По данным ВОЗ, до 90% населения Земли имеют отклонения в зубочелюстной системе. В ряде случаев даже малейшие аномалии прикуса могут вызвать значительные нарушения в теле человека – от искривления позвоночника до перекоса таза и заболеваний ЖКТ. Ученый Пермского Политеха рассказал, как формируется прикус, что влияет больше – генетика, еда или стресс, почему важно правильно вскармливать младенцев, какие методы лечения предлагает современная ортодонтия и чем они отличаются.

Прикус — это не просто ровные зубы и красивая улыбка, как многие привыкли считать. Это сложная система смыкания верхней и нижней челюстей.

– Здоровой нормой считается ситуация, когда все зубы ровные, без скученности и промежутков, имеют одинаковую высоту и стоят в пределах своего ряда. Важны и корректные взаимоотношения: верхние передние зубы должны перекрывать нижние примерно на треть своей высоты, а жевательные поверхности боковых зубов — находиться в плотном контакте для эффективного пережевывания пищи, – комментирует Владислав Никитин, доцент кафедры «Вычислительная математика, механика и биомеханика» ПНИПУ, кандидат физико-математических наук.

В отличие от стоматолога-терапевта, к которому мы бежим с острой болью, визит к ортодонту часто откладывается «на потом», пока проблема не перестанет быть чисто эстетической.

– К сожалению, многие пациенты приходят к ортодонту уже на этапе осложнений, когда неправильный прикус привел к болевому синдрому в области жевательных мышц, дисфункции височно-нижнечелюстного сустава, проблемам с пережевыванием пищи или головным болям. Это уже достаточно запущенная история, – поясняет ученый ПНИПУ. – Идеальный сценарий – это ранняя диагностика. Особенно у детей, чей прикус находится в стадии формирования. Если к 5-6 годам видны значительные отклонения, например, челюсти сильно несоразмерны или зубы прорезаются вне зубного ряда, это прямое показание к визиту к ортодонту. Не нужно ждать, пока проблемы перейдут из эстетической плоскости в функциональную и начнут причинять боль. Современная ортодонтия позволяет эффективно направлять рост челюстей в детском возрасте, что часто помогает избежать серьезного лечения в будущем.

От челюсти к пяткам: чем неправильный прикус вредит всему организму

По словам эксперта, нарушения прикуса могут стать причиной для серьезных функциональных расстройств во всем организме. Тело человека — это единая система, где челюсти, череп, позвоночник и таз тесно взаимосвязаны сложной сетью мышц, фасций, нервов и связок. Дисбаланс в одном звене неизбежно запускает цепную реакцию изменений в других.

– В ряде случаев даже незначительная аномалия прикуса способна запустить каскад нарушений по всему телу, – поясняет эксперт ПНИПУ, – страдает вся костно-мышечная система: возникает постоянное мышечное напряжение, перекос таза, изменение положения коленей и стоп. Это происходит из-за того, что при нарушении в одной из систем в организме человека, остальные пытаются адаптироваться к этому новому состоянию.

Это компенсаторный механизм имеет далекоидущие последствия. Чтобы стабилизировать положение головы, возникает хроническое напряжение мышц шеи и плечевого пояса. Это, в свою очередь, влияет на осанку, провоцируя искривление позвоночника, хронические боли в спине, мигрени и головокружения. Дисбаланс не останавливается на этом: возникает перекос таза, что ведет к изменению положения коленей и стоп. Таким образом, проблема, начавшаяся в полости рта, буквально «спускается» до самых пяток.

Кроме того, неправильный прикус часто приводит к некачественному пережевыванию пищи. Крупные неоднородные комки создают для желудка повышенную нагрузку в процессе переваривания. Это приводит к тяжести в животе, вздутию и может способствовать развитию гастрита и других заболеваний ЖКТ.

Не только генетика: как еда и стресс меняют прикус

Ровные зубы сегодня – не гарантия идеального прикуса в будущем. Прикус – это динамическая система, которая может меняться на протяжении жизни человека под влиянием различных факторов, и эти изменения заметны даже в масштабе целых поколений.

– Возрастные изменения – одна из ключевых причин. Со временем зубы могут смещаться из-за потери соседних, а опорная система ослабевает: снижается плотность костной ткани, десны теряют эластичность, что увеличивает подвижность зубов и повышает риск их утраты, – объясняет ученый ПНИПУ.

Помимо естественного старения, к смещению могут привести некачественно установленные коронки, пломбы и мосты, а также развитие таких патологий, как артрит височно-нижнечелюстного сустава или пародонтит.

– Интересно, что в масштабе поколений особенно заметно, как прикус у современных людей становится все хуже, по сравнению с предками. Это во многом связано с питанием и привычками. Так, переход с жесткой натуральной пищи на мягкую и переработанную снизил нагрузку на зубочелюстную систему в период ее формирования. Например, частое употребление пюреобразной пищи в детском возрасте, когда ребенок уже способен жевать, не способствует правильному развитию челюстей, – поясняет эксперт ПНИПУ.

Также свою роль играет наследственность. Генетика определяет форму челюстей и зубов, их взаимное положение, цвет и различные аномалии. Если у родителей были маленькие челюсти, скученность зубов или другие специфические дефекты прикуса, высока вероятность, что дети унаследуют эти особенности.

Но генетика решает далеко не все – ключевое влияние оказывают биомеханические факторы, особенно в первые годы жизни человека.

– Так, серьезное значение имеет тип вскармливания младенцев. Использование бутылочек с неправильно подобранной соской вместо вскармливания грудным молоком не создает необходимые нагрузки на челюсть ребенка, что в дальнейшем может привести к формированию аномального прикуса. Стоит отметить, что современные ортодонтические соски способны имитировать нагрузку, схожую с естественным вскармливанием, что минимизирует этот риск, – рассказывает Владислав Никитин.

