливаться. По крайней мере в течение 9 месяцев исследований этого не происходило. То есть здесь вероятна связка с так называемым долгим ковидом, когда симптомы сохраняются на протяжении месяцев.


Самой интересной новостью прошлого выпуска вы признали новость про то, как российский модуль для МКС «Наука», испытывая затруднения с работой топливной системы, поднимался с опорной орбиты до орбиты МКС. В итоге Наука 28го июля подняла свою орбиту именно при помощи основных двигателей. На высокую долю уверенности в успехе стыковки указывала и отстыковка модуля Пирс 26го июля. После этого при помощи камеры на манипуляторе провели обследование стыковочного узла Звезды и выяснили, что с ним всё в порядке, хотя Пирс был пристыкован к Звезде целых 20 лет. Пирс, кстати, вместе с транспортным грузовым кораблем Прогресс, а точнее их останки, успешно затонули на кладбище космических кораблей в Тихом океане. А вот Наука успешно заняла Пирса, пристыковавшись к МКС 29 июля по расписанию. Впереди ещё ручное соединение коммуникаций модуля, установка внешнего манипулятора и другие работы, для чего потребуются выходы в открытый космос. Но Наука теперь на своём месте. Все неполадки были оперативно устранены. Выдохнули. На секундочку, конечно, вдохнули, потому что неожиданно, уже через несколько часов после стыковки, когда космонавты собирались открывать люки между модулями, Наука включила вспомогательные двигатели и хаотично закрутила МКС. Автоматика станции не справилась с противодействием, и в дело вступил российский ЦУП, ему пришлось включать двигатели Звезды и Прогресса для компенсации нежелательного движения. Двигатели Науки пытались отключить 45 минут, при этом угловая скорость вращения МКС достигала 30 градусов в минуту. К слову Наука так и не послушалась ЦУПа и вырубила движки сама, когда израсходовала остатки топлива. У МКС всё обошлось без повреждений. Причиной вальса назвали сбой в программном обеспечении. Тот случай, когда включить движки лучше никогда, чем поздно.

Показать полностью
39

Подборка новостей науки за неделю: Электричество из сна и редактирование опоссумов

В этом выпуске мы расскажем о том, как получить энергию из спящего человека; какое открытие впервые сделано астрономом-любителем; почему так сложно редактировать сумчатых млекопитающих и что происходит с нашей Наукой, т.е. модулем для МКС?

https://youtu.be/lQ97hXPS5Hg

Содержание ролика:

00:24 В этот день

01:27 Ученые впервые отредактировали геном сумчатых

04:23 Ученые разработали пассивную "потовую" биотопливную ячейку

06:23 Новый спутник Юпитера

08:31 Наука выходит на орбиту

11:15 Лучшая новость предыдущего выпуска


(все ссылки на пруфы и исследования под роликом на ютубе. Короткая текстовая версия ниже)


Ученые впервые отредактировали геном сумчатых млекопитающих

Им оказался домовый опоссум, а редактирование заключалось в том, чтобы выключить всего один ген, приводящий к альбинизму. Т.е. просто проверить успешность редактирования.

Вот казалось бы, что тут за победа-то? Эти опоссумы прекрасные лабораторные животные, они как мыши и крысы, но их детёныши рождаются 14-дневными, а дальше растут просто на теле матери, открывая доступ наблюдению за всеми стадиями развития.

Вот только до этого сумчатых, в отличие от тех же грызунов, не редактировали.


В целом, чтобы получить отредактированного детёныша, отредактированную зиготу, т.е. оплодотворенную яйцеклетку, нужно подсадить псевдобеременной самке, т.е. суррогатной матери. Но для этого нужно синхронизировать срок забора зиготы у одних самок и переход других в состояние псевдобеременности. Загвоздка в том, что каких-либо циклов у опоссумих нет, их овуляция зависит просто от присутствия самца - если он есть, они спарятся где-то на 4 или седьмую ночь.


Можно, конечно, ввести самкам чужой гормон, и тогда они станут спариваться с самцами точно на 3 или 4 ночь, но гормон уменьшает производство яйцеклеток, им не побалуешься.


К тому же нужны зиготы не старше 30 часов, потому что после они покрываются твердой оболочкой и становятся малопригодными для редактирования. Да даже и до 30 оболочка слишком толстая, но хотя бы ее можно проткнуть, пусть и не простой иглой, а пьезоэлектрическим элементом. Тайминги рушит ещё и то, что опоссумы спариваются, как только выключить им свет, обычно после 21.00 в лаборатории. А т.к. время забора зиготы - второе утро после спаривания, то зиготы слишком стареют. Хорошо, давайте просто сдвинем время выключения света в лаборатории на полночь. Так получается наконец синхронизироваться.


Хоть с псевдобеременностью всё просто. Нужно всего-то дать самкам спариться с самцами с перевязанными семенными каналами, т.е. с вазэктомией. Тогда у самок наступают все признаки ложной беременности. Вот только этот способ на сумчатых опробовали впервые.


Ну а дальше нужно было вырезать из генома ген Tyr при помощи введения CRISPR-CAS с гидовой РНК в яйцеклетку. Но одна гидовая РНК почему-то не сработала, и пришлось добавить вторую. И только после всего этого из 19 рожденных детенышей 5 оказались альбиносами, двое - мозаичной окраски, а 8 хоть и были обычного цвета, но несли в себе отредактированный ген. Т.е. геномное редактирование наконец сработало.


С манипуляцией сексуальностью за счёт иллюминации, гормональной интервенцией, бесплодными подсадными самцами, пьезо и дубликатом самого инструмента редактирования. Думаю, камлание с бубном тоже практиковалось, просто в статью не внесли.


Ученые разработали пассивную "потовую" биотопливную ячейку

Задача — получить электроэнергию от жизнедеятельности человека так, чтобы для этого не пришлось тратить её больше, чем вырабатывается. Ну то есть в пассивном режиме. Чтобы не пришлось, например, активно потеть, крутя ручку динамо-машины. Кстати, из окисления веществ, содержащихся в поте, действительно можно получить энергию. Эти вещества — лактат-ионы, молочная кислота и её соли.


Куда разместить биотопливную ячейку, работающую на поте? Конечно же на кончик пальца. На нем максимальная концентрация потовых желёз.


Вот как это выглядит (см. видео), площадь всего 1 квадратный сантиметр. Крепится скотчем. При воздействии фермента лактатоксидазы на аноде устройства лактат-ионы превращаются в ионы пирувата, а на платиновом катоде восстанавливается кислород. Основа биотопливной ячейки сделана из пены на основе углеродных нано-трубок. Такая конструкция позволяет вырабатывать 400 миллиджоулей энергии за 10 часов сна. Странное какое-то количество сна, если честно. Но если активно стучать по клавиатуре, а пальцы при этом лучше потеют, то в час вырабатывается уже 80 миллиджоулей. А если добавить ещё пьезоэлектрической элемент на основе свинца и титаната циркония, то он накинет ещё 30 за счёт энергии нажатия на клавиши.

Нет, понятно, что от человека к человеку такой прибор будет выдавать разные значения. Тут всё, как с дезодорантами, индивидуально. Но такого количества энергии вполне хватит для зарядки электронных наручных часов на пару-тройку дней.


Ну а чтобы продемонстрировать практическую применимость, сделали такой вот (см. видео) самопитающийся сенсор, выводящий показания на дисплей. Это детектор натрия и детектор витамина С в одном флаконе. Значение на дисплее зависит от концентрации в некоем растворе. В общем, палец, которым может определить концентрацию витамина C в лимоне.


Новый спутник Юпитера

До недавнего дня у Юпитера насчитывалось целых 79 лун. Некоторые из них стали потерянными. То есть их вроде бы сначала открыли, как Фемисто и Дию, но данных для окончательного расчёта их орбиты не хватало, и они просто терялись из виду.


