Сообщество - Наука | Научпоп
Наука | Научпоп
4 142 поста 49 186 подписчиков
1702

Новость №195: Окситоцин назвали хранителем отношений

Недостаток внимания со стороны партнера приводит к повышению уровня окситоцина в крови. Это провоцирует человека быть более внимательным, что часто помогает сохранить пару

Новость №195: Окситоцин назвали хранителем отношений Образовач, Наука, Новости, Отношения, Пушкин, Окситоцин

http://news.nplus1.ru/tQus

971

«Поломка» всего лишь одного гена у древних людей позволила нам бегать марафоны

«Поломка» всего лишь одного гена у древних людей позволила нам бегать марафоны Выносливость, Адаптация, Мышцы, Мутация, Эволюция

Первые представители рода Homo появились на Земле около 2 млн лет назад, когда африканские тропические леса стали превращаться в саванны. У первых людей начали формироваться физиологические и анатомические адаптации, благодаря которым они приобрели «стайерские» качества – способность к бегу на длинные дистанции. Помимо соответствующих изменений в опорно-двигательном аппарате, они обзавелись более эффективной терморегуляцией за счет потери волосяного покрова и оптимизации работы потовых желез; вероятно, изменения затронули и важнейшие процессы обмена веществ и энергии. Но что стояло за этими адаптациями на клеточном уровне? Ответить, хотя бы частично, на этот вопрос удалось американским ученым


Еще около двадцати лет назад исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего (США) обнаружили в геноме человека «сломанный» ген, кодирующий фермент CMP-Neu5Ac гидроксилазу (CMAH), который нормально функционирует у других приматов и большинства других млекопитающих. Без этого фермента в организме не может синтезироваться N-гликолилнейраминовая кислота, которая в составе углеводсодержащих комплексов локализуется на поверхностях клеток, выполняя посреднические функции при межклеточных и межтканевых взаимодействиях.


Сейчас ученые провели эксперименты на лабораторных мышах с мутантным «не рабочим» геном CMAH, чтобы проверить, как влияет отсутствие этого фермента на состояние мышц и выносливость животных. Для этого мутантных и обычных мышей заставляли бегать на специальных беговых дорожках. Выносливость животных оценивали по времени, когда они «сходили с дистанции». Оказалось, что мутантные мыши на 30% выносливее контрольных!


Результаты еще одного эксперимента, где животных «тренировали» уже в течение 2 недель, оказались не менее впечатляющи: мутантные мыши бегали на 12% быстрее и пробегали в день примерно на 20% большее расстояние, чем обычные. Более медленное наступление мышечной усталости у мутантных животных подтвердил и эксперимент с электрической стимуляцией мышц конечностей.


Исследование мышечной ткани задних лап у мышей с нефункционирующим геном CMAH показало наличие более развитой сети кровеносных капилляров, что обеспечивало лучший обмен веществ между кровью и другими тканями, а специальные измерения позволили сделать вывод, что мышечные клетки у таких животных эффективнее используют поступающий к ним кислород.


Полученные результаты весьма убедительны, хотя точный механизм влияния недостатка N-гликолилнейраминовой кислоты не известен, так как она участвует в самых разных процессах в организме. Кроме того, эти данные нельзя напрямую экстраполировать на человека, так как мышь эволюционно достаточно далека от человека.


Тем не менее гипотеза, что мутация гена CMAH оказалась благотворной для предков человека, получила определенное подкрепление. Не исключено, что именно усиленное формирование кровеносных сосудов в мышцах и более эффективное использование кислорода, вызванные генетической «поломкой», обеспечили нашим предкам ту выносливость, благодаря которой они могли успешно убегать от опасности и охотиться, буквально загоняя животное с нормальным геном CMAH, пока оно не падало от усталости.


Фото: https://www.flickr.com

Показать полностью
555

В мозге найдены управляющие старением клетки

Ученые нашли в мозге мышей клетки, которые регулируют процессы старения организма. Они находятся в гипоталамусе и выделяют в спинномозговую жидкость сигнальные молекулы РНК.


В дальнейших исследованиях авторы работы планируют уточнить структуру и конкретные функции микроРНК гипоталамических НСК, а также проанализировать другие молекулярные продукты этих клеток, которые также могут участвовать в регуляции старения.


http://short.nplus1.ru/HQsH4UccqcY

В мозге найдены управляющие старением клетки Наука, Новости, Биология, Нейронаука, Борьба со старением
1570

Ученые впервые увидели, как бактерии получают устойчивость к антибиотикам.

Ученые впервые увидели, как бактерии получают устойчивость к антибиотикам. Бактерии, Антибиотики, Ученые, Гифка, Наука

Бактерия холеры ловит ДНК погибшей соседки в надежде получить резистентность к антибиотикам


Ученым из Университета Индианы впервые удалось увидеть этот процесс напрямую, с помощью микроскопа и нового метода наблюдений. Об этом Анкур Далия (Ankur Dalia) и его соавторы пишут в статье, опубликованной в журнале Nature Microbiology.


В каждый момент лишь незначительная часть популяции бактерий способна к «восприятию» чужой ДНК, однако эти так называемые компетентные клетки играют важнейшую роль в выживании. Их оболочки становятся более проницаемыми, а для поглощения ДНК используются пили — специализированные выросты на поверхности. Ученые стимулировали такое состояние компетентности у холерных вибрионов. Специализированный набор флуоресцентных красителей позволил визуализировать и клетки, и пили, и ДНК.

По словам авторов, пили действуют как миниатюрные — в десяток тысяч раз тоньше человеческого волоса — гарпуны, вытягиваясь из поры в клеточной стенке, захватывая ДНК и втягиваясь обратно. Да и поры настолько малы, что ДНК скручивается, чтобы протиснуться в отверстие. «Это как шитье ниткой, — объясняет Кортни Элисон (Courtney Ellison), одна из авторов работы. — Ширина отверстия во внешней оболочке почти равна спирали ДНК, сложенной вдвое. Если бы не пили, шансы на то, что ДНК, протолкнувшись в клетку, пройдет под нужным углом, практически нулевые».