Помимо питания, на прикусе сказываются и другие процессы: продолжительное сосание пустышки или пальца, привычка грызть карандаши – они нарушают нормальное положение языка и работу мышц. Также проблемы с дыханием: привычка дышать ртом, а не носом, приводит к сужению верхней челюсти, удлинению формы лица и нарушению нормального положения языка.

Эксперт отмечает, что сегодня в особенности на развитие патологии влияет повсеместное повышение уровня стресса. Человек, находящийся в состоянии постоянного напряжения, инстинктивно сильно сжимает челюсти, что приводит к перенапряжению жевательных мышц и может вылиться в бруксизм – непроизвольное скрежетание зубами, которое постепенно стачивает эмаль и нарушает прикус.

Заметить тревожные признаки можно самостоятельно: появление щелей между зубами, изменение формы лица, боль в суставах и жевательных мышцах, затрудненное жевание, необъяснимые головные или шейные боли, повышенная чувствительность зубов. Однако точный диагноз может поставить только врач.

Несмотря на множество аспектов, способных негативно повлиять на зубочелюстную систему в течение жизни, современная ортодонтия предлагает эффективные методы коррекции любых аномалий прикуса.

Брекеты или элайнеры?

Попытки выравнивать зубы известны еще со времен древних цивилизаций. Современная ортодонтия начала формироваться в XVIII-XIX веках, а первые брекет-системы, похожие на нынешние, появились в начале XX века. Их изготавливали из золота, серебра и стали.

Сегодня выбор ортодонтических конструкций стал значительно разнообразнее как по материалам, так и по способам установки. Выбор между ними зависит от клинической ситуации, эстетических предпочтений и образа жизни пациента.

– Исторически первыми и до сих пор наиболее распространенным вариантом остаются брекет-системы. Наружные несъемные конструкции, которые фиксируются на передней поверхности зубов, – это проверенное временем решение. Они просты в уходе и имеют широкий выбор моделей: от дешевых пластиковых, прочных и надежных металлических, до менее заметных, но хрупких и дорогих керамических и сапфировых. Для тех, кому важна полная незаметность, существуют лингвальные системы из металла. Они устанавливаются с внутренней стороны зубов и абсолютно невидимы для окружающих, однако требуют более тщательной гигиены, могут доставлять дискомфорт и увеличивают срок лечения, – объясняет ученый ПНИПУ.

В качестве современной альтернативы брекетам выступают элайнеры – прозрачные съемные каппы из пластика. Их изготавливают индивидуально, например, на 3D-принтере: от 10 до 40 и более штук, каждая из которых немного отличается от предыдущей, обеспечивая небольшое запланированное перемещение зубов. Пациент носит капы последовательно по 1-3 недели, постепенно смещая зубы в нужное положение.

Их ключевая особенность – практически полная незаметность и возможность снимать на время приема пищи или чистки зубов. Однако это более дорогостоящий способ исправления прикуса – лечение обходится в среднем в 1,5–2,5 раза дороже, по сравнению с брекетами.

– Важно понимать, что эти системы решают разные задачи, – объясняет эксперт. – Элайнеры эффективны для коррекции легких и средних аномалий положения зубов, когда требуется провести их незначительное перемещение. В то время как брекет-системы обладают более широким диапазоном действия и применяются для исправления и легких, и даже самых сложных дефектов, включая те, что недоступны для элайнеров.

Правда ли, что брекеты портят эмаль и разрушают зубы?

– Нет, это заблуждение, – комментирует Владислав Никитин, – сами брекеты на это не влияют, но из-за их ношения становится значительно труднее следить за гигиеной полости рта, в частности прочищать промежутки между зубами. Нужно избегать жесткой, липкой и сладкой пищи, которая может повредить конструкцию или стать причиной образования налета. Соответственно, если регулярно следить и тщательно все прочищать, посещать стоматолога для проверок и профессиональной чистки, то можно сохранить зубы и эмаль в целости и сохранности.

В каких случаях устанавливать ортодонтические конструкции нельзя?

Противопоказания к установке брекет-систем включают аллергию на материалы (металл, латекс), тяжелые заболевания пародонта, неконтролируемый диабет, онкологию и психические расстройства, мешающие соблюдению гигиены, что критически важно из-за сложности ухода за конструкцией.

– Для элайнеров ключевыми ограничениями являются сложные аномалии прикуса, требующие хирургии (например, когда зуб или зубы далеко стоят от своего нормального положения), наличие зубов, которые еще не прорезались, значительная деструкция костной ткани, а также недостаточная дисциплина пациента, так как лечение требует соблюдения строгого режима ношения капп. Важно отметить, что некоторые препятствия к постановке элайнеров, такие как пародонтит или зубной камень, – временные и устраняются перед началом лечения, – объясняет ученый ПНИПУ.

Почему зубы стремятся вернуться назад?

Даже идеально ровные зубы после ортодонтического лечения не гарантируют стабильности прикуса на всю жизнь. Всегда есть вероятность их постепенного возврата к исходному, неправильному положению.

– Рецидив происходит, в частности, из-за памяти связок – зуб удерживается в кости их эластичными волокнами, которые после перемещения еще долго находятся в состоянии напряжения и «тянут» зуб обратно, к его старой позиции, – поясняет эксперт ПНИПУ.

Но дело не только в физиологии. Другой причиной может стать первоначальная причина аномалии. Если она не устранена, например, привычка дышать ртом или неправильное глотание, то мышцы языка, губ и щек будут продолжать оказывать прежнее давление на зубы и постепенно сдвигать их назад.