Но их можно переобнаружить, изучая множество изображений из разных обсерваторий. Фемисто и Дию так обнаружили вновь. Астроном любитель Кай Лу изучал снимки телескопа Канада-Франция-Гавайи, сделанные в феврале 2003 года, в надежде переобнаружить несколько потерянных спутников или даже открыть новые. Снимки лежат в открытом доступе, и ими пользуются и профи, и любители. Сам Лу в прошлом году обнаружил целых 4 потеряшки, а в этом он.. открыл новый спутник Юпитера. Сначала Лу обнаружил движущийся объект на снимках Канада-Франция-Гавайи, затем он подтвердил его наличие на снимках другого телескопа - Субару, сделанных через 20 дней после гавайских. Так выяснилось, что объект привязан к Юпитеру. По мартовским и апрельским изображениям удалось определить параметры орбиты спутника и сделать расчеты на несколько лет вперёд. Подтвердилось открытие тогда, когда в соответствии с расчётами на снимках сразу с трёх телескопов, сделанных в 2018 году, действительно обнаружился объект. Ну а уточнённые долгосрочные расчеты сделали по 76 наблюдениям, сделанным в течение 15 лет. Спутник самый обычный, входит в группу 22 ретроградных спутников, движущихся в противоположную сторону вращению планеты. Все они примерно схожи по своим орбитам, т.е. скорее всего образовались от разрушения одного небесного тела. Вообще мелких объектов вокруг Юпитера могут быть ещё сотни.

Но Лу - первый астроном любитель, причём школьник, открывший спутник у планеты. Вот такие бывают летние хобби у школьников. Сложно даже представить, сколько часов заняло исследование изображений.


Наука выходит на орбиту

Роскосмос наконец запустил модуль Наука. Наука — это новый модуль для российского сегмента МКС. Как понятно из названия его основное предназначение это научные эксперименты, и на нем уже есть 30 унифицированных рабочих мест, оснащенных научным оборудованием, например, центрифугой для искусственной силы тяжести меньше земной. Кроме этого модуль несет системы жизнеобеспечения, каюту, туалет и роботизированный манипулятор. В общем, это прекрасное дополнение и обновление для станции. Старта ждали с 2009 года, но из-за производственного брака в топливных системах модуля оказалась коварная металлическая стружка, которая могла вывести всю систему из строя. Хоть размеры ее всего 100 микрометров, но этого было достаточно для переноса запуска. Казалось бы, что за проблема - вымыть ее из системы и все. Но конструкция баков и трубопроводов такова, что при любом движении стружка возникает вновь из-за трения деталей. Забавно, что и заменить систему не вышло, т.к. завод, выпустивший ее, был ликвидирован.


Проблема оказалась настолько суровой, что ее решали 10 лет. Существовала ненулевая вероятность, что запуска не будет вообще. В итоге решили, что проблему решили. Ну хотя бы потому, что, вероятно, такая же стружка была на более ранних модулях - той же Заре, но Заря же долетела.


В этом году перед самым запуском выяснилось, что часть оборудования забыли закрыть вакуумной изоляцией, поэтому пришлось разбирать головной обтекатель. Но не будем придираться, ведь 21 июля Протон-М таки вывел Науку на опорную орбиту (21 июля: орбита с высотой апогея 375,5 километра, высотой перигея 199). Вот только сразу же обнаружилось, что возникли проблемы с топливной системой, которые помешали Науке включить главные двигатели, а это могло не позволить подняться с опорной орбиты в 190 километров до 400 километров к орбите МКС. Срочно стали загружать новую прошивку, и 22 июля двигатели удалось включить и поднять орбиту на 20 километров. Правда, судя по всему, это были вспомогательные двигатели, менее эффективно расходующие драгоценное топливо. Некоторые источники заявляют, что проблемы с топливной системой решились, но это не точно. Тем не менее 23 июля включили основные двигатели и подняли Науку еще на 20 километров до 238 (24 июля, орбита с высотой апогея 370,3 километра, высотой перигея 238,4 километров), а 24 июля сразу до 340 километров по предварительным данным (25 июля, орбита с высотой апогея 420 километра, высотой перигея 340 километров). Роскосмос вообще очень неохотно сообщает параметры орбиты, но их подтверждают независимые наблюдения астрономов и военных. Стыковка была назначена на 29е, стыковочная система Науки успешно прошла проверку в воскресенье.


Следим за эпопей с замиранием сердца. Ведь, если у Науки кончится топливо, то стыковка как бы всё.

Показать полностью
84

Еженедельный выпуск новостей науки: новое про хромосомы и генный драйв

Каждую неделю мы собираем самые интересные, на наш взгляд, новости из мира науки. И в этом выпуске: что мы не знали про хромосомы, почему некоторые люди постоянно щёлкают языком, каков текущий рекорд по управляемому термояду, зачем выпускать на волю диких комаров анофелесов и как враги наших врагов спасают пчёл.

Содержание ролика:

00:00 Лучшие новости науки на QWERTY

01:10 Поставлен новый рекорд удержания высокотемпературной плазмы

02:56 Ученые нашли способ контролировать генный драйв

05:33 Эхолокацию можно освоить

08:13 Масса хромосом оказалась неожиданно большой

09:43 Ученые адаптировали грибок для спасения пчёл

11:59 Лучшая новость предыдущего выпуска


(все ссылки на пруфы и исследования под роликом на ютубе. Короткая текстовая версия ниже)


Поставлен новый рекорд удержания высокотемпературной плазмы

Китайцы на своем токамаке EAST обновили рекорд по времени удержания плазмы. Токамак это тороидальная камера с магнитными катушками, призванная зажечь термоядерное Солнца на Земле, т.е. удерживать раскаленную до сотен миллионов кельвинов плазму в магнитном поле так долго, чтобы энергии от термоядерного синтеза произвелось больше, чем было затрачено на разогрев и удержание плазмы. EAST работает с 2006 года, и это относительно небольшой реактор, большой радиус камеры, в которой происходит реакция, у него всего 1,7м. Он построен на полностью сверхпроводящей системе на ниобий-титановых проводниках, и уже успел поставить несколько рекордов в прошлом. Очередной рекорд заключается в следующем: плазму с температурой в центре плазменного шнура в 120 миллионов кельвинов удерживали в стабильном состоянии на протяжении 101 секунды, ток при этом был более 500 килоампер. А вот плазму с температурой 160 миллионов кельвинов держали 20 секунд. Для промышленного использования, этого, конечно, всё ещё мало. Параметры, при которых получен этот рекорд, т.е. методики контроля плазмы и устранений неустойчивостей, способы нагрева плазмы и использованные материалы, да и вообще вся работа EAST, весьма полезны для проекта ITER во Франции. Напомним, что ITER, при большом диаметре бублика в 19 метров, полной массой в 23 тысячи тонн, целится на 400 секунд плазмы в 150 миллионов кельвинов и 20 с лишним миллиардов евро.


Ученые нашли способ контролировать генный драйв

Одна из причин, по которой ученые массово не применяют технологии генного драйва - это хтонический ужас невозможности сделать CTRL-Z, отмену. Подумайте сами, какие могут быть последствия у замены конкретного набора генов в целой популяции животных в дикой природе? Да любые! В обычной ситуации, измененный при помощи CRISPR ген не распространяется по популяции по законам наследования, потому что существует всего 50% вероятность наследования. Но если ученые применяют метод генного драйва, изменяют ген таким образом, что вероятность наследования становится 100%, то измененный ген вскоре захватывает всю популяцию. Огромный соблазн, конечно, изменить сразу всю пшеницу, чтобы она приносила больше зерна или наградить всех комаров анофелесов геном, препятствующим переносу малярийного плазмодия, и спасать 2,7 млн жизней ежегодно. Для этого достаточно выпустить одного комара-носителя особой генной модификации, это называется мутагенная цепная реакция. Да так можно даже уничтожать целые виды. Но, если честно, поджилки трясутся от возможных последствий побегов лабораторных животных с такими генами или открывающихся возможностей для биотерроризма. В недавней работе ученые представили методику генного драйва со встроенным генетическим ограничителем, который устанавливает контроль над процессом. Статья описывает разработку механизма под названием SPECIES (Synthetic Postzygotic barriers Exploiting CRISPR-based Incompatibilities for Engineering Species) на примере мух дрозофил. Идея проста. В дикой природе если несколько особей окажутся территориально разделенными с основной популяцией, они понемногу могут эволюционировать в новый вид. Но их потомки, вернувшиеся восвояси и спаривающиеся с особями первоначального вида, скорее всего дадут нежизнеспособное потомство. Зовите это постзиготической репродуктивной изоляцией. SPECIES дрозофил создавали при помощи CRISPR как раз на основе этой идеи - спаривание с особями из дикой популяции даёт нежизнеспособное потомство. Т.е. SPECIES дрозофилы могут контролируемо распространяться, отвоёвывая себе пространство и заменяя часть дикой популяции, но в то же время никакого видообразования и распространения их генома в дикую популяцию не происходит. И, например, если такое проделать со SPECIES комарами анофелесами, то всегда есть возможность откатить назад процесс, ограничивая модифицированную пороговую популяцию и удерживая ее на уровне ниже 50%. Как? Да просто добавьте обычных диких комаров в природу в случае необходимости.


