-
Человек и космос. Наука и техника. Будущее и настоящее. Канал "Вселенная Плюс": https://www.youtube.com/@vselennayaplus Реклама: @anyaadss Лекции: @tuk_tuk_tuk РКН: https://knd.gov.ru/license?id=676d18686aa9672b96235618®istryType=bloggersPermission
Убьют ли нейросети музыку?
Поймут ли инопланетяне творения Баха?
А главное: можно ли изобрести принципиально новые ноты?
Трое физиков в одном купе: Алексей Семихатов и Владимир Сурдин принимают «микродиссертацию» у музыканта и физика Александра Пушного.
Поставьте лайк под видео (это поможет продвижению выпуска) и смотрите:
https://www.youtube.com/watch?v=8sgu7yz73yU
Монстры не прошли проверку
Одна из самых смелых версий о природе тёмной материи лишилась опоры. Николас Лейстер из Майнцского института теоретической физики и его коллеги показали: даже если во Вселенной существуют «чудовищно большие» первичные чёрные дыры, заметную долю тёмной материи они составлять не могут.
Логику проверки проще всего объяснить на зерне и валунах. Рассыпьте по полю миллион зёрен — они лягут почти ровным слоем. Бросьте на то же поле пять валунов — где-то будет густо, а где-то совсем пусто. Чем объектов меньше и чем они тяжелее, тем неравномернее они распределяются — просто по воле случая.
А речь о настоящих монстрах: каждая такая дыра минимум в 100 миллиардов раз тяжелее Солнца — массивнее самых крупных сверхмассивных чёрных дыр в центрах галактик, включая Млечный Путь. Они гипотетические и могли бы возникнуть прямо из плотных сгустков вещества в самой ранней Вселенной, тогда как привычные чёрные дыры рождаются при коллапсе массивных звёзд.
Если бы именно такие гиганты составляли тёмную материю — около 85% всего вещества во Вселенной, природа которого до сих пор неизвестна, — она была бы разбросана по космосу пятнами.
Поначалу лишние дыры в каком-то месте уравновешивались небольшой нехваткой излучения. Но Вселенная расширялась, излучение разреживалось, и баланс должен был нарушиться: соотношение тёмной материи и излучения стало бы неоднородным. Такая пятнистость оставила бы характерный узор в реликтовом излучении — слабом микроволновом «послесвечении» Большого взрыва, по которому видно, как распределены галактики на самых больших масштабах.
Команда рассчитала силу эффекта и сверила её с измерениями реликтового фона. Нужного узора там нет. Заодно под сомнением оказалась идея, будто такие дыры «посеяли» неожиданно массивные ранние галактики, которые видит «Уэбб».
Важная оговорка: существование таких дыр работа не исключает. В расчётах все они считались одинаковыми по массе, а популяции с широким разбросом масс ещё предстоит проверить.
Тёмная материя по-прежнему неуловима, зато один из тёмных углов, где её искали, теперь освещён почти целиком.
@vselennayaplus
Бионическое зрение учится подстраиваться под мозг
Визуальные протезы задуманы так, чтобы обойти повреждённые глаза и зрительный нерв. Электроды стимулируют напрямую зрительную кору, и человек видит фосфены — вспышки и пятна света. Из таких вспышек в перспективе и хотят складывать изображение для людей, потерявших зрение из-за травм, неврологических или наследственных болезней.
Загвоздка в том, что мозг устроен сложнее экрана. Как объясняет один из авторов новой работы, инженерам естественно считать фосфены пикселями: чем больше электродов, тем полнее картинка. На деле электроды влияют друг на друга, ответы нейронов колеблются, и то, что подают в мозг, вовсе не обязательно совпадает с тем, что человек видит.
Проверить, сможет ли ИИ разобраться в этой путанице, взялась команда учёных. Участник был один — 27-летний мужчина, потерявший зрение после черепно-мозговой травмы. В больнице в Испании ему временно установили в зрительную кору имплант с 96 электродами. Имплант умел и стимулировать нейроны, и записывать их ответ, а сам участник описывал каждую вспышку: яркость, размер, форму и цвет.
На этих данных обучили глубокую нейросеть предсказывать, как мозг отреагирует на разные узоры стимуляции. Модель учитывала и фоновую активность мозга перед каждой пробой: состояние нейронов постоянно меняется, и это влияет на результат.
Узоры, подобранные ИИ, вызывали нужный ответ нейронов точнее, чем другие подходы, и требовали меньше тока. Ещё одна находка: записанная активность мозга предсказывала, что увидит человек, лучше, чем сами параметры электрической стимуляции. Получается, главным ориентиром для настройки должна служить реакция мозга.
Из этого авторы делают главный вывод. Фиксированный рецепт стимуляции не годится: протез должен изучать конкретный мозг и постоянно подстраиваться под его реакции.
Переоценивать результат при этом не стоит. Это ранняя проверка концепции на одном человеке и с временным имплантом. До клинических устройств подходу предстоит ещё много проверок.