Именно поэтому после снятия брекетов или элайнеров крайне важно зафиксировать достигнутый результат, – отмечает Владислав Никитин. – Для этого врач назначает ношение ретейнеров – специальных конструкций, которые удерживают зубы в новом, правильном положении, пока костная ткань вокруг них окончательно не перестроится, а связки не адаптируются. Срок их ношения обычно вдвое превышает длительность основного лечения, а в отдельных случаях их рекомендуется использовать пожизненно.

Ретейнеры бывают постоянные – в виде тонкой металлической проволоки, которая фиксируется с внутренней стороны передних зубов, и съемные – в виде пластиковых пластин или прозрачных капп, похожих на элайнеры. Часто ортодонты используют комбинированный подход: например, устанавливают несъемный ретейнер на нижние зубы (как наиболее склонные к рецидиву) и назначают съемную каппу на верхнюю челюсть. Это позволяет добиться максимальной эффективности и долговременности результата.

Таким образом, успех ортодонтического лечения – это не только выравнивание зубов, но и комплексная работа по устранению причин патологии и тщательное соблюдение ретенционного режима, что позволяет зафиксировать идеальную улыбку на долгие годы.

Опухоли головного мозга, особенно злокачественные, остаются одной из самых серьезных проблем современной медицины. Это редкое заболевание, в среднем встречается лишь 5-15 случаев на 100 000 человек в год. Однако оно отличается высоким уровнем смертности – лишь треть пациентов живут более 5 лет с момента постановки диагноза. Отдельную сложность представляет определение новообразований в лобной доле мозга, поскольку для их выявления необходимы высокотехнологичные методы на начальных, зачастую бессимптомных, стадиях развития. Ученые Пермского Политеха и ПГМУ им. академика Е.А. Вагнера разработали уникальный подход к прогнозированию таких опухолей. Способ позволяет предсказать развитие болезни еще до клинических признаков. Это открывает новые горизонты в ранней диагностике онкологических заболеваний центральной нервной системы.

На изобретение выдан патент.

Низкая выявляемость опухолей головного мозга на ранних стадиях связана с неспецифичностью симптомов: головные боли, головокружение, шаткость при ходьбе, когнитивные и эмоциональные нарушения. Часто это списывается на усталость и стресс, что приводит к позднему обращению к онкологу. Такая патология сопровождается высокой инвалидизацией и является основной причиной смерти от рака среди мужчин старше 40 лет и женщин старше 20 лет.

Стандартно, при подозрении на наличие новообразования центральной нервной системы, выполняют магнитно-резонансную томографию (МРТ). Однако этот метод эффективен для выявления уже сформировавшейся опухоли и не позволяет предсказать ее появление заранее.

Сложнее всего диагностировать патологию в лобной доле. Это самые большие отделы головного мозга, расположенные за лобной костью. Они отвечают за исполнительные функции (планирование, принятие решений), моторику, память, эмоции, социальное поведение. Коварство опухолей этой области в том, что они могут долго расти практически бессимптомно. Явные признаки появляются лишь, когда она уже выросла и оказывает влияние на мозг, повышая внутричерепное давление или нарушая работу нейронов.

Поэтому остается актуальной разработка методик, позволяющих на ранних стадиях поставить диагноз и своевременно начать лечение.

Ученые ПНИПУ и ПГМУ им. академика Е.А. Вагнера запатентовали новую технологию прогнозирования развития новообразований в лобной доле. Она заключается в комплексном подходе: сборе анамнеза пациента, то есть сведений об условиях его жизни, и проведении замеров в предцентральной извилине мозга по данным МРТ.

Предцентральная извилина является ключевой частью этого отдела и выполняет критически важные функции – управляет произвольными движениями мышц тела. Также она очень чувствительна к любым патологическим изменениям. В ходе своего появления и развития опухоль, даже на ранней стадии, может влиять на окружающие ткани, в частности на изменение ширины извилины и толщины коры головного мозга. Именно поэтому ученые предлагают отслеживать эти изменения, которые в совокупности с анамнезом пациента могут сигнализировать о появляющихся в лобной доле проблемах, связанных с онкологией.

По разработанной технологии исследование начинается с получения и анализа информации. А именно врач выявляет конкретные 5 факторов риска, с которыми пациент сталкивается в жизни: повышенное внутричерепное давление; продолжающиеся 6 и более месяцев неврологические симптомы – головные боли, шаткость походки, когнитивные нарушения, эмоциональная неустойчивость; случаи генетически обусловленных заболеваний у близких родственников; пребывание в зоне повышенного радиоактивного излучения; работа на вредном производстве.

– После этого с помощью аппарата МРТ мы проводим точные замеры в предцентральной извилине. Конкретно измеряем ее ширину и толщину коры мозга в левом и правом полушарии в трех строго заданных точках по длине извилины. В итоге врач получает 12 параметров, которые сравнивает с нормативными значениями, соответствующими полу и возрасту пациента. В том случае, когда подтверждается хотя бы один фактор риска, например, продолжительные головные боли, и если два или более параметров выходят за границу нормы, например, если ширина извилины больше чем 20 мм или менее 10 мм, тогда мы можем с говорить о вероятном развитии опухоли в этом месте до ее проявления, – объясняет Владислав Никитин, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры «Вычислительная математика, механика и биомеханика» ПНИПУ.

В отличие от других скрининговых методов, данный подход не только указывает на риск, но и показывает возможную локализацию новообразования — в лобной доле конкретного полушария. 