Ученые впервые увидели, как бактерии получают устойчивость к антибиотикам. Бактерии, Антибиотики, Ученые, Гифка, Наука

На отдельных кадрах видно, как клетка вытягивает пили и, захватив фрагмент ДНК, втягивает его внутрь / ©Ankur Dalia, Indiana University

Показать полностью 1
1759

Принцип работы холодильника

Недавно решил почитать о том, как же работает данный агрегат. К сожалению, простого объяснения "на пальцах" я не нашел, поэтому пришлось поднапрячь мозги. В общем, слушайте.


Суть предельно проста. Наливаем воду в бак. Из бака откачиваем воздух, т.е. создаем вакуум. В какой-то момент вода начнет закипать. Почему? Потому что при снижении давления снижается и температура кипения воды.


Если вы подниметесь на Эверест, то заметите, что вода закипает не при 100 градусах, а при 68. И наоборот, если давление поднять, то температура кипения увеличится. На этом основан принцип работы скороварок - внутри них создается давление выше атмосферного, и вода кипит при температуре выше 100 градусов. Еда варится быстрее.

Принцип работы холодильника Пикабу образовательный, Наука и техника, Холодильник, Гифка, Длиннопост

Итак, откачиваем из бака воздух, давление снижается, и в какой-то момент вода начинает кипеть при комнатной температуре. При этом она поглощает из окружающей среды теплоту, или как ее еще называют скрытая теплота парообразования. Если намочить руку и подуть на нее, руке станет холодно, верно? Это потому что мы заставляем воду испаряться (дуем), а ей, чтобы превратиться в пар, нужно откуда-то взять энергию. Вот она и берет тепло от руки.


Так же и тут - мы заставляем воду испаряться - и она поглощает тепло.

Именно это и происходит в холодильнике. Только вместо воды используется фреон - легкокипящая жидкость. Достаточно совсем немного опустить давление, и фреон уже кипит. Для этого вместо откачивающего насоса фреон пропускают через длинный тонкий капилляр.


Согласно законам гидравлики, чем длиннее и тоньше трубопровод, тем большее сопротивление испытывает жидкость, проходящая через него, и тем сильнее падает давление этой жидкости. Если воду пропустить через такую трубку, она, конечно, не закипит, а вот фреону такого небольшого понижения давления достаточно - и он закипает. Откройте свой холодильник и посмотрите на его стенки: в этот самый момент за ними фреон постепенно теряет давление и кипит, отнимая теплоту от внутренностей холодильника.

Принцип работы холодильника Пикабу образовательный, Наука и техника, Холодильник, Гифка, Длиннопост

Далее парообразный фреон нужно снова превратить в жидкость. Для этого его сжимают компрессором.

Принцип работы холодильника Пикабу образовательный, Наука и техника, Холодильник, Гифка, Длиннопост

Однако тут есть небольшая проблема. Газы при сжатии нагреваются. Компрессор сжимает фреон и превращает его в жидкость, но: а) на выходе получается горячая жидкость с температурой 80-100°, нас такая не устраивает; б) на выходе получается не совсем жидкость, а скорее перегретый пар.


Это непонятное вещество - вроде бы пар, но еще не жидкость, пропускают через змеевик, чтобы оно отдало тепло наружу, и превратилось, наконец, в жидкость.

Принцип работы холодильника Пикабу образовательный, Наука и техника, Холодильник, Гифка, Длиннопост

И, наконец, получившуюся охладившуюся жидкость снова пускают по змеевидному капилляру внутри холодильника, где она кипит, охлаждая стенки до -20° (примерно).


Итого: как работает холодильник? Заставляют фреон кипеть, в процессе кипения тот поглощает тепло. Получившийся пар сжимают в жидкость электрокомпрессором, а от образовавшегося при сжатии тепла избавляются с помощью воздушного радиатора.

Будут вопросы - пишите!

Показать полностью 3
1995

Как мы это допустили? Как мы пришли к убеждению, будто вакцины не спасают нам жизнь, а грозят чем-то ужасным?

Как мы это допустили? Как мы пришли к убеждению, будто вакцины не спасают нам жизнь, а грозят чем-то ужасным? Медицина, Вакцина, Антипрививочники, История, Наука, Эпидемия, Биология, Статистика, Длиннопост

Возвращается и корь.

Четвертого мая 2005 года непривитая семнадцатилетняя девушка из Индианы села на самолет, летевший в столицу Румынии Бухарест. Она выступала в роли миссионера по поручению своей церкви и посетила детский дом и больницу. Девушка не знала, что в Румынии свирепствует эпидемия кори.


Четырнадцатого мая, когда она летела домой в Индиану, у нее поднялась температура, начался кашель и насморк, покраснели глаза. Назавтра она отправилась на церковный пикник, где было пятьсот человек. Хотя она чувствовала себя плохо, ей не терпелось рассказать о поездке друзьям и соседям. Ни сама девушка, ни гости на пикнике не подозревали, что у нее корь. Однако 16 мая почти все тело больной покрылось красной пятнистой сыпью.


Через две недели после пикника, 29 мая, в департамент здравоохранения штата Индиана позвонил врач из Цинциннати, который только что госпитализировал шестилетнего мальчика с сильнейшим обезвоживанием организма. Диагноз – корь. Врач позвонил в департамент здравоохранения, чтобы сообщить, где мальчик побывал две недели назад: на церковном пикнике в Индиане. Дальнейшие исследования стали наглядным примером заразности кори среди привитых и непривитых. Из 500 гостей на пикнике 35 никогда не прививались от кори, и 31 из них (89 %) оказались инфицированы. Из оставшихся 465 человек заразились только 3 (0,6 %).


Девушка, подхватившая корь в Румынии, провела в толпе из пятисот человек всего несколько часов, однако умудрилась заразить практически всех восприимчивых к этой болезни[19].

Вспышка кори в Индиане была страшным напоминанием о прошлом. До 1963 года, когда вакцина от кори стала доступной, эта болезнь была распространенной причиной страданий и смерти. Большинство родителей знают, что от вируса кори бывает сыпь, однако лишь немногим известно, что он может попасть в легкие и вызвать пневмонию, а может и в мозг – и привести к воспалению (это состояние называется энцефалит), в результате которого возникают судороги и поражения мозга. Но самое страшное – вирус кори вызывает редкую болезнь под названием подострый склерозирующий панэнцефалит, из-за которого дети постепенно теряют способность ходить, говорить и стоять. У них неизбежны судороги, а затем кома и смерть: несмотря на героические паллиативные усилия, еще ни один ребенок не выздоровел после подострого склерозирующего панэнцефалита. До прививок корью ежегодно заражались до четырех миллионов американских детей, из которых 100 000 попадали в больницу, а 500 погибали[20].