@vselennayaplus
Как осьминог пролезает в отверстие меньше себя
Чтобы понять, куда протиснется осьминог, учёные начали с неожиданного замера — расстояния между его глазами. У подопытных оно составляло от 15 до 35 мм. Этот размер хорошо отражает габариты жёсткой хрящевой капсулы, в которой спрятана центральная нервная система животного. Мягкое тело осьминога, по словам одного из авторов, протекает в щель почти как вода. А капсула не сжимается, и, по идее, именно она задаёт предел.
Как осьминоги проходят в отверстия меньше своей мантии, толком никто не описывал. Биологи из Италии, Австрии и Сингапура восполнили пробел.
Молодых обыкновенных осьминогов (Octopus vulgaris) и осьминогов майя (Octopus maya) сажали в прозрачные коробки из оргстекла: в одних отверстие было чуть шире межглазного расстояния, в других — на 5 мм уже.
Оказалось, универсального приёма у осьминога нет. Через просторную дырку он действует так: сначала ощупывает её, потом просовывает одну руку (чаще всего одну из двух передних левых), следом — ещё до пяти. Затем две уже пролезшие руки разворачиваются назад, присасываются к перегородке, напрягаются и выпрямляются. Осьминог одновременно отталкивается от стенки и втягивает за собой остальные руки, голову и мантию. На всё уходит около 20 секунд.
С тесным отверстием так не выходит: протащить удаётся лишь часть рук. Тогда финальный рывок делится надвое — сначала осьминог втягивает оставшиеся руки, а потом слегка сжимает мантию и протаскивает её отдельно. Авторов это удивило: они ждали одинакового поведения при любом размере отверстия.
У осьминогов майя вышла своя история. В тесную дырку они даже не полезли — сидели в углу и ни разу её не ощупали. А получив выбор из двух отверстий, сначала проверили маленькое, но выбрались всё-таки через большое.
Исследователи хотят перенести осьминожью технику в мягких роботов, которые ищут людей под завалами и исследуют море.
Осьминог же показывает: и объёмное тело пройдёт в узкий проход, если двигаться в правильном порядке.
@vselennayaplus
Один на десять миллиардов
Физики Большого адронного коллайдера поймали распад, который пока согласуется с предсказаниями теории. Казалось бы, где тут сенсация? Но именно в таких измерениях однажды может обнаружиться место, где известная нам физика даст трещину.
Речь о распаде Bd → μμ. Частица с «прелестным» b-кварком внутри (b-кварк — тяжёлый родственник кварков обычного вещества) распадается на два мюона, утяжелённых собратьев электрона. Случается это примерно с одной такой частицей из 10 миллиардов. Для масштаба: если бы каждую секунду рождалась одна «прелестная» частица, нужного распада пришлось бы ждать в среднем около трёхсот лет. Охота за ним шла больше 40 лет, но надёжных следов не находил ни один эксперимент — до обновлённого детектора LHCb в ЦЕРНе.
Зачем вообще искать такую редкость? Представьте весы. На грузовых лишний грамм потеряется, а на ювелирных сразу бросится в глаза. С распадами то же самое: чем реже процесс, тем чувствительнее он к влиянию неизвестных частиц. Они могут менять его частоту, даже если сами слишком малы, чтобы коллайдер разглядел их напрямую. Поэтому распад называют «золотым каналом» для поиска новой физики, а точные замеры позволяют проверять на прочность Стандартную модель — нашу лучшую на сегодня теорию элементарных частиц.
Цель — так называемая Зептовселенная: мир масштабом в зептометр, миллиардную долю триллионной доли метра. Туда пока никто не заглядывал, и там могут прятаться частицы и силы, которых в Стандартной модели нет.
Важная оговорка: результат набрал 3,2 сигмы. Сигма показывает, насколько маловероятно, что сигнал — случайная флуктуация. Этого достаточно, чтобы говорить о первом свидетельстве распада, а для официального «открытия» в физике частиц нужно пять сигм.
Эксперимент будет копить статистику до начала 2030-х, следующий запланированный апгрейд может ускорить сбор данных ещё в 10 раз, а под коллайдер следующего поколения High Luminosity LHC уже планируют новый эксперимент. И, возможно, однажды очередное «совпадение с теорией» перестанет совпадать.
@vselennayaplus
Хедшот по стереотипам
Опытные игроки в Counter-Strike и правда соображают быстрее новичков. Только не так, как можно было бы подумать: в многозадачности у них преимущества нет — зато на увиденное они реагируют заметно шустрее. Это выводы психологов Шеффилдского университета, взявшихся за мифы о видеоиграх.
CS существует уже 26 лет, а его влияние на мышление изучали мало. Учёные протестировали больше 300 игроков. От новичков до экспертов, наигравших свыше 5000 часов, — и замерили, как быстро они обрабатывают увиденное и откликаются.
В тестах эксперты в среднем реагировали на 90 миллисекунд быстрее. Мелочь? В самой игре это граница между «успел выстрелить» и «смотрю повтор своей смерти». Ведущий автор, аспирантка Элеанор Хайд, приводит пример из жизни: на дороге такие доли секунды могут решить, успеете ли вы затормозить перед столкновением.