Эхолокацию можно освоить

Среди всех курсов и тренингов в этом мире есть один, который, я бы попробовал с удовольствием. Жаль, тренеров маловато.

Эхолокация у животных обычное явление, дельфины и летучие мыши не вызывают какого либо удивления. Чуть более необычно то, что некоторые люди способны на почти такие же достижения. Например Дэниел Киш не только может сказать, что перед ним сооружение с крышей или обнаружить столб, он может ездить на велосипеде, пощелкивая языком и создавая вокруг себя картину на основе отраженного от объектов звука. Картину мира ему создают вот такие щелчки. Да, Дэниел абсолютно слеп. И он не один такой, даже начинающие эхолокаторщики могут обнаружить стену на расстоянии метров в 30. И вот впервые ученые решили разобраться в том, как приобретается это умение. Они набрали добровольцев из числа слепых и зрячих, ранее не занимавшихся эхолокацией, и прогнали их через 10-недельную обучающую программу. Результаты обучения, а все были достаточно впечатляющими, не зависели от возраста или, как ни странно, от зрения или его отсутствия. Но среди слепых отмечалось значительное улучшение мобильности и 83% отметили улучшение качества жизни.

Кстати, ученые на полном серьезе заявили, что некоторые люди неспособны на эхолокацию, потому что считают щелканье на публике неприличным. Святые, конечно, люди.

У добровольцев получалось определять расстояние до близких объектов, их перемещение и размер. Они могли ориентироваться в пространстве. Это возможно благодаря тому, что человеческий мозг удивителен своей нейропластичностью и способностью адаптироваться под необычные обучающие стратегии. Для достижения результатов эхолокации ему приходится значительно меняться, чтобы перерабатывать информацию от органов чувств весьма несвойственным ему образом. В общем, похоже, этот метод вполне подходит для реабилитации пациентов со слепотой или намечающимся ухудшением зрения.

Если найдёте, где записаться в бэтмены, напишите, пожалуйста. Ночью ходить по квартире удобно будет.


Масса хромосом оказалась неожиданно большой

Впервые ученые измерили массу хромосом. Масса ДНК, содержащейся в хромосомах, определяется вполне легко - мы знаем количество пар нуклеотидных оснований, 4 раза по 3,5 миллиарда, и их массу еще с Проекта Геном человека. Но, как неожиданно выяснилось, масса 46 хромосом оказалась в 20 раз тяжелее ДНК. Вес хромосом - 242 пикограмма, а пикограмм это триллионная грамма. Можно подсчитать количество клеток в организме человека и сказать, какая часть нашего веса приходится на хромосомы, но, пожалуй, не в этой рубрике. Такая разница в массе между ДНК и хромосомами объясняется тем, что в хромосомах содержатся разнообразные белки, которые нужны и для чтения ДНК, и для регуляции процессов деления клетки, и для упаковки двухметровой цепочки в компактный объем. Но ученые ожидали, что масса все же будет гораздо меньше, а это значит, что в состав хромосом входят компоненты, о которых мы всё ещё не знаем и которые предстоит найти. Измерение проводили при помощи рентгеновской птихографии, как раз в прошлом ролике мы рассказывали об этом методе. Хромосомы находились в состоянии метафазы, т.е. перед тем, как разделиться.

В общем, ученые открыли потенциальное белое пятно в карте нашего организма. Дальнейшее изучение может найти что-то полезное для человеческого здоровья.


Ученые адаптировали грибок для спасения пчёл

Учёные уже пару десятилетий бьют тревогу - пчёлы вымирают. Виноваты тут люди, распыляющие пестициды неоникотиноиды, губительные для пчёл, и паразитические клещи варроа, обожающие тепло пчелиных ульев. Травить клещей особо не получается, потому что химикаты действуют и на пчёл, да и сами клещи умеют адаптироваться к ним.

Клин по идее можно было бы выбить клином, натравив на паразитов их собственных паразитов. Такие есть - это грибок метархизиум.

В видеоролике выше можно увидеть как он разбирается с тараканом. С клещём он тоже мог бы справиться, если бы не одно но. Он ненавидит тепло пчелиных ульев. Как оказалось, это не проблема. Нужно просто заставить грибок адаптироваться к 35 градусам. Для этого нужно дать грибку пероксид водорода, потому что он повышает вероятность изменений генома, это мутаген наряду с колхицином, большим зелёным мутагеном, нитратами и многими другими. А затем нужно постепенно повышать температуру окружающей среды и отбирать те клетки грибка, которые выжили. И так несколько раз. Хватило 7 итераций, чтобы поднять их выживаемость в тепле до 70%.

Вот только эти грибки стали очень плохо заражать клещей. Только 4% клещей погибли. Все труды насмарку… нет, ведь у нас уже есть алгоритм!

Нужно взять те грибки, которые убили этих клещей, и продолжать их терроризировать мутагенами, отбирая лучших из лучших в каждом раунде мутаций. В общем, таким образом смертоносность грибка для клещей подняли до 60%. В итоге эффективность этого метода сравнялась с эффективностью щавелевой кислоты - одного из биопестицидов.

Враг моего врага в конце концов. Грибок для моего клеща. Так что до состояния мира Интерстеллара мы доберёмся не из-за гибели пчёл, наверное, а из-за чего-то другого.


Показать полностью
106

Подборка новостей науки за неделю: 6-ой палец и лекарство от короны

В этом выпуске: Как выглядит конкурент графена; что умеет накладной шестой палец; как работает лекарство от коронавируса нового поколения; зачем стрелять тихоходками из пушки и можно ли дышать через задний проход (серьезно)?

Содержание ролика:

00:54 Мозг смог адаптироваться к искусственному шестому пальцу

03:21 Ученые разработали лекарство от коронавируса нового типа

05:22 Анальное дыхание у млекопитающих

07:29 Получена новая форма углерода

09:05 Ученые постреляли тихоходками для проверки гипотезы панспермии

11:53 Лучшая новость предыдущего выпуска


(все ссылки на пруфы и исследования под роликом на ютубе. Короткая текстовая версия ниже)


Мозг смог адаптироваться к искусственному шестому пальцу

Помнится, мы рассказывали о дополнительных искусственных конечностях, которыми человек может управлять - это были хвосты и третьи руки. На этот раз ученые экспериментировали с дополнительным большим пальцем на руке. Такой палец может сгибаться и поворачиваться, а управлять им можно нажимая большими пальцами ног на беспроводные кнопки в обуви. Кроме не совсем очевидной бытовой пользы от такого приспособления, например, способности вынимать ложку из бокала той же рукой, которой ты его держишь, ученые исследовали воздействие длительного ношения этого девайса на мозг, а заодно и последствия отмены его ношения.


После недельного использования шестого пальца добровольцами - выполнения сложных заданий, с которыми они справлялись все лучше и лучше, и ношения его в домашних условиях, - они настолько свыклись с ним, что даже могли вслепую дотронуться искусственным пальцем до настоящих и вообще доводили свои движения до автоматизма. Затем при помощи функциональной МРТ ученые проверили, как отреагировал на эти процессы мозг. Движения своих пальцев у подопытных стали более независимыми, т.е. кисть стала способна выполнять более сложные действия, паттерны активности моторной коры, отвечающие за разные пальцы, стали более разнообразными. Получается, что адаптация мозга к девайсу действительно произошла. А вот после снятия устройства мозг вернулся к прежнему состоянию, прежним паттернам активности, представлению своих собственных пальцев, только частично. Стали ли добровольцы путаться в пальцах непонятно, но такой своеобразный синдром отмены стоит изучить подробнее.


Лекарство от коронавируса нового типа

Ученые из США и Австралии наконец-то разработали первый препарат для лечения коронавирусной инфекции. В испытаниях на лабораторных животных он уничтожил 99,9% вирусных частиц в тканях организма. Применение для терапии людей, возможно, начнется в 2023 году.