После вспышки кори в Индиане чиновники из Центров по контролю и профилактике заболеваний сделали все возможное, чтобы предупредить родителей о серьезности заболевания. Они публиковали оповещения в средствах массовой информации, распространяли их в консультативных медицинских центрах, выступали с докладами, раздавали просветительные материалы – и все это в надежде, что тревожный сигнал из Индианы будет услышан[21]. Однако их предупреждения остались без внимания.


Тринадцатого января 2008 года непривитый семилетний мальчик прилетел домой в Сан-Диего после отдыха с семьей в Швейцарии. Через девять дней у него начался кашель и насморк.


Родители решили, что это всего лишь простуда, и отправили его в школу. Однако ребенку становилось все хуже. Назавтра мать отвела мальчика к врачу, где он сидел в приемной с другими детьми. Врач, не уверенный в диагнозе, отправил ребенка на анализы в лабораторию при местной больнице. В тот же день мальчик попал в приемный покой этой больницы с температурой 40 °C и прогрессирующей сыпью. Поскольку никто из врачей, осматривавших мальчика, не подумал, что это может быть корь, ни в кабинете врача, ни в лаборатории, ни в больнице не были приняты меры по изоляции больного[22].


В период с 31 января по 19 февраля того же года заболели и другие дети – брат и сестра мальчика, несколько его одноклассников и трое детей, вместе с ним сидевших в приемной врача. Вирус кори опять показал, с какой поразительной точностью он находит восприимчивых детей. Все, кто заразился от мальчика, не были привиты. Трое детей, заразившиеся в приемной врача, были еще очень малы и не успели привиться; один попал в больницу с тяжелым обезвоживанием, другой, будучи заразным, летел на самолете на Гавайи. Вспышке кори в Калифорнии удивляться не приходится. В 2008 году от прививок решили отказаться родители 10 000 детей дошкольного возраста[23].


Вспышка кори произошла не только в Калифорнии, но и в других местах. Она затронула 13 штатов – Иллинойс, Вашингтон, Аризону, Гавайи, Висконсин, Мичиган, Арканзас, Джорджию, Луизиану, Миссури, Нью-Мексико, Пенсильванию и Виргинию, а также Федеральный округ Колумбия. Всего было заражено 140 детей, почти все непривитые; 20 попали в больницу. Это была самая крупная единовременная вспышка кори в США более чем за десять лет[24].

У вспышек в Индиане и во всей стране была одна важная общая черта: в обоих случаях заражение произошло за пределами США. В этом нет ничего необычного. Каждый год около шестидесяти человек, побывав в странах, где уровень иммунизации ниже, например в Швейцарии, Австрии, Ирландии, Израиле, Нидерландах, Японии и Великобритании, возвращаются в США больными корью. Более того, во всех этих странах постоянно происходят вспышки кори[25]. Однако ситуация в 2008 году была иной – на этот раз корь распространилась от одного непривитого американского ребенка к другим, а от них – еще дальше. Беда не в том, что в США низкий уровень иммунизации – напротив, он довольно высок. Беда в том, что в некоторых общинах непривитых детей так много, что инфекции могут распространяться беспрепятственно[26].

Вероятно, самой страшной была вспышка паротита, или свинки, среди евреев-хасидов в Нью-Йорке и Нью-Джерси – вспышка, которая показала, как сильно мы зависим друг от друга в деле защиты от заболеваний.

В июне 2009 года одиннадцатилетний мальчик побывал в Англии и заразился свинкой. В это время свинкой были инфицированы тысячи британских детей, в основном потому, что их родители боялись, что тройная вакцина от кори, краснухи и паротита может вызвать аутизм. Семнадцатого июня мальчик прилетел обратно в Нью-Йорк и отправился в летний лагерь для хасидов, в результате чего началась масштабная эпидемия. К октябрю К октябрю заразились 200 человек, к ноябрю – 500, к январю 2010 года – 1500. По итогам эпидемии оказалось, что паротит вызвал панкреатит, менингит, глухоту, паралич лицевого нерва и воспаление яичников у 65 человек; 19 попали в больницу[27].


Вспышка свинки в 2009 году показала, что от болезни не застрахованы даже привитые. Для предотвращения распространения инфекций нужно, чтобы привита была определенная доля населения, – это явление называется популяционным, или коллективным, иммунитетом. Те, кто не привит или не может быть привит, тоже защищены от болезни, поскольку окружены группой, в которой высок процент вакцинированных, – это как стены и ров вокруг замка. Доля населения, которую нужно вакцинировать, чтобы обеспечить коллективный иммунитет, зависит от заразности инфекции. Для очень заразных болезней вроде кори и коклюша уровень иммунизации должен быть около 95 %. Для несколько менее заразных – паротита и краснухи – коллективный иммунитет достигается при уровне иммунизации около 85 %[28].


Хотя во время вспышки 2009 года было привито около 70 % хасидов, доля защищенных оказалась ниже. Дело в том, что вакцина не может быть стопроцентно эффективной. Прививка от свинки дает защиту в 88 % случаев после двух доз. Поэтому, хотя привиты были 70 %, защищены оказались лишь 62 %, а это гораздо ниже доли, необходимой, чтобы остановить распространение свинки.


Эпидемия среди хасидов не была уникальным случаем. За три года до этого, в 2006 году, волна паротита захлестнула весь Средний Запад, заражено было более 6500 человек, в основном студенты колледжей.

Эпидемии свинки в 2006 и 2009 годах показали, что даже привитые не вполне защищены от болезни, если уровень вакцинации недостаточно высок.

Вспышки болезней, ввозимых в США из-за рубежа, не ограничиваются корью и свинкой.

В 2003 году в Нигерии распространились слухи, что вакцина от полиомиелита вызывает СПИД и приводит к бесплодию у девочек. Программы вакцинации резко забуксовали. К 2006 году полиомиелит из Нигерии появился в двадцати странах Азии и Африки, которые до этого считались свободными от полиомиелита, и более 5000 человек было тяжело и необратимо парализовано.