Чтобы понять, откуда берётся выигрыш, исследователи применили дрифт-диффузионную модель — математический способ разложить мгновенное решение на этапы.
Представьте полоску загрузки: мозг копит «улики» в пользу того или иного действия, а когда полоска заполнена, палец жмёт кнопку. Оказалось, у самых быстрых ускорены оба конца процесса: они быстрее впитывают увиденное и быстрее жмут нужную кнопку. Даже в сложных сценариях с многозадачностью эксперты быстрее набирали сведения для верного решения.
Пока неясно, ускоряет ли реакцию сам Counter-Strike или люди с быстрой реакцией от природы просто тянутся к таким играм. Дальше учёные хотят следить за мозгом прямо во время матчей — с помощью айтрекинга и ЭЭГ.
@vselennayaplus
Голубая, зелёная, белая: какой бывает кровь
В ледяных водах Антарктики живут рыбы с полупрозрачной молочно-белой кровью. Белокровки из семейства Channichthyidae — единственные известные позвоночные, у которых нет ни гемоглобина, ни красных кровяных клеток. Как они выживают и откуда в природе столько оттенков крови, Knowable Magazine разбирал с биологами Джоном Постлетуэйтом и Захари Чевироном.
Сначала — про нас. Красный цвет крови даёт гемоглобин: белок, в котором атомы железа цепляют кислород и разносят его по телу. Чем больше кислорода «пристёгнуто», тем ярче оттенок, от вишнёвого до бурого.
Но железо это не единственный вариант. У осьминогов, кальмаров, креветок и крабов кислород возит гемоцианин, где вместо железа медь. Связанная с кислородом, она синеет — поэтому у мечехвостов, например, голубая кровь. Гемоцианин держит кислород хуже гемоглобина, зато хорошо работает в холоде глубин и, судя по исследованиям, помогает заживлению ран.
Брахиоподы и донные черви-сипункулиды кровоточат фиолетовым: их переносчик кислорода — железосодержащий пигмент гемэритрин. У некоторых асцидий кровь зеленовато-жёлтая, и о причинах учёные спорят: то ли дело в ванадии, который эти животные копят в крови, то ли в каротиноидах из переваренного фитопланктона.
Отдельная история, несколько видов ящериц с Новой Гвинеи. Гемоглобин у них обычный, но он распадается до зелёного пигмента биливердина (из-за него же при желтухе у людей появляется жёлто-зелёный оттенок). Большинство позвоночных его перерабатывают, а эти ящерицы копят, пока зелёный не перебьёт красный.
@vselennayaplus
Запахи научились передавать по интернету
Картинку и звук мы оцифровали давно: свет и колебания воздуха — это физика, и она отлично ложится в электронику. Запах же это химия, смесь молекул, где важно, какие они и сколько их, и аналога фото или аудиофайла у него нет.
Учёные из Университета штата Огайо и китайской Чжэцзянской лаборатории описали систему, которая улавливает запах в одном месте и воспроизводит похожий в другом.
На стороне отправителя — электронный нос: круглая плата с шестью газовыми сенсорами на диоксиде олова. В обычном воздухе кислород оседает на сенсоре и «отбирает» у него электроны, поэтому сопротивление растёт. Летучие вещества — этанол из алкоголя, лимонен из цитрусовых, диацетил со сливочным ароматом — реагируют с этим кислородом и возвращают электроны, так что сопротивление падает, а напряжение растёт. Каждый сенсор откликается по-своему, и у запаха выходит свой «отпечаток», пусть и размытый.
Расшифровку доверили машинному обучению. Команда записала 250 образцов — по 50 для пива, торта, кофе, апельсинов и красного вина, по 200 секунд каждый. Модели узнавали запахи с точностью от 96 до 100%. Метка вроде «кофе» уходит через облако к получателю.
На приёмной стороне — сам Scentronic. Хлопковый фильтр подаёт ароматную жидкость из мини-камеры на пьезодиск, который вибрирует около 110 тысяч раз в секунду и распыляет её в туман. Микроконтроллер регулирует силу запаха и умеет смешивать каналы.
Синтезировать запах с нуля Scentronic не умеет. Он выпускает подходящий из пяти заранее заправленных — как музыкальная шкатулка, которая знает пять мелодий. Воссоздать незнакомые духи система не сможет, а обучали её всего на одном продукте каждого вида.
С людьми результаты скромнее: 14 добровольцев узнавали ароматы из ручной версии примерно в 73% случаев, пары запахов — в 71%, а интенсивность оценивали верно лишь в 59%. Есть ещё браслет на два аромата и ожерелье на пять.
@vselennayaplus
Нейроны в чашке научились работать в команде
У живых клеток есть черта, которая сводит инженеров с ума: они непостоянны. Культура нейронов, выращенная в лаборатории, сегодня может справляться с задачей блестяще, а завтра — еле-еле. Для вычислительной машины такая лотерея не годится. Австралийская компания Cortical Labs нашла выход: объединить несколько культур, чтобы они работали сообща.