Препарат нового поколения использует метод подавления генов при помощи РНК для прямой атаки на вирус. В его состав входит малая интерферирующая РНК (siRNA), она вступает в контакт с матричной РНК вируса и вносит хаос в процесс трансляции мРНК в белок. Из-за этого не происходит строительства новых копий вируса в клетках. В легкие доставляют такую РНК при помощи липидных, т.е. есть жировых, наночастиц, впускаемых в кровоток. Здоровые клетки наночастицы обходят стороной, а в легких активируются на инфицированных клетках.


Наночастицы могут проникать в разные типы лёгочных клеток, и при "обезмолвливании" генов ковида новым препаратом вирусная нагрузка снижается на 99,9%. Это было проверено на мышах, которые прекрасно выживали, не обнаруживая вируса в легких после лечения. К тому же, по заверениям ученых, препарат сработает и против новых штаммов короны, потому что он целится на жизненно важные участки генома, одинаковые для разных штаммов. А ещё этот препарат может сохраняться при 4 градусах 12 месяцев, а при комнатной - месяц, т.е. это удобно для транспортировки.


Если получится приступить к клиническим испытаниям в ближайшее время, то лекарство может поступить в больницы уже в 2023 году.


Анальное дыхание у млекопитающих

Ученые из Японии и США изучали варианты спасения людей при острых формах ковида, когда лёгкие отказываются работать, и человек погибает от гипоксии. Не дожидаясь 23го года, они решили опробовать так называемую анальную вентиляцию, т.е. снабжение кишечника кислородом, и проследить, как это влияет на уровень кислорода в крови.

Выяснилось, что как и некоторые водные жители вроде иглокожих морских огурцов, грызуны и свиньи могут немного дышать за счет кишечника.

Способов доставки кислорода в кишечник в экспериментах было два - через нагнетание его в газообразной форме и через нагнетание жидкости с растворенным в ней газом.

Хотя первый вариант эффективнее, второй вариант нужен в том случае, если не удается избавиться от избытка слизи в кишечнике, мешающей усвоению кислорода, да и для общего упрощения процедуры терапии.

В камерах с пониженным содержанием кислорода мыши погибали через 7 минут, а вот с газовой вентиляцией ануса 75% мышей жили до 50 минут, т.е. их кровь была достаточно насыщена. Хотя бы на это время. Во время проверки жидкостной вентиляции ученые повысили содержание кислорода в воздухе до нелетального, сделав эксперимент чуть гуманнее, и сравнивали активность мышей без вентиляции и с ней. Как вы видите, мыши с кислородной жидкостью в кишечнике гораздо активнее. У более крупных животных - свиней - жидкостная вентиляция тоже работает, она поднимает содержание кислорода в крови на 15%. При этом следов жидкости в крови или изменения pH крови у животных не обнаружено.

Результаты эксперимента вселяют уверенность в ученых насчет применимости метода для людей в условиях отсутствия аппаратов ИВЛ.


Получена новая форма углерода

Углерод уникален - помимо того, что это основа для жизни на земле, это и алмаз, и графит, и относительно недавно открытый графен, материал, проявляющий выдающиеся, буквально чудесные свойства. В графене каждый атом связан с тремя соседними, образуя гексагональную решетку. В теории возможна организация углерода и в другие однослойные решетки, где атомы имеют по три связи, но ни одна из них не была ранее получена экспериментально. А теперь встречайте - это бифениленовая сеть, аллотропная модификация углерода, кристаллическая однослойная решетка из шестиугольников, квадратов и октагонов. Сверху ее модель, а снизу изображение, полученное с электронного микроскопа. Бифениленовая сеть проявляет металлические свойства уже при ширине полоски в 21 атом, хотя графен при таких размерах является полупроводником.

Такие полоски могут служить наноразмерными проводами в электронике будущего и даже материалом для анодов нового поколения литий-ионных батарей.

Получают новую форму углерода, собирая углеродосодержащие молекулы бифенилена на совершенно гладкой золотой подложке. Сначала молекулы образуют цепочки из связанных шестиугольников и квадратов, а последующая реакция связывает эти цепочки вместе, образуя между ними восьмиугольники.

Важно, что цепочки обладают хиральностью, т.е. они существуют в двух зеркальных модификациях, как левая и правая руки, поэтому на соединение идут только цепочки одного типа. Сейчас ученые работают над тем, чтобы получить большие плоскости материала для дальнейшего изучения.


Ученые постреляли тихоходками для проверки гипотезы панспермии

Одной из гипотез возникновения жизни на Земле, одной из адекватных, является гипотеза панспермии.

Согласно ей кометы, или метеориты, или что-то ещё что из космоса могло занести на третью планету от Солнца семена жизни и стартовать мир.

"Давайте проверим", призвал кто-то из учёных. И английские физики ответили: "Давай! У нас как раз завалялась двухступенчатая пневматическая пушка".

Проверка литопанспермии, т.е. возможности осеменения планеты через горные породы, проводилась на тихоходках как раз с помощью такой пушки. Эти существа завоевали титул самых выносливых на Земле. Они могут на годы впадать в ангидробиоз, выводя до 99% воды из своего организма, втягивая конечности и превращаясь в подобие бочонка с почти полным отсутствием метаболизма. Что они могут выдержать: 20 месяцев в жидком кислороде при -193, 8 часов в жидком гелии при -271, кипячение в течение часа, дозу облучения в тысячу раз превышающую смертельную для человека, давление до 70 тысяч атмосфер в гидростатике, пребывание в вакууме космоса с радиацией, правда без жесткого ультрафиолета.

Так, раз они могут пережить космическое путешествие, то осталось выяснить, смогут ли они выдержать его окончание, т.е. приземление. Их поместили в заполненные жидкостью нейлоновые пули, заморозили их и стали стрелять ими по песчаным мишеням в вакууме.

Скорости выстрелов варьировались от 550 до 1000 метров в секунду. При этом давление в пике достигало 13 тысяч атмосфер. Потом тихоходок достали, разморозили, т.е. вывели из анабиоза и рассмотрели. Выжили, как водится, не все. Верхний ряд это еще ничего не подозревающие тихоходки, слева внизу - особь, приходящая в себя после выстрела со скоростью 728 метров в секунду, справа внизу - останки особи, не пережившей выстрел в 900 метров в секунду. В общем 728 метров в секунду это рубеж выживаемости - после него тихоходки разлетаются на куски, до него - отряхиваются и идут дальше. Единственное - восстанавливаются дольше, чем обычно после анабиоза, и пока не ясно, смогут ли размножаться. По идее некоторые куски астероидов после столкновении с планетой могут лететь со скоростями ниже 700 метров в секунду. И если за них зацепились тихоходки, то они могли бы перелететь на соседние космические тела.

Но вот только их дальнейшее оживление, по крайней мере в рамках Солнечной системы маловероятно из-за радиации. Но зато теперь знаем, с какими параметрами создавать всякие зонды для отбора потенциальных биологических образцов на других планетах.

Показать полностью
86

Новости науки за неделю: Пластик в океане. Кислород с Марса. Полет Ingenuity. Починка ДНК в клетках рака

Из этого ролика вы узнаете: как Перси получил кислород на Марсе и как наконец полетела Дженни, куда попадают плохие воздушные шарики, чем занимаются волки в свободное от охоты время, как увидеть волновую функцию экситона, чем жертвует рак при восстановлении самого себя и могут ли морские губки что-то ему противопоставить.

Содержание ролика:

00:42 Японские ученые оценили загрязнение дна океана

02:30 Рак восстанавливает сам себя по принципу "и так сойдет"

04:23 Ученые еще одно противораковое вещество

05:23 Первые полеты Ingenuity и кислород из атмосферы Марса

07:44 Физики увидели волновую функцию экситона

09:59 Интересные проекты недели - подсмотри за волком

11:02 Лучшая новость предыдущего выпуска


(все ссылки на пруфы и исследования под роликом на ютубе. Короткая текстовая версия ниже)


Японские ученые оценили загрязнение дна океана

Японские ученые исследовали загрязнение морского дна японского побережья пластиком на глубинах от полутора до 6 километров при помощи подводного аппарата Shinkai 6500. И нашли там даже воздушный шарик с надписью I always want more love.  Каждый год в океан мы сбрасываем 10 миллионов тонн пластика, и это явно не идет на пользу флоре и фауне океанов. Знаменитые Тихоокеанские мусорные пятна — это всего около 1% от всего объема, а основная часть либо спускается вниз под своим весом, либо проглатывается животными, либо обрастает всякими ракушками. Результаты обследования достаточно плачевные, морское дно содержит в среднем 5 тысяч фрагментов мусора на каждый квадратный километр дна, из них до 93% это, разумеется, пластик, а из него примерно 85% это одноразовые пластиковые предметы. Тот шарик, кстати, когда-то имел слой из фольги, но он-то разрушился, а вот сам шарик нет. Его попытались поднять наверх для исследований, но потеряли.