“Столь обширных вспышек полиомиелита не наблюдалось уже довольно долго”, – сказал Таммам Алудат, высокопоставленный чиновник из Международного Красного Креста.

Уолтер Оренстайн, заместитель директора Глобальной программы здравоохранения при Фонде Билла и Мелинды Гейтс, увидел здесь параллель со вспышками кори в США в 2008 году. “От США до полиомиелита – один авиаперелет, – сказал Оренстайн. – Стоит нам ослабить бдительность, стоит сузить охват прививок, как сразу возникнет вероятность вспышки полиомиелита”. Оренстайн не считает, что все ограничится полиомиелитом: “Может вернуться и дифтерия. И все остальные болезни. Ведь каждая из этих инфекций, кроме натуральной оспы, есть либо в США, либо у самых наших границ”[29].


В начале ХХ века дети постоянно болели и умирали от недугов, которые теперь легко предотвратить при помощи вакцин. Американцы отдавали себе отчет, что ежегодно дифтерия неизбежно унесет 12 000 жизней, в основном маленьких детей, краснуха приведет к тому, что до 20 000 младенцев появятся на свет слепыми, глухими или умственно отсталыми, после полиомиелита навсегда парализованными останутся 15 000 детей, а 1000 умрут, а свинка станет у многих детей причиной глухоты[30]. Благодаря вакцинам все эти болезни либо устранены, либо стали редкостью. Однако сейчас, когда все больше родителей решают не прививать своих детей, некоторые из этих болезней возвращаются.


Как мы это допустили? Как мы пришли к убеждению, будто вакцины не спасают нам жизнь, а грозят чем-то ужасным? Ответ на этот вопрос дает история одной из самых влиятельных американских групп активистов, основанной в 1982 году, – группы, которая, невзирая на недавние эпидемии и смертельные исходы, и сейчас имеет последователей и в США, и во всем мире.


Отрывок из книги: Смертельно опасный выбор. Чем борьба с прививками грозит нам всем

Автор книги: Пол Оффит

Показать полностью
460

Только когда хищник скроется из виду, орангутаны «рассказывают» о нем своим детям

Только когда хищник скроется из виду, орангутаны «рассказывают» о нем своим детям Орангутаны, Приматы, Хищник, Поведение животных

Суматранский орангутан в Честерском зоопарке (Великобритания)

Многие млекопитающие и птицы в случае опасности подают сигналы тревоги. При этом они могут сообщать не только о появлении хищника, но и о его размерах, степени опасности, о расстоянии, на котором он находится. Орангутаны, одни из наиболее близких человеку приматов, также реагируют на хищников, издавая специфические звуки. Однако недавно выяснилось, что они поднимают тревогу лишь после того, как враг скрылся из виду


Одна из особенностей языкового общения у людей – способность говорить о том, чего нет в пределах видимости или в настоящем, т.е. о прошлом или будущем. Считалось, что животные так не умеют (коммуникацию у пчел сегодня рассматривают как другой процесс). Хотя было известно, что такие обезьяны, как верветки, иногда издают сигналы тревоги и в отсутствие хищников, ученые интерпретируют это явление как реакцию на другие раздражители или даже как тактическую уловку. Известно также, что в неволе некоторые обезьяны демонстрируют соответствующие способности, однако это приписывается влиянию человека.


Недавно ученые из Сент-Эндрюсского университета (Великобритания) исследовали поведение орангутанов (Pongo abelii), обитающих в лесах Суматры. Исследователи изображали из себя хищников, задрапировавшись в покрывала соответствующей окраски и передвигаясь на четвереньках под деревьями, на которых сидели самки орангутанов со своими детенышами.


Через две минуты после того, как обезьяны замечали «хищника», люди исчезали из поля зрения обезьян, продолжая незаметное наблюдение. Так исследователи «разыграли» семь особей, некоторых по нескольку раз, что составило в общей сложности 24 экспериментальных эпизода. Вопреки ожиданиям, мамы-орангутанихи не сразу поднимали тревогу, как это делают другие виды обезьян, но молча брали своих детей и забирались повыше на деревья. В половине случаев они вообще не издавали криков, а в остальных они делали это спустя примерно 7 минут после того, как «хищник» ушел. Одна же самка подняла шум только через 17 минут!


По мнению ученых, подобную задержку нельзя объяснить сильным испугом животных, потому что в остальном они реагировали быстро и четко, причем как молодые, так и более «возрастные» и опытные. Также маловероятно, что обезьяны хотели предупредить своих сородичей, так как орангутаны живут обособленно, да и другие особи, явно слышавшие эти крики, никак на них не реагировали.


Более вероятно, что обезьяны не хотели привлекать внимание находящегося близко хищника, но затем «рассказывали» о нем своим детенышам и показывали, как нужно правильно реагировать. Так как исследователи изучают эту популяцию орангутанов уже давно и хорошо знакомы со всеми особями, они заметили, что обезьяны начинали кричать тем раньше, чем младше было их потомство. Так, у орангутанихи, которая начала издавать сигнал тревоги только через 17 минут, был великовозрастный девятилетний ребенок.


По мнению ученых, подросшие обезьянки уже сталкивались с подобными ситуациями и неплохо «знают», как вести себя, когда под деревом мелькает полосатая тигриная шкура. Зато младшие, наблюдая за действиями мамы, учатся на ее примере.


Правда, существует еще одна возможность, о которой экспериментаторы не подумали. Может быть, орангутаны просто просили детей не брать пример со странных бледнолицых, неуклюже крадущихся под деревьями, и при этом были слишком хорошо воспитаны, чтобы делать замечания прямо у них на глазах.