Cortical Labs делает биокомпьютеры CL1, в которых вычисления выполняют выращенные человеческие нейроны. В новой системе HIVE компания связала 15 таких машин в одну сеть. Получилось что-то вроде многоядерного процессора, только «ядра» здесь живые. Если одна группа клеток сегодня не в форме, остальные её подстрахуют, а если какая-то и вовсе перестанет отвечать, система продолжит работу.
Самое любопытное: нейроны сами поделили между собой части задачи и нашли самый эффективный путь к цели. Этому их никто не учил — клетки «сообразили», как только стали частью большой сети.
Как это выглядит в цифрах? В тесте на распознавание символов связка из семи биокомпьютеров подняла точность примерно с 80% до 99%. Во втором испытании нужно было провести виртуального персонажа по клетчатому полю к цели. Классическая ИИ-модель Deep Q Network, где вместо клеток работают алгоритмы, набрала около 32% от максимального счёта. Лучший одиночный биокомпьютер дошёл до 40%, несколько машин, решавших сообща, — до 70%, а «специализированные» группы, поделившие задачу, — примерно до 80%.
Результаты предварительные, их показала сама компания на первой Международной конференции по органоидному интеллекту в Вашингтоне.
@vselennayaplus
Гравитация тоже умеет рваться
У магнитных полей есть эффектный трюк. В определённой конфигурации силовые линии рвутся и тут же соединяются заново, но уже по-другому, — и выплёскивают накопленную энергию.
Это называют магнитным пересоединением. Вообразите две натянутые резинки, которые лопнули и мгновенно связались крест-накрест. Физики из Колумбийского университета и чилийского Университета Адольфо Ибаньеса утверждают, что на похожий фокус способна и гравитация.
Началось всё с уравнений Эйнштейна, которым больше ста лет. Это десять взаимосвязанных дифференциальных уравнений, где гравитация — искривление пространства-времени, которое создают масса и энергия.
В последние годы физики переписывают их в новых переменных: математика та же, но «язык» другой. И случилось как при переводе стихов, когда вдруг проступает незаметная в оригинале рифма: плазменный физик Лука Комиссо увидел, что новая форма уравнений похожа на уравнения плазмы.
Раньше он вместе с Фелипе Асенхо впервые сформулировал правила, ограничивающие то, как пространство-время может изгибаться, растягиваться и меняться. Теперь они показали: при идеальных условиях «связи» гравитационного поля способны рваться и перестраиваться. Это назвали гравитационным пересоединением.
Пространство-время четырёхмерно, и привычные силовые линии тут не годятся. Авторы предлагают представлять гравитацию «листами»: добавьте к линии измерение — получится плоскость, а много линий вместе сложатся в лист. Листы растягиваются, смещаются и пересоединяются, высвобождая энергию. Правда, физическими объектами они не являются: пересоединение здесь — математический процесс, описывающий, как энергия передаётся материи.
Пока это чистая теория. Дальше предстоит разобраться, как пересоединение работает в конкретных событиях, например при слиянии чёрных дыр.
@vselennayaplus
ИИ отправили в 2017 год и он угадал открытие из будущего
Проверить, умеет ли искусственный интеллект предсказывать открытия, непросто: ждать, пока прогноз сбудется, можно годами.
Исследователи из центра ARC по углеродной науке и инновациям придумали ход изящнее. Они ограничили свою систему статьями, вышедшими до 2017 года включительно, попросили её найти перспективные катализаторы, а потом сверили ответы с тем, что появилось в литературе позже.
Искали электрокатализаторы — материалы, которые ускоряют химические реакции с участием электричества. Главная цель — водород: чтобы расщепить воду, нужно электричество, а хороший катализатор делает процесс эффективнее.
Команда сосредоточилась на высокоэнтропийных сплавах на углеродной подложке. Это «коктейли» из пяти и более металлов в близких пропорциях, а возможных вариантов состава — миллионы. Перебрать всё в лаборатории практически невозможно.
Схема работает в два этапа. Сначала большая языковая модель читает публикации и вытаскивает из них сведения о материалах: у человека на 100 статей уходит несколько часов, а система за то же время разбирает тысячи. Затем новый расчётный метод ищет в этих данных закономерности и подсказывает, какие сочетания металлов дадут более стабильный и активный катализатор — в том числе такие, которых никто ещё не пробовал. Цель в том, чтобы сузить миллионы вариантов до 10–20 кандидатов.
И «машина времени» сработала. Среди прогнозов оказался сплав хрома, кобальта, железа, марганца и никеля (CrCoFeMnNi), который позже описали в экспериментах как один из первых высокоэнтропийных сплавов для получения водорода.
Без людей не обошлось: языковые модели ошибаются и порой выдумывают несуществующее. Поэтому авторы вручную проверили 100 ответов системы и дообучили её на этих примерах — после этого она извлекла осмысленные данные из более чем 5000 статей.
@vselennayaplus
Тяжёлый урок генной терапии
В журнале Cell опубликованы результаты первого испытания на людях генной терапии от миодистрофии Дюшенна, созданной шанхайской HuidaGene. Итог горький: правок в гене оказалось мало, а один из четырёх юных пациентов погиб.