Матмоделирование показало, что в северо-западной части Тихого океана, рядом с Японией, мусор достигает дна за неделю, а затем может дрейфовать на расстояние до 500 километров при помощи течения Куросио.


Рак восстанавливает сам себя по принципу "и так сойдет"

Ученые из МФТИ, московского ФизТеха, обнаружили любопытный защитный механизм у раковых клеток.

Во-первых, напомним, что повреждения ДНК и мутации в клетке в принципе ведут к образованию рака. Спонтанные мутации происходят в каждой клетке довольно часто, и у всех живых организмов есть защита от этого - механизм репарации ДНК. С одной стороны это хорошо, иначе рак был бы постоянным спутником вообще всех, а с другой стороны репарация помогает почти убитым клеткам рака после химии или облучения залечиться и поднять голову. Им-то удобно, а человечеству нет. Во-вторых, ученые решили изучить подробнее этот процесс на тканях щитовидки - и здоровых, и с доброкачественными, и со злокачественными опухолями - набрали 95 образцов. Среди этих состояний, именно раковое состояние ткани характеризовалось самым интенсивным процессом репарации ДНК. То же самое оказалось характерным и для множества других видов рака. Рак, сам будучи весьма искореженным с точки зрения мутаций в ДНК, интенсивно залечивал свой геном, чтобы выжить - он активировал все известные пути репарации. Но вот только, и это в-третьих, при этом он отключал систему контроля правильности починки, контроля качества. Дело в том, что она в нормальных условиях уничтожает клетку, если в ней происходит неправильная репарация, как раз, чтобы она не превратилась в раковую. А раку этого не нужно, ему и так сойдет, да еще и скорость деления можно прибавить! Выходит, что репарация в раковых тканях возможна только при выведении из строя систем контроля качества.

И именно этим объясняется удивительная способность рака поддерживать стабильность своей нестабильности.


Ученые еще одно противораковое вещество

А в Дальневосточном Федеральном Университете отыскали вещество, морской алкалоид, которое обладает нестандартным противораковым эффектом.

Оно не заставляет раковую клетку совершить самоубийство - апоптоз, как делают многие другие средства, к которым многие виды рака становятся устойчивыми, а работает более изобретательно, но в то же время более жестко, жестче, чем химиотерапия, как выяснили, опробовав это средство на раке простаты. При этом, вероятно, оно не имеет свойственных химии побочек, а даже если имеет, то их можно их компенсировать при общем лечении. Получили это вещество - Монахоксимикалин С - из редких морских губок (Monanchora pulchra), живущих на Курилах. Так как они редкие, то вещества из них добыть много не получится, там Патрик Стар против, да и вещество весьма сложное и просто так его в лаборатории не синтезируешь. Поэтому, скорее всего, его изучат получше, выяснят механизм действия и на его основе уже разработают лекарство.


Первые полеты Ingenuity и кислород из атмосферы Марса

Небольшие апдейты по марсоходу Perseverance и вертолету Ingenuity. Для начала - Перси смог испытать экспериментальную установку, которая производит кислород. Называется она MOXIE (Mars Oxygen In-situ Resource Utilization Experiment) и представляет собой 17-килограммовую почти кубическую коробку, внутри которой находится компрессор, система фильтров и нагревателей, а также электролизная ячейка с твердым оксидом, которая и является основой для получения молекулярного кислород из CO2. Т.е. процесс чем-то схож с тем, который наладил Марк Уотни, когда получал кислород, необходимый для производства воды для его картошечки... Смысл в том, чтобы прогреть аппарат до 800 градусов по Цельсию, Перси это делал в течение двух часов, подать энергию на катод с анодом, а затем запустить атмосферу Марса в аппарат и добиться отделения кислорода от углекислого газа. В эксперименте мощность установки составила 6 граммов кислорода в час, за время работы она произвела почти 5,5 граммов кислорода. Этого хватает человеку минут на 10. Опыты обязательно продолжатся, ведь нужно протестировать схему в разное время суток и при разных погодных условиях, но это неплохая заявка на будущую стационарную установку гораздо большей мощности. Просто посмотрите на состав атмосферы Марса - кажется, углекислоты там хватает. Единственное, конечно, атмосфера очень разрежена, поэтому вертолет Индженьюити во время своих первых полетов раскручивал свои лопасти гораздо сильнее, чем это требуется на Земле, более 2 тысяч оборотов в минуту. Да, уже два полета вертолета на Марсе подтвердили возможность летать на других планетах, имеющих хоть какую-то атмосферу. Первый полет длился 39 секунд, выглядел как подъем на 3 метра, зависание на 30 секунд, поворот и посадка и вызвал крайне милое пылевое облако, которое заснял Перси. Ах, Дженни еще и фоточки сделала. А вот во время второго полета вертолет поднялся на целых 5 метров, завис, отлетел в сторону на 2 метра, завис. развернулся, пофоткал и вернулся обратно на точку взлета. Будет еще третий полет, а затем Перси, который сейчас поддерживает вертолет, отправится по своим делам, а Дженни по своим.


Физики увидели волновую функцию экситона

Физики за последнее время настолько уменьшили размеры вещей, которые можно увидеть, что начинает казаться, что в перспективе предела не существует, кроме планковской длины. На это раз они добрались до экситонов.

Чтобы понять, что такое экситон - нужно вспомнить, что существуют дырки. И это не плохой вратарь. Дырка это физический термин, квазичастица с положительным зарядом, незаполненная валентная связь. В общем, это что-то вроде отсутствия электрона в некой сетке, когда электрон выбило фотоном. Тогда экситон - это связь дырки и электрона, причем она бывает разных видов. Время жизни экситона недолгое. Электрон по спирали подкатывается к дырке и всего за триллионную долю секунды происходит аннигиляция с побочным эффектом в виде иллюминации.

Физики сколько не бились, не могли никогда измерить волновые функции экситонов, хотя в их распоряжении и электронные микроскопы, и сканирующие туннельные микроскопы. А это важно, учитывая, что экситоны могут полностью менять способ, каким материал реагирует на свет и очень важны для полупроводников. И наконец метод нашелся.


Визуализировали волновую функцию экситона, т.е. распределение электрона вокруг дырки так: Взяли бутерброд из монослоя диселенида вольфрама и кремниевой подложки при температуре 90 кельвинов. Сформировали в нем экситоны, а затем, выбивая высокоэнергетическими фотонами электроны из этой решетки, они заставили экситоны распадаться. При этом углы и энергии вылетающих электронов измеряли при помощи фотоэлектронной спектроскопии. Подсчитав количество электронов, обладающих определенным импульсом, можно создать волновую функцию и даже определить размеры экситонов. Они выражены, естественно, некой вероятностью, и эта вероятность размазана на несколько десятков ячеек монослоя диселенида вольфрама - вот так это выглядит. Этот процесс похож на изучение частиц в коллайдере, где характеристики частиц определяются по траекториям осколков, на которые они разбиваются.

Но здесь разбивали экситоны. Эти исследования помогут в физике твердого тела и полупроводников, а еще в возбуждении гордости.


Интересные проекты недели - подсмотри за волком

В штатах есть группа исследователей Voyageurs Wolf Project, которые изучают поведение диких волков в Миннесоте и делают с ними потрясающие видео. Страничку проекта оставим в описании. В прошлом году они первыми в мире смогли установить камеру на ошейник волка-одиночки - на старт, внимание, марш. В начале каждого часа камера записывала 30 секунд, а через 6 недель ношения ошейник саморасстегнулся, так было задумано. Много кадров были испорчены волчьей бородой, из чего исследователи вынесли урок, и в следующий раз пригласят специального волчьего барбера. Видео помогло сделать интересное открытие, оказывается, волки охотятся на пресноводных рыб в реках. До этого такое поведение было зафиксировано только у одной конкретной стаи, но, судя по видео, и наш волк-одиночка не гнушался рыбой.