Фото: https://www.geograph.org.uk

Показать полностью
457

Модифицированный бактериофаг-«шпион» нападает на бактерии по прямому приказу человека

Модифицированный бактериофаг-«шпион» нападает на бактерии по прямому приказу человека Вирусы бактерий, Бактериофаги, Модифицированные бактериофаги

Бактериофаги

Вирусы, которые называют бактериофагами, – самые давние естественные враги бактерий. Несколько миллиардов лет «гонки вооружений» между представителями этих царств живых организмов породили изощренные способы защиты и нападения с той и с другой стороны. Недавно ученые из Принстонского университета (США) обнаружили удивительный бактериофаг, который, как настоящий шпион, «подслушивает», как бактерии общаются между собой, чтобы напасть на них в подходящий момент


Социальную коммуникацию изобрели не люди – «общаться» посредством выделения определенных молекул научились еще бактерии. При росте бактериального сообщества число таких молекул достигает критической массы, достаточной, чтобы у бактерий появилось так называемое «чувство общности». Составив «кворум», бактерии могут координировать свое поведение, чтобы дружно начать атаку на клетки организма-хозяина или сформировать биопленку – плотный слой прикрепленных к какой-либо поверхности бактериальных клеток, хорошо защищенных от внешних воздействий.


Фаги взаимодействуют с бактериями двумя способами. В первом случае генетический материал вируса интегрируется в бактериальный геном и удваивается вместе с ДНК клетки-хозяина, не причиняя ей вреда. Во втором случае клетка фактически превращается в фабрику по производству вирусного потомства, и сама разрушается. При этом вирус сильно рискует: если бактерий в окрестностях мало, то новые вирусные клоны не смогут размножаться дальше и погибнут. Вирус VP882 научился снижать этот риск, принимая молекулярные сигналы взаимодействующих бактерий, свидетельствующие об их высокой численности. Делает он это с помощью собственной версии бактериального рецептора, воспринимающего информационные бактериальные молекулы. коммуникации.


Ученые нашли вирусу-«шпиону» практическое применение в качестве противомикробного средства. Фаговая терапия практикуется в медицине уже сотню лет, но VP882 стал первым из всех известных фагов, кто начинает атаковать лишь тогда, когда ему это выгодно, и действия которого легко можно перенаправить. Так и было сделано. После редактирования генома бактериофаг стал способен воспринимать химический сигнал, подаваемый людьми, который будет означать для него, что пора действовать. Проще говоря, теперь мы можем в прямом смысле слова приказать вирусу убить бактерии.


Исследователей привлекла и «всеядность» VP882. Большинство бактериофагов могут инфицировать только специфический вид и даже штамм бактерий. Но только не VP882: судя по экспериментам, к этому вирусу оказались чувствительны эволюционно далекие бактерии кишечной палочки и возбудители холеры и сальмонеллеза. Не исключено, что фаг может поражать и многие другие микроорганизмы.


По мнению ученых, особенно любопытен сам факт передачи информации между разными царствами живых организмов. Ведь зачастую мы не можем полноценно общаться даже с таким существом, как собака, которое, как и мы, принадлежит к тому же классу млекопитающих, что и человек.


После открытия свойств VP882 ученые продолжили поиск и обнаружили другие вирусы, которые также могут извлекать информацию из межбактериального «общения» и использовать ее себе на пользу. Это открывает новые перспективы по созданию терапевтических бактериофагов.


Фото: https://www.flickr.com

Показать полностью
589

Экзоскелет для лодыжки

Экзоскелет для лодыжки Экзоскелет, Ноги, Наука, Инженерия, Разработка

Оригинальный источник (IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering)
https://ieeexplore.ieee.org/document/8667351/keywords#keywor...

Инженеры разработали экзоскелет для лодыжки, который не требует источника питания и обладает небольшими размерами, благодаря чему помещается под штанину, что, по мнению авторов, повышает шансы на использование технологии в реальности. Статья опубликована в IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering.

Как правило, большинство современных разработок в области экзоскелетов посвящено усилению какой-то конкретной части тела (полноразмерные экзоскелеты, такие как Guardian XO, — скорее исключение). Например, экзоскелет для ног может облегчить ходьбу, что может быть актуально для почтальонов, работников торговли, солдат и даже для пожилых людей. Впрочем, когда речь идет о гражданском применении медицинских приспособлений, непривычный внешний вид может отпугнуть от людей от повседневного использования (дизайнеры пытаютсясделать симпатичнее даже пробки для колостомы).

Инженеры во главе с Карлом Зеликом (Karl E. Zelik) из Университета Вандербильта решили эту проблему, разработав компактный экзоскелет для лодыжки, который при этом не требует источника энергии. Авторы статьи считают, что сочетание этих двух параметров очень важно для использования подобных устройств в реальной жизни (стоит отметить, что другие другие примеры экзоскелетов для лодыжки действительно могутбыть массивными и нередко требуют отдельно крепящегося аккумулятора).

Разработчики использовали классическую для такого экзоскелета схему — голень соединяется со стопой через пружину и при шаге вперед голень тянет стопу, облегчая подошвенное сгибание голеностопного сустава. При этом в своей версии экзоскелета инженеры доработали классическую конструкцию и предусмотрели сцепление: конец троса спрятан в двойной подошве и соединен со скользящей вкладкой, в итоге экзоскелет работает только тогда когда нога нагружена, — то есть именно тогда, когда это нужно. Когда же нога выносится вперед, вкладка свободно скользит и трос не ограничивает естественное движение конечности.

«Наша конструкция легкая, незаметная, тихая и не нуждается в моторе и батарейках, дешева в производстве и адаптируется под разную скорость ходьбы, помогая мускулам лодыжки», — приводитслова Карла Зелика пресс-служба Университета Вандербильта.

В прошлом году иранские инженеры разработали пассивный экзоскелет, который снижает энергозатраты при беге. Сравнение бега в двух режимах показало, что надетый экзоскелет позволяет снизить энергозатраты на 8 ± 1,5 процента. Разработчики отмечают, что это примерно равнозначно тому, что человек с массой 75 килограммов сбросил бы шесть килограммов.

Николай Воронцов (N+1)

Экзоскелет для лодыжки Экзоскелет, Ноги, Наука, Инженерия, Разработка

Скопипастил тут https://m.vk.com/@-63337812-ekzoskelet-dlya-lodyzhki-spryata...

Показать полностью 1
1050

Как обмануть беспилотные автомобили (и не только их)

Как обмануть беспилотные автомобили (и не только их) Нейронные сети, Беспилотный автомобиль, Длиннопост, Распознавание, Распознавание лица, Видео

Сейчас активно обсуждают беспилотные автомобили — насколько они лучше или хуже обычных, как они изменят будущее и, конечно, насколько они безопасны. Некоторые подходят к этому со стороны проблемы вагонетки: мол, кто знает, как поведёт себя машина в критической ситуации, когда жертв не избежать? Но есть ещё один интересный аспект, который касается безопасности беспилотников: что, если машину можно сознательно обмануть? Чем это будет грозить на дороге? Сейчас объясню подробнее.