Миодистрофия Дюшенна — прогрессирующая наследственная болезнь, которая в итоге приводит к смерти. Болеют в основном мальчики: мутации в гене DMD нарушают выработку дистрофина — белка, укрепляющего мышечные волокна. Терапия должна была исправлять мутацию прямо в мышцах: «редактор оснований», разновидность CRISPR, доставляли туда с помощью вируса, который сам по себе болезней у человека не вызывает.
Двое мальчиков получили низкую дозу, двое — высокую. Погибший был в группе высокой дозы. В течение суток у него развилась тяжёлая реакция, и спасти ребёнка не удалось. Вскрытие показало связанный с лечением острый респираторный дистресс-синдром.
Почему так вышло? Чтобы терапия добралась до мышц по всему телу, нужно огромное количество вирусных частиц, а столько чужеродного материала провоцирует иммунитет. Дозу считали по весу, и мальчику с более высоким индексом массы тела досталось больше, хотя мышц, на которые нацелена терапия, у него не обязательно было больше. Теперь авторы сомневаются, что так дозировать правильно. А опыты на четырёх макаках проблем не выявили — но на такой выборке редкую реакцию и не поймать, признают исследователи.
Пользы тоже толком не видно. Правки нашли лишь в 1–4% исследованной ДНК — гораздо меньше, чем у животных, и только треть из них должна была восстанавливать работу гена. Дистрофина оказалось мало. Из трёх оставшихся детей двое стали проходить большее расстояние, у третьего улучшений не было или стало хуже.
Испытание остановлено, за остальными детьми наблюдают, а команда хочет доработать редактор и снова проверить его на животных. Компанию же критикуют: о смерти она сообщила лишь в августе, примерно через год.
Эта история — тяжёлое напоминание: экспериментальная терапия потому так и называется.
@vselennayaplus
Первая шея не умела вертеться
Покачайте головой, будто говорите «нет». Пустяковое движение, правда? А вот у животных, которые первыми обзавелись шеей, оно не получилось бы вовсе. К такому выводу пришли биологи в новой работе, опубликованной в Nature.
Около 380 миллионов лет назад рыбы начали осваивать сушу. У рыб плечевой пояс прикреплён прямо к черепу: чтобы посмотреть вбок, приходится поворачиваться всем телом. У некоторых переходных форм голова и плечи разделились, и появилась отдельная шея. Десятилетиями считалось, что в этом и был смысл: гибкая шея позволяла крутить головой на мелководье и на суше, высматривая еду и хищников.
Проверить идею мешала одна деталь. У ранних четвероногих и их родственников вдоль всего позвоночника тянулась хорда — длинный стержень из мягкой ткани, вокруг которого сидели мелкие позвонки. А мягкие ткани в окаменелостях почти не сохраняются.
Выручили осетры. Эти «живые ископаемые» до сих пор носят позвоночник, устроенный вокруг хорды. Исследователи измерили жёсткость хорды у современных осетров и подставили эти свойства в модели шей тиктаалика и ранних четвероногих. Получился своего рода краш-тест для шеи возрастом 380 миллионов лет — с осетром в роли дублёра.
Почти никто из этих животных не мог заметно двигать головой. Поднять её получалось не выше, чем у обычной рыбы, а порой и ниже, а покачать головой не мог никто. И это ещё щедрая оценка: модель учитывала только позвоночник, а мышцы, кожа и костные пластины в коже могли сковывать движение ещё сильнее.
Откуда тогда шея? Авторы предполагают, что она появилась как побочный эффект перестройки тела под передние конечности, на которые животные стали опираться при движении. Подвижность пришла позже: первым «владельцам» шеи её не позволяло строение скелета.
Так что, качая головой, вы пользуетесь опцией, которую эволюция «выдала» далеко не сразу.
@vselennayaplus
Иммунитет к птичьему гриппу — уже в крови?
Варианты птичьего гриппа H5, которые встречаются в Северной Америке и Азии, широко распространены и очень заразны. Насколько люди перед ними беззащитны? Вирусологи из Монреальского университета решили проверить, и получили результат, которого сами не ожидали.
В исследовании участвовали 24 медработника университетской больницы CHUM. Кровь у них брали дважды: до и после ежегодной прививки от сезонного гриппа. Затем в лаборатории смотрели, «узнают» ли антитела из этих образцов разные штаммы гриппа, включая несколько вариантов H5.
Оказалось, что у большинства участников такие антитела были ещё до прививки. Причём у некоторых людей они нейтрализовали вирус и помогали уничтожать клетки, на поверхности которых торчат вирусные белки.
Учёные называют это перекрёстной реакцией. Иммунитет тут работает как фоторобот: антитела, «запомнившие» одни вирусы гриппа, узнают их дальних родственников по общим чертам. Откуда взялась такая память, точно неизвестно. Авторы предполагают, что её сформировали перенесённые раньше гриппы и прививки за много лет — то есть у каждого человека своя иммунная «биография».