Лучшая новость прошлого ролика — про то, как ученые дорастили химерный эмбрион обезьяны и человека до 19 дня. При этом доля человеческих клеток в эмбрионе составляла целых 7%.


Однако, мы сейчас чуть затронем щекотливую тему - почему, несмотря на очевидные преимущества таких исследований, хотя бы возможность выращивать человеческие органы в теле животного для последующей трансплантации, они вызывают так много беспокойства. Причины три. Первое - химеры, содержащие некую человеческую часть, могут размножиться и произвести потомство с новыми комбинациями в геноме. Второе - человеческие нейроны могут наделить химеру сознанием, подобным человеческому. Третье - химеры, похожие на человека, могут получить характеристики, свойственные человеческой натуре. Хэнк Грили, профессор из Стенфорда, ёмко резюмировал эти опасения следующим выражением: Balls, Brains and beauty. Что можно перевести как "яйца, мозги и красота".

Показать полностью
40

Еженедельный дайджест новостей науки: Химера человека и обезьяны. Увеличение мозга. Земля – пылесос. Таймлапс Земли

Каждую неделю мы отбираем самые интересные, на наш взгляд, новости из мира науки за прошедшую неделю.

И в этом выпуске: Как ученые собрали химерный организм обезьяны и человека; Что нужно сделать, чтобы увеличить размер своего мозга; Мощность Земли как космического пылесоса; Что означает «первозданность» кометы Борисова; И несколько слов о новых проектах НАСА и Гугл.

Содержание ролика:

00:00 Лучшие новости науки на QWERTY

00:46 Подсчитано, сколько межпланетной пыли падает на Землю

02:29 Комета Борисова оказалась "девственной"

04:44 Полет Ingenuity отложен

05:29 Созданы химерные эмбрионы обезьяны и человека

08:50 Муравьи смогли увеличить размер своего мозга (после уменьшения)

11:11 Интересные проекты недели

12:18 Лучшая новость предыдущего выпуска


(все ссылки на пруфы и исследования под роликом на ютубе. Короткая текстовая версия ниже)


Сколько межпланетной пыли падает на Землю

Между Землей и Марсом есть пылевое кольцо, которое ответственно за очень красивый визуальный эффект на рассветном или закатном небе — зодиакальный свет. Притяжение Земли не пускает пыль из этого пончика к Солнцу, втягивая ее в себя. Как оказалось, ученые уже давно пытались понять, а сколько же в целом межпланетной пыли оседает на Земле? Ведь некоторые кусочки комет и астероидов, пересекающие траекторию Земли, не успевают сгореть полностью в атмосфере и падают на землю микрочастицами пыли. Чтобы подсчитать количество этого материала, воспользовались методом, похожим на метод определения количества осадков. Только собирали межпланетную пыль на станции Конкордия в глубине Антарктики, и не в ведро, а в специальные емкости. В этой локации почти нет осадков, а пыль с пыльных материков не доносится ветром. За 6 экспедиций ученые набрали достаточно материала - а это были межпланетные частицы размерами от десяти до нескольких сотен микрометров, - чтобы подсчитать, что в год в среднем на каждый квадратный метр поверхности Земли падает 8,6 микрограммов межпланетной пыли, что дает суммарно 5200 тонн в год. Примерно 20% этой массы приходится на астероидные частицы, а другие 80% на кометные. А вот больших метеоритов на Землю ежегодно выпадает всего лишь тонн 10. Чувствуете разницу? Вот так Земля понемногу тяжелеет за счет межпланетной пыли, и сколько-то ее есть и в твоих залежах под диваном.


Комета Борисова оказалась "девственной"

Первая межзвездная комета, посетившая нашу звездную систему — комета 2I/Borisov. Телескоп VLT и комплекс радиотелескопов ALMA в Чили обнаружили крайне интересное её свойство при исследовании свойства солнечного света, поляризованного кометной пылью. Поляриметрические свойства кометы Борисова не похожи на свойства всех других известных нам комет, кроме одной. Это комета Хэйла-Боппа. Про нее можно сказать, что она встречалась с Солнцем лишь единожды - в конце 90х. Т.е. солнечный свет, ветер и вообще Солнце никак на нее не влияли почти всю ее историю. А значит, что ее состав и химия не менялись с момента ее зарождения из газо-пылевого облака, из которого образовалась и она, и Солнечная система где-то 4,5 млрд лет назад. Характеристики кометы Борисова говорят, что ее звездные излучения затрагивали чуть ли не меньше, чем комету Хэйла-Боппа, т.е., вероятно, что никогда. До встречи с Солнцем, разумеется. А значит, у нас есть шанс изучить гостью из другого мира в том состоянии, в котором она находилась в момент зарождения. Конечно же, сделав скидку на то, что она, опять-таки, повстречалась уже с нашим Светилом.


Полет космического вертолета Ingenuity опять отложен

Во время проверки высокоскоростного вращения лопастей марсианского вертолета, что-то пошло не так. Аналитики проанализировали ситуацию, поняли, что надо исправить, и инженеры НАСА писали новый код, который иначе будет работать с полетными контроллерами, переход к полету будет более плавным. Ну и конечно этот код еще его нужно было проверить на имитационных земных моделях. По состоянию на 17 апреля инженеры таки справились с проблемой, и марсианский вертолет тестово раскрутил лопасти на высоких оборотах. Первый полет теперь запланирован на 19 апреля, следите за новостями.


Созданы химерные эмбрионы обезьяны и человека

Химера — это когда в одном организме содержатся клетки или органы другого биологического вида. Основные сложности с химерными организмами - неприживающиеся и отмирающие человеческие клетки в животном эмбрионе. Можно, конечно, отключить у эмбриона ген, отвечающий за клеточное самоубийство, апоптоз, но это чревато развитием рака в дальнейшем. В новом эксперименте ученые доработали эмбриональные человеческие клетки, путем репрограммирования их откатили не просто до зародышевого состояния, что есть обычная практика, а еще немного назад. Т.е. из них можно было бы получить и эмбриональные клетки, и клетки плаценты, например, т.е. и зародышевые и внезародышевые клетки. И это сработало. Во всех 130 шестидневных эмбрионах макак-крабоедов, в которые ввели усовершенствованные эмбриональные человеческие клетки, они прижились. При доращивании вне матки к 15 дню выжило 50%, а к 19му дню - целых 10% эмбрионов, на этой стадии клетки эмбрионов уже разделялись на несколько слоев и сформировали план тела. Доля человеческих клеток в них составляла 7%. И это самый большой результат из подобных экспериментов.

После 19 дня эмбрионы уничтожили по этическим соображениям, а точнее разобрали для анализа. Этические споры уже разгораются, без этого никуда - вдруг человеческие нейроны осознают себя в обезьяньем теле.

По результатам анализа обезьяньи клетки развивались так, как им положено, экспрессировали нужные гены и собирались сформировать разные органы и ткани. А вот человеческие были в целом менее дифференцированы, развивались не так, как в человеческом зародыше и больше склонялись к рецепторным клеткам. Получается, что человеческая часть эмбриона вырабатывала инструменты для общения с обезьяньей частью. И какое-то общение все же происходило. Точнее сказать сложно. За 19-то дней. Но вообще, когда ученые смогут ответить на десятки вопросов, типа - как помочь клеткам выживать лучше, как заставить клетки разных видов лучше дружить, как заставить человеческие клетки формировать нужные ткани - они смогут выращивать органы на заказ в теле животного. В любом случае это первый задокументированный эксперимент с клетками человека и обезьяны с очень высоким результатом выживаемости и процента "химерности".


Муравьи смогли увеличить размер своего мозга (после уменьшения)

Представители индийских прыгающих муравьев - умеют изменять размер своего мозга. В обе стороны, но с некоторыми ограничениями. Во-первых, этот процесс запускается после того, как монархия пала. Ну то есть королева, матка погибает. Так как она единственная, кто может размножаться, без ее яичников колония обречена. Поэтому рабочие сословия - рабочие особи, солдаты, няньки, представленные исключительно бесплодными самками, выдвигают своих представителей на замену матки. Несколько рабочих особей - их называют гамэргатами - начинают перестройку своего организма. Это может выглядеть внешне не очень ярко, но внутри у них меняется почти все - яичники становятся огромными (смотри на видео). Ядовитые железы съеживаются, а мозг так вообще на 20% сжимается. Ведь он потребляет слишком много ресурсов, а их теперь нужно пускать только на деторождение. Да и пользоваться им, сидя в темной камере в окружении нянек, особо не приходится.