– К примеру, пациентка 48 лет наблюдается у невролога с жалобами на периодическую невозможность согнуть или разогнуть кисть, головные боли в области висков и лба, плохой аппетит и снижение веса. МРТ показало повышенное внутричерепное давление и несовпадение трех параметров предцентральной извилины в правом полушарии – в одной точке по ширине и в двух – по толщине коры. Через 6 месяцев после очередного посещения невролога, МРТ-исследования и консультации онколога был поставлен диагноз – злокачественное новообразование головного мозга лобной доли справа. Это один из множества случаев, подтверждающих работоспособность нашей технологии, – поделилась Ирина Баландина, профессор, заведующая кафедрой нормальной, топографической и клинической анатомии, оперативной хирургии ПГМУ им. академика Е.А. Вагнера, доктор медицинских наук.

Метод ученых разработан на основе анализа данных 445 пациентов (223 мужчин и 222 женщин в возрасте от 22 до 90 лет) без патологий центральной нервной системы, что позволило сформировать надежную нормативную базу. Статистический анализ подтвердил высокую прогностическую ценность сочетания анамнестических признаков и данных об изменениях в структуре мозга.

Технология ученых ПНИПУ и ПГМУ им. академика Е.А. Вагнера открывает новые возможности для выявления предраковых состояний. Внедрение метода в клиническую практику позволит врачам выделять пациентов из групп риска для проведения прицельного и регулярного мониторинга, что в перспективе приведет к более ранней диагностике опухолей, своевременному началу лечения и, как следствие, повышению продолжительности жизни пациентов.

Лопатки – это ключевые элементы конструкции турбин в авиационной и энергетической отрасли. Они преобразуют поток энергии в механическое вращение вала двигателя. Их качеству и надежности предъявляют чрезвычайно высокие требования. Особое значение при производстве лопаток имеет процесс дефектоскопии после их обработки. Выявление брака происходит вручную, что требует высокой концентрации, много времени и осложняется нестандартной формой детали. Ученые Пермского Политеха разработали автоматизированную систему управления процессом полировки лопаток турбин с использованием интеллектуальной видеоаналитики. Новая технология позволяет в реальном времени контролировать качество обработки поверхности, с точностью 96% выявлять дефекты и автоматически корректировать процесс без участия человека.

Статья опубликована в журнале «Инженерный вестник Дона», 2025.

Лопатки турбин имеют сложную геометрическую форму с аэродинамической поверхностью. Сегодня их полировка происходит на специальных станках или с помощью роботизированного манипулятора. Деталь устанавливают в устройство и через программу задается базовая траектория движения полировального инструмента. Но после обработки оператор-контролер должен визуально тщательно исследовать всю поверхность на поиск царапин и различных дефектных следов. Осмотреть ее со всех углов человеку крайне сложно и неудобно. Это занимает много времени и в случае недосмотра существует риск попадания детали с браком на следующий этап производства.

Ученые разработали комплексную нейросетевую модель с видеоаналитикой, которая объединяет эти процессы в один этап – новая система сочетает в себе обработку лопатки и контроль дефектов в одном автоматизированном цикле. Это значительно повышает точность и скорость производства ключевых компонентов авиационных и промышленных двигателей.

— В основе нашего программного обеспечения лежит искусственный интеллект, способный распознавать различные виды дефектов. Система представляет собой комплекс аппаратных и программных решений: специальная видеокамера закреплена на руке промышленного робота-манипулятора, выполняющего полировку. По заранее рассчитанной траектории происходит ее движение и осмотр лопатки со всех необходимых ракурсов, даже в труднодоступных местах. Далее в реальном времени мощный вычислительный комплекс обрабатывает видеопоток с помощью обученной нейросети. Все малейшие аномалии – царапины, сколы, неровности полировки – фиксируются, и по окончании сканирования о них формируется детальный отчет для оператора. Он в свою очередь может запустить дополнительную полировку именно тех участков, где необходимо устранить изъян, — объясняет Даниил Курушин, доцент кафедры информационных технологий и автоматизированных систем ПНИПУ, кандидат технических наук. 

Для анализа видеопотока ученые выбрали и адаптировали одну из самых современных архитектур нейронных сетей — YOLO11. Ее обучение проводили на обширной базе данных — более 1500 изображений лопаток разных форм и с различными типами дефектов, снятых под несколькими углами и в условиях специальной ультрафиолетовой подсветки.

Уже разработан прототип интерфейса программы. После закрепления лопатки в рабочей зоне, оператору нужно только выбрать тип лопатки в системе – ему уже соответствует своя математическая модель и программа движений робота. После запуска на экран в удобной форме выводится поле с найденными дефектными объектами и полный отчет о проведенном анализе.

— Съемка эталонных дефектов для обучения нейронной сети и тестирование прототипа проводились непосредственно на производственной площадке моторостроительного предприятия. Это обеспечило высокую практическую значимость и соответствие системы реальным производственным задачам. Точность распознавания составила 96%, что говорит о высокой способности модели правильно классифицировать состояние полировки. А полнота – 94%, что указывает на способность выявлять большинство дефектов, — поделился Алексей Духанин, аспирант кафедры информационных технологий и автоматизированных систем ПНИПУ.

Новая интеллектуальная система, основанная на глубоком машинном обучении и компьютерном зрении, оптимизирует процесс полировки лопаток турбины с учетом их геометрии и свойств материала. Технология позволяет в реальном времени обнаруживать микроскопические дефекты поверхности, что значительно повышает качество и эффективность производства критически важных компонентов. Сейчас идут обсуждения о внедрении технологии на одно из промышленных предприятий.

В дальнейшем коллектив разработчиков планирует расширить базу данных для повышения точности распознавания, добавить 3D-модели лопаток для создания более информативных отчетов, а также масштабировать архитектуру системы, расширить область ее применения и интегрировать с новыми передовыми технологиями. Это оптимизирует производственные процессы и повысит конкурентоспособность на рынке.