Теперь о том, чего это исследование не доказывает. Сезонная вакцина против H1N1 и H3N2 у части людей действительно давала антитела, узнающие H5. Но заметного роста этой перекрёстной реакции после укола исследователи не увидели. Так что защищает ли обычная прививка от H5N1 и других новых птичьих вирусов, пока непонятно. К тому же выборка крошечная — 24 человека из одной больницы, а выводы сделаны по анализам крови в пробирке, а не по реальным случаям заражения.
Сами авторы делают практичный вывод: к будущим вспышкам нужны вакцины, нацеленные именно на птичий грипп. А знание о том, какой иммунитет у людей уже есть, поможет создавать прививки с более широкой защитой.
Обнадёживает — но до выводов о реальной защите ещё далеко.
@vselennayaplus
Окопная битва в Калифорнии
Как минимум 15 миллионов погибших муравьёв за полгода и это только у озера Ходжес под Сан-Диего. Такие потери оценили исследователи, которые следили за стычками на границах муравьиных суперколоний. Само исследование не новое, но постоянно обновляется.
Воюют аргентинские муравьи (Linepithema humile). Родом они из Южной Америки, а по миру разъехались вместе с международной торговлей. Общество у них устроено необычно. Это униколониальность: муравьи из разных гнёзд не дерутся, а сотрудничают. Такое изучено лишь у горстки видов, и откуда оно взялось в эволюции, неясно.
На новых землях аргентинские муравьи порой образуют гигантские суперколонии. Одна тянется вдоль калифорнийского побережья примерно на 1000 км, вокруг — суперколонии поменьше. Генетическое разнообразие у них низкое, и муравьи из разных гнёзд узнают своих. Но стоит встретиться рабочим из соперничающих суперколоний, как сотрудничество сменяется войной.
Исследователи нашли 16 зон, где соприкасаются три суперколонии, и полгода еженедельно наблюдали за девятью из них. Границы оказались резкими и чёткими. Схватки шли при 40% визитов учёных, и в среднем в одной стычке гибли 15 тысяч рабочих.
Генетику сравнивали по микросателлитам — коротким повторам в ДНК. Внутри суперколоний различия оказались куда меньше, чем между ними, и чем сильнее различались колонии, тем агрессивнее они воевали.
Линия фронта за полгода почти не сдвинулась: ни одна сторона не отвоевала заметной территории, как в затяжной позиционной войне у людей.
Изменилось ли что-то с тех пор, неизвестно. Но мирного исхода ждать трудно. Многие территориальные животные со временем терпимее относятся к знакомым соседям — это называют эффектом «дорогого врага». Аргентинские муравьи, похоже, так не умеют, и стычки на границах могут продолжаться бесконечно.
@vselennayaplus
Радар для Альцгеймера
У 1300 с лишним когнитивно здоровых людей 55–70 лет результаты тестов на старте почти не различались. Но снимки мозга уже подсказывали, у кого в следующие годы память и мышление начнут сдавать быстрее, а кто сохранит ясную голову. Такой прогноз научились делать в Стэнфорде, и он работал на горизонте до 12 лет.
Подсказку исследователи нашли у суперэйджеров — людей старше 75, чья память не уступает памяти среднего 45-летнего. Команда сравнила снимки функциональной МРТ в покое у 180 суперэйджеров и 110 их ровесников с болезнью Альцгеймера. Такой снимок делают, пока человек просто лежит в томографе, и он показывает, как согласованно работают сети мозга — что-то вроде карты трафика между районами города. Из различий собрали индекс ARC, «коннектом устойчивости и уязвимости»: суперэйджеров от пациентов с Альцгеймером он отличает примерно в 85% случаев.
Потом индекс применили к здоровой группе. У тех, чей мозг работал «по-альцгеймеровски», когнитивные функции со временем ухудшались быстрее, чаще появлялись бета-амилоидные бляшки и сам диагноз. Обладатели «суперэйджерского» рисунка в целом держались лучше.
Зачем это, если есть анализы на амилоид и тау-белок? По словам руководителя работы Юй Чжана, эти маркеры проявляются сравнительно поздно, а ловить хочется ранние сигналы. ARC предсказывал переход к Альцгеймеру не хуже, а иногда и лучше привычных биомаркеров — и раньше них. В паре с ними прогноз становился ещё точнее.
Авторы надеются, что когнитивные тренировки или транскраниальная магнитная стимуляция смогут сдвинуть «уязвимый» рисунок к устойчивому, но доказательств, что так можно предотвратить снижение когнитивных функций, нет.
@vselennayaplus
Подушка это худшая подставка для зарядки
Одни советуют не класть смартфон под подушку, другие уверены, что ему не место даже на тумбочке у изголовья, третьи считают, что телефону вообще не место в спальне. Причина у всех одна: страх, что излучение «бьёт» по мозгу и может вызвать рак.
Смартфон и правда излучает радиоволны, но это излучение неионизирующее. Его энергии не хватает, чтобы повреждать ДНК, как это делают рентгеновские и гамма-лучи: грубо говоря, у радиоволн просто нет нужной «силы удара».