А вот если в экспериментальных условиях не дать гамэргатам размножаться, то они вынуждены делать откат системы до прежнего состояния. Этот откат за 6-8 недель подразумевает, помимо прочего, вновь обретенную стерильность и возвращение размеров мозга к прежним, дореволюционным. Все же им опять придется пользоваться. Это называется обратной пластичностью размеров мозга.


Интересные проекты недели

Коротко перечислим и несколько проектов от НАСА и Гугл: Симуляция танца двух черных дыр с аккреционными дисками, представленной НАСА и выполненной при помощи суперкомпьютера. Не будем подробно разбирать все эффекты, которые можно наблюдать в серии видео - это и гравитационное линзирование, и релятивистская аберрация, и допплеровское усиление, - посмотрите и прочитайте сами, ссылка на страницу проекта в описании. Но выглядит это крайне достоверно. Еще один залипательный сервис представил Гугл — таймлапс 37 лет истории изменений Земли в рамках проекта Google Earth. 24 миллиона спутниковых фотографий сложили вместе в интерактивный интерфейс, готовый рассказать истории создания новых объектов и разрушения природных красот, таяния ледников и изменения ландшафтов. Можно покрутить Землю в 4D интерактивно, а можно зайти на страницу с подборкой видео, если браузер откажется тянуть интерактив.

Показать полностью
501

Алгоритм Дейкстры или как навигатор определяет оптимальный маршрут

И снова математика на QWERTY! Недавно датский математик решил задачу поиска кратчайшего пути при постоянно изменяющейся дорожной ситуации, над которой математики бились 40 лет.


Кристиан Вульф Нильсен создал алгоритм, который способен учитывать все изменения и обрабатывать поступающую информацию, затрачивая меньше времени и ресурсов. При этом этот метод применим к любым сетям или графам, в том числе и к интернету. Новый алгоритм работает с динамичным графом, который меняется с течением времени.


Так как подробности работы пока не публикуются, то в новом ролике математик Георгий Вольфсон рассмотри более простой вариант — Алгоритм Дейкстры. Это алгоритм на графах, изобретённый нидерландским учёным Эдсгером Дейкстрой в 1959 году. Находит кратчайшие пути от одной из вершин графа до всех остальных. Алгоритм работает только для графов без рёбер отрицательного веса.

69

Новости науки за неделю: Рой нанороботов; Причина зубной боли; Частоты атомных часов; Сравнение мозга приматов

Продолжаем отбирать и подробно рассказывать о самых интересных новостях науки за прошедшую неделю.

Содержание ролика:

01:00 Ученые обнаружили генетическую причину разницы в размере мозга человека и обезьян

03:10 Ученые сравнили частоты сверхточных атомных часов

06:08 Ученые пронаблюдали рой нанороботов внутри организма

09:11 Ученые выяснили, почему зубы болят от холода

11:56 Мышиные эмбрионы в биореакторах


(все ссылки на пруфы и исследования под роликом на ютубе. Короткая текстовая версия ниже)


Прежде, чем мы перейдем к рассказу о самых интересных новостях науки предыдущей недели, предлагаем вам самую интересную астрономическую новость узнать из ролика пулковского астронома Кирилла Масленникова, опубликованного в прошлый четверг по самым горячим следам https://youtu.be/_HzrSPQY35I (первое в мире изображение тени черной дыры в поляризованном свете).


Ученые обнаружили генетическую причину разницы в размере мозга человека и обезьян

У людей достаточно большой мозг среди приматов - гориллы и шимпанзе отстают по размерам в 2-3 раза. Количество нейронов у только что родившегося человека тоже больше, чем у новорождённого шимпанзе или гориллы раза этак в три.

Заглянем внутрь самого механизма развития мозга — в этом прекрасно помогают церебральные органоиды, мини-мозги, выращенные из стволовых клеток. Ученые взяли нейроны всех трех видов приматов, перепрограммировали их в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, т.е. поместили их на стадию эмбрионального развития, и начали выращивать. К пятой неделе органоиды человеческого мозга, ожидаемо, превзошли по размерам собратьев в два раза. Давайте разберемся, почему. Клетки предшественники нейронов, характерные для ранних стадий развития эмбриона, изначально имеют цилиндрическую форму, это очень удобно для деления, ведь их потомки имеют такую же идентичную форму. Чем больше делятся клетки, тем их форма больше напоминает вытянутую конусовидную, как у рожка с мороженым. Эта форма для деления уже неудобна. У обезьян до приобретения клетками-предшественникам нейронов конусовидной формы проходит 5 дней, а у человека - 7 дней. Т.е. у человеческих клеток больше времени для деления, да еще и делятся они чаще. Получилось объяснить это различие и на генетическом уровне. Анализ экспрессии генов показал, что один из генов, ZEB2, отвечающий за форму и активность клеток предшественников нейронов, у обезьян включался раньше, чем у человека. Как только он включается, в эмбрионе замедляется размножение клеток-предшественников нейронов, а это значит, что у обезьян просто вырастает меньше нейронов. И если включить этого ген у обезьян позже, чем положено, то количество нейронов в органоиде начинает догонять человеческое. Разумеется, это всего лишь моделирование на мини-мозгах, однако для объяснения эволюционных процессов и всей линейки Планеты обезьян это очень ценное открытие.


Ученые сравнили частоты сверхточных атомных часов

Ученые потихоньку подбираются к переопределению секунды, которая еще в 1967 году была зафиксирована как время, равное вот такому (9192631770) количеству периодов излучения,

соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133. То есть с этого времени секунду определяли по атомным часам с атомами цезия, которые испускают и поглощают свет определенной частоты. Но за последнее время в архитектуре атомных часов произошли качественные улучшения, позволяющие определить секунду еще точнее. От широко используемых микроволновых атомных часов, которые могут измерять время в секундах с точностью до 16 знака после запятой, мы переходим к оптическим атомным часам, которые лучше в 100 раз, т.е. могут дать точность в 18 знаков после запятой. Это происходит за счет возможности измерения частоты в оптическом диапазоне с большей точностью, чем в микроволновом.


Но для того, чтобы внедрить эти улучшения, необходимо убедиться, что мы умеем сравнивать между собой частоту разных часов, использующих разные атомы. С одинаковыми атомами ученые умеют справляться. Более того, сравнение частот в оптическом диапазоне нужно делать через оптоволоконный кабель, а хочется проводить калибровку в беспроводном режиме, как это можно делать с микроволновыми часами.


Ученые из коллаборации Боулдеровская оптическая сеть атомных часов (BACON (Boulder Atomic Clock Optical Network)) решили обе проблемы. Они смогли измерить отношения резонансных частот трех оптических атомных часов, причем часы на основе иттербия-171 и алюминия-27 были в одном институте, а на основе стронция-87 в другом. Их соединили при помощи четырехкилометрового оптоволокна, а часы с иттербием и стронцием еще и оптической лазерной связью по воздуху на расстоянии 1,5 километров. Вот более точная схема. Измерения проводили при помощи так называемых оптических частотных гребенок, высокоточных инструментов работающих с лазером и в волокне, и в воздухе. Их влияние на измерение было минимальным, на порядок меньше измеряемой частоты. В итоге отношения частот в атомах всех трех часов были измерены с точностью от 6 до 8 на 10 в минус 18 степени, и это на данный момент рекордная величина. Эти исследования могут внести вклад в более точную систему хронометража и, соответственно геопозиционирования, геодезии и даже, неожиданно, в поиск отклонения фундаментальных констант, что ведет за пределы Стандартной физики в области Новой физики. Эксперимент коллаборации BACON как раз наложил ограничение на взаимодействие бозонов темной материи с обычной материей.