Сообщество автомобильных инженеров (SAE) выделяет 6 уровней автоматизации автомобилей:

0-й уровень: отсутствие автоматизации

1-й уровень: необходимо участие водителя

2-й уровень: частичная автоматизация вождения

3-уровень: автомобиль справляется с задачей самостоятельно, но может запросить участия водителя

4-уровень: высокая степень автоматизации

5 уровень: полная автоматизация


Таким образом, сказанное дальше будет касаться не всех беспилотных автомобилей, а только тех, что попадают в пятую категорию. Так вот, полностью автономные машины ориентируются в пространстве за счёт камер и нейронных сетей. Если объяснять на профанном уровне, выглядит это примерно так: камера снимает картинки, а сети их классифицируют: это вот дорожный знак, это — грузовик, это — внезапно! — олень и так далее. Четыре года назад спецы из Гугла, Фейсбука и Нью-Йоркского университета показали, что нейросети можно намеренно обмануть. Можно таким образом обработать картинки, что мы не заметим никаких перемен, а ИИ будет неверно их классифицировать. Такие изображения-обманки называются "adversarial examples" (это можно перевести как «состязательные примеры», но устоявшегося русского термина, вероятно, нет). Лучше всего объяснить на примере:
Как обмануть беспилотные автомобили (и не только их) Нейронные сети, Беспилотный автомобиль, Длиннопост, Распознавание, Распознавание лица, Видео

Нам кажется, что здесь и слева, и справа изображена панда, но сеть GoogLeNet принимает правую картинку за гиббона и совершенно в этом уверена.


Adversarial examples оказались весьма неприятной проблемой. Во-первых, выяснилось, что они не теряют своих обманных свойств и в физическом мире. Если такую картинку распечатать на обычном принтере, потом сфотографировать смартфоном и скормить нейронной сети, она по-прежнему будет работать. Это на практике продемонстрировали ребята из Google Brain и OpenAI — они заставляли ИИ принимать библиотеку за тюрьму, а стиральную машинку за половик. Вот видео для наглядности:

Другой интересный эксперимент провели учёные из Университета Карнеги — Меллон. Они аналогичным образом обманули систему распознавания лиц и выдали себя за известных людей. Для этого исследователи придумали цветовые паттерны, которые заставили бы нейронные сети принять их за конкретных знаменитостей, напечатали эти паттерны на глянцевой бумаге и наклеили на обычные очки. В двух случаях из трёх их ждал 100-процентный успех. Таким образом они показали, что обмануть нейросети можно 1. в реальном мире 2. не вызывая особых подозрений — ведь люди часто носят очки и цветные экземпляры среди них — не редкость. Вот видео с конференции, где исследователи сами рассказывают о своей работе — оно понятнее, чем научная работа на ту же тему.

Во-вторых, для того, чтобы создать хитрые картинки, не обязательно точно знать, как устроена сеть или иметь доступ к набору изображений, на котором её обучают. В марте этого года товарищи из OpenAI рассказали, что провели атаку методом «чёрного ящика». Единственное, что им нужно было знать — как целевая нейросеть классифицирует некоторые объекты.


В-третьих, можно создать adversarial examples, которые смогут одурачить не одну, а сразу несколько сетей, даже если те устроены по-разному. То есть такие «оптические иллюзии» до некоторой степени универсальны, хотя обмануть чем-то одним все сети на свете нельзя (или мы пока об этом не знаем). В общем, страшная вещь — можно дурить в реальном мире сразу несколько алгоритмов, и при этом необязательно всё-всё про них знать.


При чём здесь автономные автомобили? Ну, как видим, это работает не только с ними, но и их тоже касается. Как говорит специалист по технологиям машинного обучения Григорий Сапунов вот в этой статье: «Тема с автомобилями представляет особый интерес в силу того, что автомобиль — это объект повышенной опасности и если в нём появится чёрный ящик, который можно таким образом обмануть, то это риски. И риски намеренного обмана злоумышленником, и риски того, что автомобиль сам по себе может неправильно среагировать на какую-то ситуацию, и мы заранее не знаем какую (и к тому же мы до конца не понимаем, на что именно он вообще реагирует). То есть потенциально под угрозой человеческие жизни и здоровье, это нехорошо. Получается, что производитель не может дать никаких гарантий».

Специалисты пока не пришли к единому мнению о том, насколько adversarial examples опасны для беспилотных машин. Например, учёные из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне считают, что бояться нечего, потому что камеры движущегося автомобиля видят предметы с разных углов и в разных масштабах. Они провели такой эксперимент: сделали картинки-обманки, внешне похожие на обычные сигналы «стоп», наклеили их на дорожные знаки и несколько раз проехали мимо на автомобиле. Тачка была не простая, а с видеокамерой — изображение сразу поступало нейронным сетям. В большинстве случаев сети верно опознавали знак, ошиблись они всего-то в паре кадров. Учёные объяснили это тем, что машина большую часть времени находилась слишком далеко от дорожного знака, и камера попросту не могла разглядеть изменения картинки, которые обманули бы компьютер. Они пришли к выводу, что в реальном мире, где предмет можно разглядеть с разных углов и на разных дистанциях, о хитрых картинках можно вообще не беспокоиться.


Но с ними согласны не все. Например, ребята из уже упоминавшейся OpenAI (кстати, один из основателей компании — Илон Маск) привели контраргументы всего через 5 дней после публикации того исследования. Они не стали заморачиваться и писать научную работу, а просто опубликовали пост в блоге. Суть такова: спецы OpenAI создали изображение, которое нейронные сети классифицируют неправильно, с какого бы угла они на них не смотрели. Это распечатанная на принтере фотка милого котёнка среди зелени — как её не увеличивай, как не поворачивай, а ИИ всё равно принимает её за настольный компьютер или монитор. Таким образом, получается, что смена ракурса не защищает машины от обмана и опасность остаётся. Этот пост опубликовали совсем недавно, 17 июля, так что нам только предстоит узнать, что на это ответят другие специалисты.