Тему изучают давно и много. Исследование, заказанное ВОЗ два года назад, называет такой риск маловероятным. Снижать воздействие всё равно не лишне. Но у зарядки под подушкой есть риск куда вероятнее — перегрев.
Любая зарядка это маленькая печка. Литий-ионный аккумулятор, который стоит почти в каждом смартфоне, выделяет тепло, пока набирает энергию, и рассеивается оно лучше всего на твёрдой открытой поверхности. Под подушкой или одеялом воздух почти не движется — по сути, вы укутали горячий прибор в пуховик.
Пара таких ночей телефону ничем не грозит, проблемы начинаются, когда это входит в привычку. Долгий нагрев ускоряет разрушение ячеек, и батарея деградирует быстрее.
Лишнее тепло способно деформировать компоненты, вызывать аварийные отключения, а со временем — приводить к необратимым поломкам. В редких, но задокументированных случаях всё заканчивается ожогами и пожаром. Виной тому тепловой разгон: повреждённая батарея в «ловушке» начинает выделять тепло быстрее, чем успевает его отдавать, и процесс подхлёстывает сам себя, как снежный ком. Несертифицированная зарядка без контроля температуры и защиты от скачков напряжения делает такой сценарий вероятнее.
Решение простое. Заряжайте телефон на твёрдой, ровной и проветриваемой поверхности: тумбочке, столе или даже на полу. Можно поставить у кровати беспроводную зарядку, пользоваться только сертифицированными адаптерами, а будить себя обычным будильником.
Голове — подушка, телефону — тумбочка.
@vselennayaplus
Старым мышам «сжимали» кости и они прожили дольше
Отключите у мыши «датчик нагрузки» в клетках костей и ускоренное старение затронет далеко не один скелет: под удар попадут мозг, печень и мышцы.
Это показали исследователи из Южного медицинского университета в Гуанчжоу. Медианная продолжительность жизни таких мышей упала примерно на 11% у самок и на 13% у самцов.
Этот датчик — чувствительный к давлению канал PIEZO1 в остеоцитах, клетках, которые улавливают механическую нагрузку и помогают кости подстраиваться под активность. С возрастом PIEZO1 становится меньше. И у мышей, и в костях человека.
Отсюда вопрос: а если, наоборот, почаще нагружать кость? Учёные взяли мышей в возрасте 20 месяцев (по мышиным меркам это уже старость) и дважды в неделю под наркозом ритмично давили специальным устройством на большеберцовую кость. Нагрузка была крошечной.
Медианная продолжительность жизни выросла на 9,4%, примерно на 80 дней. Мыши стали сильнее и координированнее, лучше проходили тесты на память, у них улучшились регуляция сахара в крови и структура костей. В нескольких органах снизились маркеры воспаления и клеточного старения, а иммунитет, включая кроветворную ткань костного мозга, «помолодел».
Самое интересное — как кость «общается» с телом. Когда плазму обработанных мышей перелили другим старым мышам, тем тоже стало лучше. Значит, дело в чём-то, что циркулирует в крови. Главный кандидат — белок PEDF, который защищает разные ткани. После нагрузки его в крови становилось больше, а уколы самого PEDF ослабляли признаки старения и улучшали когнитивные и физические показатели пожилых мышей.
PEDF у человека с возрастом действительно заметно падает, а в лаборатории белок защищал выращенный человеческий хрящ, но омоложения людей это не доказывает.
Но картина любопытная: скелет, похоже, посылает организму химические сигналы, которые влияют на старение далеко за пределами костей. В перспективе их понимание могло бы помочь тем, кому болезнь или ограниченная подвижность мешают тренироваться.
@vselennayaplus
⚛️Школа имени Тамма: пять дней физики в Томске
Если заряженная частица летит в среде быстрее, чем свет в этой же среде, она начинает светиться. Это эффект Вавилова — Черенкова. Игорь Тамм, профессор МГУ и нобелевский лауреат по физике, известен работами о нём, а ещё — о принципе магнитного удержания плазмы при термоядерной реакции.
Его имя носит зимняя физико-математическая конкурс-школа для студентов, которая пройдёт 2–6 декабря в Томском политехе. Участвовать могут четверокурсники бакалавриата физико-математических и инженерно-технических специальностей.
За пять дней участники побывают на исследовательском ядерном реакторе ТПУ и в лабораториях университета, пройдут конкурсное испытание из двух частей и послушают лекции учёных — среди них академики РАН Александр Сергеев, Дмитрий Бисикало (наш гость в Неземном подкасте) и директор филиала МГУ в Сарове, член-корреспондент РАН Эдуард Боос (наш гость во Вселенной Плюс).
Тем, кто хочет в магистратуру МГУ Саров, нужен Фундаментальный трек. Регистрация открыта до 10 ноября, отборочный этап — до 12 ноября. Приходите!
@vselennayaplus
На Марсе было много воды. Современные учёные в этом уверены.
А где была жидкая вода — там были все условия для зарождения органики.
Была ли на Марсе жизнь?