Ученые пронаблюдали рой нанороботов внутри организма

Рой нанороботов самоорганизовался в организме мыши. Пусть нанороботы в ближайшей перспективе не сильно впечатляют, они должны лишь перемещаться и переносить грузы вроде лекарств к опухолям или пораженным органам. Ни самовоспроизводства, ни мысленного управления, но это пока. Основная проблема с ними сейчас в том, что их очень сложно отслеживать в организме. Для начала разберемся с перемещением. Нанороботы, участвующие в новом эксперименте, работают на ферментной тяге, они используют вещества в

организме, например, мочевину, которые взаимодействуют с заложенными в робота ферментами, в случае с мочевиной это уреаза. В результате химической реакции возникает реактивный поток ионов карбоната и аммония, позволяющий разогнать робота до скоростей в несколько сантиметров в час.


Для того, чтобы унести значимое количество лекарств, роботов должно быть много. И ученым важно понять, как распределяется рой внутри организма. Теперь разберемся с отслеживанием. Проблему визуализации решили с помощью ПЭТ-КТ, т.е. позитрон-эмиссионной томографии, совмещенной с компьютерной томографией. Маркерами для этого метода служат радиоизотопные метки, которые и нанесли на кремниевых нанороботов, а точнее пометили ими фермент уреазу в двигателе и золотые наночастицы в багажнике. Если в обычной чашке Петри с нанороботами присутствует только вода, то роботы остаются в пределах того объема, в который их поместили. А в воде с мочевиной, т.е. с топливом, они ведут себя как рыбы в косяке и равномерно распределяются по всей чашке. Более того, нанороботы успешно преодолевают искусственные препятствия в виде лабиринтов. Но это была лишь пристрелка методики ПЭТ-КТ для визуализации движения. Затем нанороботов внутривенно ввели в организм мыши и стали отслеживать их перемещения. Вот как это выглядело. Яркое пятно - это йод-124 - скопление нанороботов в щитовидке, остальные точки распределяются по легким, печени и другим органам и постепенно выводятся с мочой. При введении в мочевой пузырь, где топлива полно, нанороботы тоже крайне быстро распределяются по всему объему. Побочные эффекты от процедуры не наблюдались. Т.е. представьте, если подобрать нужные ферменты для двигателя, то можно адаптировать нанороботов к разным ситуациям и, например, разным типам опухолей, а затем контролируемо обрабатывать их, причем наблюдая в режиме реального времени. Звучит не мега-фантастично, но весьма хорошо.


Ученые выяснили, почему зубы болят от холода

Если вдруг кто-то из вас, дорогие зрители, никогда не испытывал острую, челюстеломную, ни с чем не сравнимую зубную боль от холодного напитка или укуса мороженого, я вам искренне завидую. Все еще впереди.

Причина, по которой игла боли впивается в нерв, на первый взгляд ясна - повреждение верхнего защитного слоя зуба. Но как сигнал передается к нервам - оставалось загадкой. Это всё TRPC5. Теперь так нужно говорить при холодной зубной боли.


Около десяти лет назад ученые обнаружили, что клетки, производящие белок TRPC5, чувствительны к холоду. Когда становится морозно, в клетках периферической нервной системы этот белок открывает канал, позволяющий ионам преодолевать клеточную мембрану, фактически он позволяет передачу нервного импульса.


Под защитной нечувствительной эмалью в зубе расположен слой дентина, испещренный каналами. Под твердым дентином расположена пульпа, содержащая в себе одонтобласты, клетки, формирующие дентин, и нервы. Кстати, именно нервное сплетение Рашкова дарит нам те самые незабываемые ощущения. Ранее основная теория зубной боли от холода заявляла, что температурные колебания создавали давление на жидкость в каналах дентина, и она уже передавала сигнал в нервы зуба.


В последовавших экспериментах ученые использовали генетически модифицированных мышей с отключенным ионным каналом TRPC5. Они хотели узнать, будут ли их поврежденные зубы также реагировать на холод, как у обычных мышей. Все правильно, такие мыши будто не чувствовали боли, как будто сидели на сильных обезболах.

Кстати, ученые порылись в человеческих зубах и подтвердили, что в них тоже есть этот ионный канал, из чего последовал вывод, что у людей именно он отвечает за болевые ощущения от холода. Сюрприз заключался в том, что TRPC5 активен в одонтобластах, тех клетках, которые производят дентин, и не отвечают вообще-то за передачу ощущений. Но что есть, то есть, холод, проникающий по каналам в дентине, заставляет одонтобласты открывать ионный канал и передавать сигнал в пучки нервов.

Кстати, есть лекарство, эвгенол, применяемое в стоматологии и воздействующее на TRPC5 канал.

Показать полностью
428

Впервые снимок магнитных полей по краям черной дыры. Комментарии астронома Кирилла Масленникова

Коллаборация Телескопа горизонта событий (EHT) представила новое изображение черной дыры в центре галактики Мессье 87 (M87) в поляризованных лучах. Впервые астрономам удалось измерить поляризацию излучения, признак существования магнитных полей, столь близко к краю черной дыры.


Линии отмечают ориентацию поляризации, связанную с магнитным полем вокруг тени чёрной дыры.

Впервые астрономам удалось измерить поляризацию, свидетельство существования магнитных полей, на столь близком расстоянии от края черной дыры. Эти наблюдения являются ключевыми для объяснения механизма образования высокоэнергетических джетов – струйных выбросов из ядра галактики M87, расположенной на расстоянии в 55 миллионов световых лет от Земли.


10 апреля 2019 года учёные опубликовали первое в истории изображение чёрной дыры – яркую кольцеобразную структуру с темной центральной областью, тенью чёрной дыры. С тех пор участники Коллаборации EHT продолжали углубленный анализ полученных в 2017 г. данных наблюдений сверхмассивного объекта в сердце галактики M87. Они обнаружили, что значительная часть излучения из окрестности чёрной дыры в ядре M87 поляризована.


Свет поляризуется, когда проходит сквозь определенные фильтры, например, через стекла поляризационных солнцезащитных очков, или когда излучается разогретыми до высоких температур областями космического пространства, в которых присутствуют магнитные поля. И точно так же, как поляризационные очки помогают нам видеть лучше, понижая отражение и подавляя блики, возникающие на ярких поверхностях.


Новые изображения в поляризованном излучении дают ключ к пониманию того, как магнитное поле позволяет черной дыре поглощать вещество и испускать мощные джеты (яркие джеты – струи энергии и вещества, истекающие из ядра галактики M87 и простирающиеся как минимум на 5000 световых лет от центра галактики).


Для наблюдений галактики M87 был использован Телескоп Горизонта Событий — объединение восьми телескопов, расположенных по всему миру, что позволило создать виртуальный телескоп размером с Землю.

Впервые снимок магнитных полей по краям черной дыры. Комментарии астронома Кирилла Масленникова Астрономия, Черная дыра, Космос, Астрофизика, Видео, Длиннопост, Новости науки и техники, Видеоблог, Qwerty

На изображении – три вида центральной области галактики Мессье 87 (M87) в поляризованном излучении и один, полученный на Космическом телескопе Хаббла – в видимых лучах.


Фото вверху, снятое на телескопе Хаббла, покрывает часть джета размерами примерно в 6 000 световых лет.

Следующее изображение — снимок в поляризованном излучении, полученный антенной решеткой ALMA – близкая к центру галактики часть джета размером в 6000 световых лет.

Среднее фото покрывает область размером примерно в один световой год. Оно получено с Решеткой со сверхдлинной базой (VLBA) Национальной радиоастрономической обсерватории США.

Нижний снимок получен телескопом горизонта событий (EHT).


Линии отмечают ориентацию поляризации, связанную с магнитным полем в зарегистрированной области. Данные, полученные на ALMA, позволяют подробно описать структуру магнитного поля вдоль джета. Таким образом, объединяя информацию, полученную с EHTи ALMA, астрономы могут исследовать роль магнитных полей на масштабах от непосредственной окрестности горизонта событий в пределах одного светового дня (изображения, полученные с EHT) до всего протяжения мощных джетов, уходящих далеко за пределы галактики M87 на тысячи световых лет (изображения, полученные на ALMA).

Значения частот в ГГц относятся к излучению, которое регистрировалось в ходе различных наблюдений. Горизонтальные линии показывают масштаб (в световых годах) каждого из индивидуальных изображений.


Ссылка на официальный релиз ESO: https://www.eso.org/public/russia/news/eso2105/

(официальный перевод от автора ролика и этого поста)

Показать полностью 1
Отличная работа, все прочитано!