Видео команды OpenAI, где они демонстрируют картинку-обманку с разных ракурсов

В заключение, пожалуй, стоит ещё раз напомнить о том, что проблема касается не только беспилотных автомобилей. Как говорит Григорий Сапунов: «Во многих местах, где нейросети используются для анализа изображений (определение товаров, системы безопасности, и т. д.) часто используются какие-то готовые нейросети, возможно дообученные на данных пользователя. Возможно, выяснится, что многие сервисы подвержены одной и той же проблеме и неверно классифицируют одни и те же картинки просто потому, что построены на одной и той же нейросети. Это может оказаться довольно массовой проблемой, где-то критичной, где-то нет».


Поскольку я не настоящий сварщик, а просто начиталась постов и научных работ (там, где они понятны простому смертному), в комментарии приглашаются специалисты по нейронным сетям, если такие здесь есть. Возможно, я что-то передаю не точно, и они могли бы меня поправить.


P.S. Баянометр ругался на картинку, но она хорошо иллюстрирует тему поста.

Показать полностью 1 3
515

Бифштексы из мамонта придется подождать: попытка клонировать вымерших гигантов опять не удалась

Бифштексы из мамонта придется подождать: попытка клонировать вымерших гигантов опять не удалась Шерстистый мамонт, Мамонтенок Юка, Палеогенетика, Клонирование

Мамонтенок Юка на фестивале Русского географического общества. Центральный дом художника (Москва), 2014 г.

В 2010 г. на севере Якутии были найдены останки Юки – молодой самки шерстистого мамонта, пролежавшей в вечной мерзлоте около 30 тыс. лет. Уникальность этой находки – в прекрасной сохранности тканей и органов животного, включая головной мозг. Исследования редкого объекта ведутся в рамках международного сотрудничества с участием российских ученых. А недавно исследователи попытались дать новую жизнь одному из самых «культовых» объектов ледникового периода


Палеогенетика, изучающая ископаемую ДНК, стала настоящей «машиной времени», благодаря которой мы можем получить из сохранившихся останков древних организмов бесценную информацию о генетической основе адаптивной эволюции и причинах вымирания видов. Так, палеогенетические исследования шерстистого мамонта (Mammuthus primigenius) уже выявили особенности его гемоглобина – белка крови, переносящего кислород, которые, вероятно, способствовали адаптации этого вида к обитанию в холодном климате.


Но не только интерес к фундаментальным вопросам эволюции побуждает ученых исследовать ткани мамонтов: они не теряют надежду «воскресить» этих животных, т.е. получить клон ископаемой особи. Для этого можно использовать метод генной инженерии, при котором клеточные ядра переносят в яйцеклетки других особей, а затем с помощью особых технологий заставляют эти клетки делиться.


Анализируя образцы тканей Юки, японские и российские ученые сначала обнаружили белки, характерные для клеточных ядер, а затем и структуры, похожие на ядра, в количестве 88 штук. Последние поместили в мышиные яйцеклетки, а в качестве контроля такую процедуру повторили с клеточными ядрами из замороженных тканей слона. Подобные эксперименты ранее проводились с останками мамонта, пролежавшего в мерзлоте около 15 тыс. лет, но они потерпели неудачу, по-видимому, из-за плохой сохранности тканей.


Увы, деления клеток с ядрами мамонта не удалось добиться и на этот раз. Впрочем, клетки со «слоновьими» ядрами вели себя немногим лучше. Тем не менее ученым удалось наблюдать некоторую активность генетического материала мамонта, подобную той, что происходит непосредственно перед началом деления клеток.


Количественно оценив целостность генома мамонта с помощью индекса повреждения ДНК, рассчитанному по соотношению уровня фосфорилирования разных ядерных белков, ученые зафиксировали значительное разрушение генетического материала мамонта, что делает невозможным эмбриональное развитие.


Работу с генетическим материалом мамонтенка планируется продолжить: возможно, ученые попробуют индуцировать процессы репарации (ремонта) части повреждений ДНК, чтобы запустить процессы ее репликации и транскрипции. Однако по их словам, пока мы еще очень далеки от воссоздания живого мамонта.


Фото: https://ru.wikipedia.org

Показать полностью
1266

Премия ВРАЛ

21 октября, в рамках Форума Ученые против мифов 5 состоится

Торжественная церемония вручения премии


"Почётный Академик ВРАЛ - 2017"


В связи с чем мы решили Вам рассказать немного о ней

Премия ВРАЛ Антропогенез, Антропогенез ру, Повтор, Научпоп, Ученые против мифов, Врал, Рептилоиды, Видео, Длиннопост

О ПРЕМИИ


ВРАЛ – ВРуническая Академия Лженаук – престижная организация, членами которой становятся лица, сделавшие выдающийся вклад в российскую лженауку. Первыми действительными членами ВРАЛ стали Трофим Денисович Лысенко (посмертно), Джуна (посмертно) и Амвросий Амбруазович Выбегалло (виртуально).



Академия и соответствующая премия учреждены в 2016 году научно-просветительским порталом АНТРОПОГЕНЕЗ.РУ и фондом «ЭВОЛЮЦИЯ».


Академия ВРАЛ по-настоящему народная: кандидатов в академики выбирают читатели научно-популярных ресурсов посредством интернет-голосования, проходящего в сообществах АНТРОПОГЕНЕЗ.РУ в Фейсбуке и ВКонтакте.


Выдвигать кандидатуры могут все желающие. Тематика не имеет значения: фолкхистори, любительская лингвистика, парапсихология, креационизм, антиГМО, ВИЧ-диссидентство, пирамидиотство или уфоложество — в нашей академии рады всем.

Премия ВРАЛ Антропогенез, Антропогенез ру, Повтор, Научпоп, Ученые против мифов, Врал, Рептилоиды, Видео, Длиннопост

ПРОЦЕДУРА ПРИСУЖДЕНИЯ


• 1 этап (Полуфинал). Все желающие предлагают кандидатуры, публикуя их ФИО в специально созданных обсуждениях. Выдвижение идёт прямо сейчас здесь


• Неподкупное жюри премии отбирает 10 самых популярных кандидатур.