Внедрение технологии ученых Пермского Политеха на предприятия авиационного и энергетического машиностроения увеличит качество продукции за счет стопроцентного автоматизированного управления и исключения человеческого фактора, сократит время контроля по сравнению с традиционными методами визуального осмотра и снизит затраты на брак и доработку изделий.

Возможно ли подобрать секцию под темперамент ребенка

Зачастую в процессе принятия решения о том, какой кружок выбрать, у родителей срабатывает стереотипное мышление. Например, если Петя спокойный и вдумчивый, ему нужно на шахматы, а непоседливую, активную Машу лучше отправить на танцы или какой-нибудь спорт.

– На самом деле ориентироваться при выборе секции только на текущий темперамент не совсем верно. Характер, особенно в раннем возрасте, очень изменчив. Застенчивый малыш может раскрыться и стать общительным подростком, а активный и импульсивный — со временем превратиться в более спокойного и сосредоточенного. И то, и другое — нормально. Поэтому главным критерием выбора должен быть интерес самого ребёнка», — считает ученый ПНИПУ.

Важно понять, что его увлекает, вызывает искренний отклик. Задача родителей — ненавязчиво предлагать варианты, обсуждать их вместе, показывать возможности и мягко направлять, помогая найти то, что действительно придётся ему по душе. Можно посмотреть спортивные соревнования, сходить на художественную выставку или симфонический концерт.

– Интерес к секции может быть парадоксальным и не соответствовать внешнему поведению. Например, спокойный и флегматичный ребёнок может мечтать не о шахматах, как все ожидают, а о карате или боксе. И наоборот, гиперактивные дети иногда интуитивно выбирают занятия, которые помогают им обрести равновесие: моделирование или рисование. Это их способ стабилизировать психику и научиться концентрации, – продолжает эксперт Пермского Политеха.

Скандалы из-за музыкальной школы и гимнастики: правильно ли заставлять ребенка ходить на секции

Иногда люди во взрослом возрасте говорят, что родители в своё время передавили их, заставляя ходить на изнуряющий спорт или в музыкальную школу. Это сопровождалось постоянными спорами, истериками. Скорее всего, их воспоминания отражают наиболее эмоциональные моменты, когда они, будучи маленькими, сталкивались с тем, что их ставят в дисциплинарные рамки.

– Сейчас существует тренд, на то, чтобы максимально разгрузить детей, изолировать от каких-то тяжёлых, стрессовых жизненных ситуаций. С одной стороны, это хорошо, потому что еще относительно недавно они считались взрослыми в маленьком теле, и отношение к ним было таким же. Отказ от физических наказаний, жестокости – это, конечно, очень большое достижение. Но перекос заключается в том, что некоторые родители предлагают полностью отказаться от любых дисциплинарных воздействий: если ребёнок не хочет играть в футбол, значит не будет, надоело посещать какую-нибудь секцию – пусть не ходит. Это в корне неправильно, потому что он в своем возрасте ещё не может оценить те возможности и пользу, которые получит за несколько лет дополнительных занятий. И в данном случае анализ его действий и их последствий должны совершать родители, —считает Валерий Литвинов.

У детей еще не развиты лобные доли, которые отвечают за анализ, планирование и самоконтроль. Их функцию на себя берут взрослые. То есть, если ребёнок решает бросить секцию, потому что столкнулся с какой-то трудностью, у него что-то не получается, и взрослые не дают ему уйти в течение как минимум полугода, это правильно. Вполне возможно, что за это время он адаптируется, и причина, по которой он не хотел ходить в занятия, просто забудется.

– Чего точно не стоит делать – это идти на поводу у ребенка. Дисциплинарные рамки обязательно должны быть, потому что подвижной детской психике требуется опора. Истерики и недовольства, как правило, связаны с переутомлением, нежеланием напрягаться. В них ничего страшного нет, это важные моменты столкновения с трудностями и преодоления себя. Зато потом во взрослой жизни умения, полученные на кружках и навыки самоорганизации пригодятся – ребенок будет за них благодарен, – объясняет ученый ПНИПУ.

Бывает наоборот: некоторые взрослые рассказывают, что они обижаются на своих родителей за то, что те в своё время потакали их слабостям, разрешали не ходить на дополнительные занятия, если не нравится. В дальнейшем им потребовались колоссальные усилия, чтобы наладить свою дисциплину, а кто-то вообще так и не смог этому научиться.

Какое количество дополнительных занятий не перегрузит нервную систему ребенка

Перегрузить маленького ребенка, особенно в начальной школе, совсем не сложно. Если родители имеют большие ожидания, записывают его сразу и на гимнастику, и на музыку, и в художественную школу, требуют высоких результатов, он может быстро устать. И даже если ему действительно интересно ходить во все секции, резервы психики у него не бесконечные. Стресс и слишком интенсивные нагрузки в таком раннем возрасте приводят к астении – состоянию, при котором силы не восстанавливаются после сна или отдыха, а любое действие требует огромных усилий. Также может возникнуть такая форма протеста как негативизм, когда ребенок поступает противоположно ожиданиям окружающих, даже вопреки собственным интересам.

– Ко мне на прием как-то привели мальчика 8 лет, который стал на регулярной основе падать в обморок. Когда я поинтересовался его расписанием, выяснилось, что оно предполагает ранние подъёмы, бассейн, занятия музыкой после школы, ещё какие-то секции. У него не было никаких вариантов посвятить время себе. При этом, он с удовольствием ходил на все кружки, ему они нравились, но вот сил у него уже просто не хватало. Такое психоэмоциональное напряжение перетекло в частые обморочные состояния. Поэтому стоит контролировать даже тот объём нагрузки, который хочется иметь, – отмечает Валерий Литвинов.

Важным критерием в планировании расписания дополнительных занятий будет наличие свободного времени. У дошкольников должно быть 3–5 часов, у детей в начальной школе 2–3 часа, а у подростков 1–2 часа в день на игру и отдых.

– Рекомендуется в первую очередь отдавать детей в спортивные секции, чтобы компенсировать продолжительное сидение за партой в школе. А если есть желание дополнительно ходить в художественную, музыкальную школы, на робототехнику и прочие кружки, включающие серьезную умственную нагрузку, надо сразу определить, будет ли при таких условиях у него время для себя, учитывая что в обязанности зачастую входит выполнение домашней работы. Если получается соблюсти это условие и, к тому же, ребенку интересно на занятиях, то их может быть довольно много, – добавляет ученый Пермского Политеха.

Мотивацию поднять: в какой форме можно сравнивать своего ребенка с другими

Сравнение себя с другими — это естественная часть жизни, и сам по себе этот процесс не вреден и может даже побуждать человека стремиться к большему. Ключевой вопрос заключается в позиции, из которой мы сравниваем.

– Если родитель, испытывая раздражение или гнев, говорит ребёнку: «Вот твой одноклассник лучше учится, а ты неудачник», — это не мотивирует, а лишь занижает самооценку и вызывает страх. Он чувствует недовольство взрослого и фокусируется не на собственном развитии, а на попытках угодить. И начинает работать уже не на знания, а именно на оценки. Однако конструктивное сравнение может быть очень полезным. Например, фраза: «Твой друг хорошо знает английский. Хочешь тоже так научиться?» — побуждает к развитию без давления и негатива. Такой подход помогает адекватно оценивать свои возможности, осознать своё положение в коллективе, понять, что у каждого есть сильные и слабые стороны, и стремиться к лучшему без слепой гонки за результатами, – делится Валерий Литвинов.

Главное — избегать оценок, основанных на негативных эмоциях, и использовать сравнение как инструмент для диалога и поддержки, а не как повод для критики. Именно это формирует здоровое отношение к достижениям — своим и чужим.

И, конечно, стоит помнить о том, что учёба в школе должна оставаться приоритетом, создавая фундамент для дальнейшего развития. Секции и кружки — это ценный ресурс для раскрытия потенциала, но их роль должна дополнять, а не подменять основное образование. Грамотный баланс между учебой и дополнительными занятиями, учитывающий интересы и силы ребёнка, позволит ему гармонично развиваться без перегрузок, а приобретённые умения и навыки станут надежным капиталом во взрослой жизни.

Ежегодно от работы авиационных двигателей в атмосферу попадает около 6-8 млн тонн оксидов азота. Это опасные загрязнители, образующиеся при сгорании топлива. Они не просто угрожают качеству воздуха, а планомерно воздействуют на верхние слои атмосферы, вызывая кислотные дожди, усиливая парниковый эффект и приводя к постепенному потеплению климата. Борьба с подобными выбросами ведется через ужесточение международных стандартов и технические инновации в двигателестроении. Ученые Пермского Политеха разработали оригинальный виртуальный измеритель концентрации окислов азота в камере сгорания, адаптированный под разные режимы полета самолета. Новый подход к построению системы на основе нейронной сети позволил на 82,8% повысить точность расчетов концентрации эмиссии газов.

Статья опубликована в сборнике «XIV Всероссийское совещание по проблемам управления».  

Окислы азота (или оксиды азота) — это общее название для целой группы химических соединений, в которых атомы азота и кислорода соединены друг с другом в разных пропорциях. Главный источник их образования — процессы горения при высоких температурах: когда в камере сгорания двигателя она достигает 1300 °C, атомы начинают распадаться и вступать в реакцию. Окислы азота — одни из самых опасных долгоживущих загрязнителей воздуха, и их воздействие от авиации особенно значительно, потому что выбросы происходят в верхних слоях тропосферы и нижних слоях стратосферы. Там эти газы сильнее влияют на образование озона и оказывают более серьезное воздействие на климат, чем выбросы на земле. Кроме того, выбросы оксидов азота воздействуют и на человека: при выпадении осадков они переходят в кислоты, вызывая кислотные дожди, что отрицательно сказывается на здоровье и окружающей среде.

Допустимые нормы выбросов для авиадвигателей постоянно ужесточаются, что требует разработки новых высокотехнологичных методов их снижения. Для этого важно уметь точно управлять и измерять концентрацию оксидов азота в камере сгорания. Прямое измерение с помощью физических датчиков – сложная и дорогая задача. Им приходится работать в экстремальных условиях, при высокой температуре и давлении, что приводит к их быстрому износу, выходу из строя и частой замене. Кроме того, они не обеспечивают достаточную точность и непрерывный контроль.

На смену датчикам приходят различные физико-химические или нейросетевые компьютерные модели, которые способны смоделировать все реакции образования вредных веществ и спрогнозировать их выбросы в атмосферу. Но чаще всего подобные системы очень ресурсоемки, требуют много мощности и времени, не всегда соответствуют требуемым нормативам и изменяющимся условиям работы.

Ученые Пермского Политеха разработали оригинальный виртуальный нейросетевой измеритель окислов азота, который адаптируется под режимы работы газотурбинного двигателя и обеспечивает как точность, так и быстродействие системы.

– Одним из основных преимуществ разработки является способность работать без прямого контакта с газами высокой температуры внутри камеры сгорания, а за счет косвенных измерений. В режиме реального времени система анализирует несколько ключевых параметров работы газотурбинного двигателя: расход топлива, давление и температуру в камере сгорания, коэффициент избытка воздуха. Эти данные легко получить с помощью стандартных датчиков, а по ним наша система с достаточно высокой точностью вычисляет концентрацию окислов азота, – объясняет Вячеслав Никулин, ассистент кафедры автоматики и телемеханики ПНИПУ.