• 2 этап (Финал). В соцсетях проводится всенародное голосование по списку из 10 полуфиналистов. Голосование длится 10 дней.


• По окончании голосования в наших сообществах и на сайте АНТРОПОГЕНЕЗ.РУ публикуются имена трех финалистов.


• Выборы академика проходят в рамках торжественной церемонии на Форуме «Ученые против мифов». Члены Жюри путем открытого голосования определяют победителя.


• Финалисты, занявшие 2-е и 3-е места, удостаиваются звания «член-корреспондентов ВРАЛ», а победителю с особой торжественностью вручается диплом Почетного Академика ВРунической Академии Лженаук и Большой Приз - статуэтка «Грустный Рептилоид».


Жюри премии назначается ежегодно решением Оргкомитета Форума «Ученые против мифов» и включает известных учёных, научных журналистов и популяризаторов науки.


Кому достанется грустный рептилоид?

Премия ВРАЛ Антропогенез, Антропогенез ру, Повтор, Научпоп, Ученые против мифов, Врал, Рептилоиды, Видео, Длиннопост

КАК ЭТО БЫЛО?


Первый цикл премии «Почетный Академии ВРАЛ» состоялся в 2016 году.


• 1 ЭТАП (ПОЛУФИНАЛ)


Список кандидатур, номинированных на премию (в комментариях)


Список 10 кандидатур, прошедших в финал


• 2 ЭТАП (ФИНАЛ)


Итоги голосования по 10 кандидатурам (подведены 30 сентября 2016 г.)


Пресс-релиз о Торжественной церемонии награждения финалистов (2 октября 2016 г.)


ФИНАЛИСТЫ - 2016:


Михаил Задорнов:

Писатель-сатирик, член Союза писателей России. Выступает с любительскими упражнениями в этимологии русских слов, игнорирующими достижения науки в этой области. Активно продвигает псевдоисторию. Снял два псевдоисторических фильма «Рюрик. Потерянная быль» и «Вещий Олег. Обретенная быль».



Анатолий Фоменко:

Математик, действительный член РАН. Автор «Новой хронологии» - псевдонаучной теории радикального пересмотра всемирной истории. В рамках «Новой хронологии» издано более 100 книг общим тиражом 800 тысяч экз.


«Новая хронология» отвергнута научным сообществом как противоречащая установленным фактам.


Ирина Ермакова:

Главная активистка российского анти-ГМО движения, д.б.н. В публичных выступлениях заявляла, что ГМО созданы инопланетной цивилизацией. Научное сообщество подвергло критике работы Ирины Ермаковой за нарушения в организации эксперимента и некорректную обработку полученных данных.


Лауреат премии Почётный Академик ВРАЛ - 2016

Премия ВРАЛ Антропогенез, Антропогенез ру, Повтор, Научпоп, Ученые против мифов, Врал, Рептилоиды, Видео, Длиннопост

Видео церемонии вручения премии Почётный Академик ВРАЛ:

ПОЧЕТНЫЙ АКАДЕМИК ВРАЛ - 2017


21 октября 2017 года на Форуме «Ученые против мифов-5» состоятся выборы главного российского лжеученого года. По имеющейся у нас инсайдерской информации, мероприятие планирует посетить пингвинопитек!

Показать полностью 3 4
1543

Понять за 12 минут: когда теория игр побеждает здравый смысл

У пробок, коррупции и революций много общего. По крайней мере, для математиков. С помощью теории игр они могут находить лучшие решения сложных проблем и делать предсказания, которые обычному человеку не придут в голову, потому что, на первый взгляд, противоречат здравому смыслу. Об этом смотрите наш новый выпуск в формате «Понять за N минут»!

550

Победители конкурса лучшей научной фотографии

Королевское фотографическое общество Великобритании назвало победителей конкурса лучшей научной фотографии. Судьи выбирали более чем из 3500 работ как любителей, так и профессиональных фотографов. Среди них есть картины, недоступные человеческому глазу: их может запечатлеть только специальное оборудование.

Часть головы свиного цепня. То, что похоже на глаза, — это присоски, вместе с хоботком они позволяют червю цепляться к желудку хозяина. Взрослый червь может заразить человека и достичь 2-3 метров в длину. Этот снимок Терезы Згоды выиграл золотую награду конкурса.

Победители конкурса лучшей научной фотографии Длиннопост, Наука, Фотография

Второй снимок сделал Морган Тримбл, получивший бронзовую награду. Это тонкие ноги африканских антилоп с пучками черных волос на тыльной стороне, рядом с копытами. На самом деле это метатарзальные железы. Секрет желез остается на следу антилопы, а по его запаху сородичи получают исчерпывающие сведения о нем — его поле, возрасте, физиологическом состоянии. Ориентируясь по запахам, импалы отыскивают членов своей группы. Железы более развиты у самцов и служат для обеспечения сплоченности стада.

Победители конкурса лучшей научной фотографии Длиннопост, Наука, Фотография

Энрико Саккетти тоже взял золотой приз, правда, не за снимок микромира. В его объектив попал детектор темной материи XENON1T, расположенный на глубине 1400 м под горой Гран-Сассо в Италии. Сам детектор представляет собой цилиндр, в котором находится приблизительно 3,2 т смеси жидкого и газообразного ксенона при температуре –96 °С и давлении 1,9 бара. При этом ксенон окружен несколькими слоями из воды и других различных материалов, которые защищают установку от случайных частиц. XENON1T призван раскрыть секреты Вселенной.

Победители конкурса лучшей научной фотографии Длиннопост, Наука, Фотография

Серебром отметили фотографию, созданную из 600 изображений сетчатки. Джонатан Бретт объединил их в подобие диаграммы, используемой в тесте на дальтонизм (тест Шинобу Ишихары).

Победители конкурса лучшей научной фотографии Длиннопост, Наука, Фотография

Третий золотой приз отошел Элою Майну за сильно увеличенное изображение раствора внутри неоновой палочки. Так называемые химические источники света содержат комбинацию растворов, которые, смешиваясь, создают свечение.

Победители конкурса лучшей научной фотографии Длиннопост, Наука, Фотография

Взято: https://www.moya-planeta.ru/news/view/nazvany_pobediteli_kon...

Показать полностью 4
Отличная работа, все прочитано!