Структуру нейронной сети ученые построили на базе персептрона – простой классической модели, которая состоит из одного скрытого слоя нейронов, в режиме реального времени обрабатывающих множество входных данных. Чем больше нейронов используется, тем больше времени уходит у измерителя на расчет выбросов газа. В ходе серии экспериментов ученые определили, что сеть из 3 нейронов позволяет проводить расчеты всего за 3,63 миллисекунды с достаточной точностью.

Уникальность разработки ученых – в ее адаптивности. Двигатель самолета работает в разных режимах: взлет, набор высоты, посадка, руление. Каждый из них имеет свои особенности и характеристики горения. Эксперты обучили нейросеть отдельно для каждого режима. Введение механизма подстройки весовых коэффициентов в адаптивной модели с учетом режима работы двигателя позволило более достоверно выдавать информацию о содержании эмиссии (выделения) оксидов азота. Внедрение такого блока адаптации на 82,8% повышает точность измерений по сравнению с системой, где использован неадаптивный измеритель.

Таким образом, разработанный виртуальный измеритель — это не отдельный физический датчик, а программный алгоритм, встраиваемый в систему управления авиационным двигателем. Во время полета в режиме реального времени он получает и обрабатывает данные о расходах топлива, давлении и температуре в камере сгорания. На их основе быстро (3,63 миллисекунды) рассчитывает концентрацию оксидов азота. Благодаря этой информации система управления может корректировать параметры работы двигателя и тем самым повлиять на снижение выбросов без ущерба для тяги и экономичности.

Разработка ученых Пермского Политеха открывает новые возможности для создания экологичных и эффективных систем управления авиационными двигателями. Внедрение инновационного виртуального измерителя обеспечит более точный и оперативный контроль процесса сгорания, что способствует сокращению вредных выбросов в атмосферу.

– В предстоящем осенне-зимнем сезоне ожидается одновременная циркуляция нескольких респираторных угроз. Помимо сезонного гриппа, включая свиной и гонконгский штаммы, по-прежнему сохраняет актуальность COVID-19, особенно опасный для пожилых людей. Также врачи отмечают тревожную тенденцию к снижению коллективного иммунитета против коклюша, что может привести к возвращению этой забытой инфекции. Традиционно добавятся и менее тяжелые, но массовые ОРВИ, вызываемые риновирусами, которые сопровождаются насморком, кашлем, конъюнктивитами и особенно активны в детских коллективах, – рассказывает старший научный сотрудник кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ, кандидат медицинских наук Валерий Литвинов.

Именно в этот период витамины играют ключевую роль поддержки иммунитета. Они помогают организму быстрее и эффективнее подстроиться к изменившимся условиям, поддерживая работу всех систем.

Витамины, которые обязательно получить летом

– Летом особенно важно получать витамины D, C, A, E и группы B. Антиоксиданты А и Е помогают защитить кожу от солнечного излучения. Также в жару организм теряет водорастворимые витамины С и В с потом, поэтому нужно регулярно их восполнять. Витамин D вырабатывается в коже под действием солнца, а остальные можно извлечь из свежих фруктов, овощей и зелени, – делится профессор кафедры «Охрана окружающей среды», доктор медицинских наук Лариса Волкова.

Водорастворимые витамины

Водорастворимые витамины С и В так называются, потому что не требуют приема пищи для усвоения — достаточно большого стакана жидкости. И, вопреки мифу о том, что организм запасает на зиму, например, аскорбиновую кислоту из фруктов и ягод, которые мы едим летом, эти витамины хранятся в теле человека всего несколько часов. Их избыток не накапливается в тканях, а быстро выводится почками с мочой.

Витамин С

– Витамин C постоянно используется для синтеза коллагена – белка, который является основным структурным компонентом кожи, десен, стенок кровеносных сосудов и костей. Он помогает сделать их прочными и непроницаемыми для бактерий и вирусов. Так, например, чувствительные десны, которые периодически кровоточат – признак нехватки витамина С и ослабленного иммунного барьера, – комментирует Лариса Волкова.

Поскольку он не образует долговременных запасов, находясь в организме всего 4-8 часов, необходимо ежедневно включать в рацион продукты, богатые этим витамином, такие как цитрусовые, шиповник, смородина, клубника, брокколи.

Витамин В

– Для большинства водорастворимых витаминов максимальный срок действия составляет примерно 24 часа, за исключением элемента В12 – его запасы могут храниться в печени в течение 2-5 лет. Остальные – В1 В2, В3, В5, В6, В7 и В9 могут частично синтезироваться бактериями в толстой кишке и, следовательно, всасываться там же, но все равно требуют постоянного поступления с пищей, – продолжает эксперт ПНИПУ.

Витаминами группы В богаты спаржа, горох, картофель, цветная капуста и брокколи, перец, кабачки, томаты и зелень.

Жирорастворимые витамины

A, D, K, E – это витамины, которые для усвоения требуют присутствия жиров, а также желчи, вырабатываемой печенью. В отличие от водорастворимых, они могут накапливаться в теле человека. Хранятся они в основном в печени и жировой ткани. Это позволяет организму использовать их по мере необходимости в периоды, когда поступление витаминов с пищей снижено.

Так что летние запасы жирорастворимых витаминов могут помочь организму эффективно поддерживать здоровье и функционирование в течение продолжительного времени, пока не наладится регулярное пополнение витаминов из еды.

Витамин А

Здоровый взрослый человек может накапливать в печени значительный запас витамина, которого может хватить на несколько лет. Все знают, что витамин А важен для зрения, особенно ночного. Но основная его функция – деление клеток и определение их роли в организме: какие будут использоваться в коже, слизистой кишечника, легких и так далее. Без витамина А клетки перестают правильно «специализироваться» и начинают бесконтрольно делиться, образуя ороговевшие, чешуйчатые ткани. Именно поэтому одним из первых признаков его дефицита является шелушение кожи и сухость роговицы глаза, которая может привести к слепоте.

Больше всего витамина А в моркови, абрикосах, дыне, хурме и помидорах.

Витамин D

Многие думают, что витамин D содержится в солнечных лучах и попадает в организм уже в готовом виде. Это не так. Для того, чтобы его получить, должен пройти целый ряд химических реакций.

По словам Ларисы Волковой, в самых глубоких слоях кожи находится запас специального вещества 7-дегидрохолестерина. Во время нахождения на солнце ульрафиолетовое излучение проникает в организм и за счет своей энергии перестраивает молекулу этого вещества. Оно превращается в превитамин D. Пока это еще не сам витамин, а почти готовый продукт, которому нужен последний штрих. На этом этапе за работу берется естественное тепло тела. Превитамин под воздействием температуры медленно, в течение примерно 24–48 часов, самостоятельно преобразуется в окончательную форму — витамин D3. Он может храниться в жировой ткани до полугода. По необходимости его подхватывают белки-переносчики и транспортируют в печень, откуда он распределяется по организму, укрепляя иммунитет и кости.

Кстати витамин D не вырабатывается, если вы находитесь за стеклом, потому что оно блокирует ультрафиолетовые лучи. Солнцезащитный крем с высоким SPF также значительно замедляет этот процесс.

Витамин К

Обычно у людей с инсультами и инфарктами выявляют недостаток этого витамина. Дело в том, что он управляет кальцием, направляя его в кости и зубы и не давая ему откладываться в мягких тканях: сосудах, почках, хрящах. Кроме того, он отвечает за свертываемость крови. Витамин К не накапливается в организме в больших количествах, запасы малы и быстро истощаются. Он может храниться в печени от нескольких часов до недели, поэтому его необходимо постоянно пополнять.

Витамин К летом можно получать из зелени, капусты, гороха, черники, клубники, чеснока и семян подсолнуха.

Витамин Е

Витамин Е также критически важен для борьбы с различными заболеваниями. Он усиливает активность иммунных клеток, особенно Т-лимфоцитов, которые распознают и уничтожают инфекции и рак. Храниться в организме он может довольно долго – до нескольких лет.

Восполнить его запас можно из орехов, зелени, перца, помидоров, крыжовника, малины, абрикосов, нектаринов.

Возможно ли летом запастись витаминами на зиму

Не все из полученных за летний сезон витаминов доживут до зимы и даже до осени. Так, витамины С, В и К выведутся из организма всего за несколько часов или дней. Теоретически можно запастись витаминами А, D и Е. Их резервы точно останутся с вами на всю осень и зиму, но при условии, что вы постоянно будете продолжать получать эти вещества из пищи.

– Может сложиться впечатление, что, раз витамин D, к примеру, хранится в организме до полугода, то в течение этого времени можно его не потреблять. Но на самом деле это очень экстремальный вариант. Такие запасы эволюционно создавались на случай непредвиденных обстоятельств – болезни или голода, а не для повседневного использования. Поэтому поступление витаминов любых должно быть равномерным в течение года, тем более сейчас для этого есть все возможности, – считает Валерий Литвинов. 

К тому же существуют факторы, нарушающие хранение витаминов в организме.

– Это недостаток жиров в рационе, заболевания желудочно-кишечного тракта, например, хронические гастриты, проблемы с печенью и почками, длительные инфекции, алкоголизм, курение, прием некоторых лекарств и генетические нарушения. Беременность, лактация и высокие физические нагрузки также увеличивают потребность в витаминах и могут привести к их дефициту. При стрессовой работе с ночными сменами или какими-то экстремальными условиями, например, военной службе, в рацион также должна поступать повышенная доза этих веществ, – комментирует Валерий Литвинов.

Можно ли назначить самому себе витамин D и йод, если живешь в северном регионе

– Прием йода не следует начинать без предварительной оценки уровня гормонов щитовидной железы — в частности, тиреотропного гормона, ТТГ, и тироксина, Т4. Это критически важно, поскольку молекула тироксина уже включает в себя йод. Существует заболевание — тиреотоксикоз, которое может протекать в субклинической форме, то есть практически без выраженных симптомов. Бесконтрольный прием препаратов йода в такой ситуации может спровоцировать резкое прогрессирование болезни и привести к серьезным осложнениям, – предупреждает Валерий Литвинов.

Аналогичная ситуация и с витамином D: его прием также рекомендуется начинать после лабораторной диагностики и консультации со специалистом.

– Его переизбыток вызывает гиперкальциемию – повышение кальция в крови, что приводит к симптомам вроде жажды, тошноты, боли в мышцах и костях, а в тяжелых случаях — к нарушениям сердечного ритма и почечной недостаточности, – делится Лариса Волкова.

А передозировка витамином А может случиться даже при употреблении северных деликатесов.

– Дело в том, что печень полярного медведя, а также тюленя и моржа содержит запредельное, токсическое количество этого вещества. Употребление в пищу даже небольшого кусочка (около 100-200 граммов) печени полярного медведя может привести к помутнению сознания, кровоизлиянию и даже смерти, – рассказала ученая Пермского Политеха.

Правило консультироваться с врачом и получать индивидуальные рекомендации по приему в целом касается абсолютно всех БАДов.

Таким образом, хотя витамины не являются абсолютной защитой от инфекций, они становятся важным союзником в этот сложный период. Правильно подобранный баланс микроэлементов помогает организму легче переносить климатические изменения и снижает риск тяжелого течения заболеваний. В сочетании с вакцинацией, ношением масок и гигиеной рук, витаминная поддержка становится надежным фундаментом для сохранения здоровья в сезон простуд.