И прячутся ли марсианские микробы под поверхностью прямо сейчас?
В новом выпуске «Неземного подкаста» рассказывает астроном Владимир Сурдин.
Поставьте под видео лайк (так вы помогаете продвижению науки) и смотрите:
https://www.youtube.com/watch?v=ZJoH_Xh2VJw
https://www.youtube.com/watch?v=ZJoH_Xh2VJw
https://www.youtube.com/watch?v=ZJoH_Xh2VJw
Растения тоже ловят оптические иллюзии
Представьте опыт. Росток подсолнечника освещают две одинаково яркие лампы с противоположных сторон, а сбоку, под прямым углом, светит третья, но заметно слабее. Куда он потянется? К самой тусклой. Две сильные лампы просто гасят влияние друг друга, и решающим становится слабый свет сбоку.
Этот эксперимент провели учёные Тель-Авивского университета. Работа объясняет, как растение без мозга и нервной системы решает, куда расти.
У животных для этого есть глаза и мозг, который обрабатывает картинку. У растений всё устроено распределённо: светочувствительные рецепторы сидят в основном во внешнем слое стебля, и каждый участок замеряет свет сам по себе. Сначала он переводит яркость в биологический сигнал, а уже потом сигналы со всех сторон складываются в одно направление роста. Никакого «центрального процессора» — вычисление возникает из самой конструкции стебля.
Тонкость в том, что этот перевод нелинейный: вдвое более яркая лампа не даёт вдвое более сильного сигнала. Примерно как с громкостью — колонка вдвое мощнее не кажется вдвое громче. Поэтому сумма уже «обработанных» сигналов может указывать не туда, куда указала бы простая физическая сумма лучей.
Это хорошо видно по первой серии опытов. Ростки освещали синим светом разной интенсивности и больше 20 часов снимали, как они двигаются: сначала свет шёл с одной стороны, потом с двух противоположных. К более яркой лампе ростки действительно тянулись, но изгибались непропорционально разнице в яркости. А построенная командой математическая модель успешно предсказала, куда и насколько сильно они наклонятся.
Из той же модели следует самое любопытное. Направление, которое растение «считает» самым светлым, может слегка отличаться от реального максимума освещения — своего рода оптическая иллюзия. Картинок растение, конечно, не видит. Искажения получаются небольшими, а ростки и так немного «гуляют» во время роста, поэтому напрямую измерить эффект в этом эксперименте не удалось.
Кто бы мог подумать, что у подсолнуха есть своя математика?
@vselennayaplus
Светлячки подскажут, как искать пришельцев
Если бы инопланетяне прямо сейчас слали нам сигнал, заметили бы мы его? Поиск внеземного разума (SETI) десятилетиями исходил из того, что пришельцы похожи на нас, — и ловил необычные радиопередачи, а позже и лазерные вспышки.
Авторы новой работы в Scientific Reports предлагают сменить оптику. Люди — далеко не единственные на Земле, кто умеет общаться: дельфины, вороны и светлячки делают это совсем иначе. Возможно, смысл чужого послания понимать вообще не обязательно — достаточно заметить, что сигнал выбивается из природного фона.
Светлячки здесь — главный образец. В брачный сезон они переговариваются сериями вспышек, которые различаются ритмом, длительностью, цветом и частотой. Каждому нужно выделиться среди соседей, но вспышки стоят энергии и могут привлечь хищника. Поэтому выгоднее всего сигнал одновременно заметный и экономный.
Этот принцип учёные перенесли в космос. Роль «соседей по поляне» сыграли пульсары — быстро вращающиеся нейтронные звёзды с сильным магнитным полем, чьи лучи, как прожектор маяка, регулярно скользят по Земле. Искусственный сигнал мог бы походить на их чёткие импульсы, поэтому отличаться нужно именно от них.
Исследователи взяли данные о 3724 пульсарах из австралийской базы ATNF и превратили их в нули и единицы: ярче порога — «1», тусклее — «0». В главном тесте участвовали 158 пульсаров в пределах примерно 16 тысяч световых лет на частоте 1400 МГц — рядом с линией водорода (21 см), которая проходит сквозь межзвёздную пыль и могла бы приглянуться инопланетным вещателям.
Дальше модель подбирала повторяющийся сигнал, максимально непохожий на пульсары и при этом экономный. «Ручек» две: период между импульсами и доля времени, когда передатчик включён, — от неё зависит расход энергии. Получилось два решения: самое заметное без оглядки на затраты и компромиссное — заметное, но экономное. Главный вывод: чтобы выдать себя, сигналу не нужно быть сложным.
Идея красивая: прежде чем читать чужие письма, научиться узнавать почерк.
@vselennayaplus
Запахи научились передавать по интернету
Картинку и звук мы оцифровали давно: свет и колебания воздуха — это физика, и она отлично ложится в электронику. Запах же это химия, смесь молекул, где важно, какие они и сколько их, и аналога фото или аудиофайла у него нет.
Учёные из Университета штата Огайо и китайской Чжэцзянской лаборатории описали систему, которая улавливает запах в одном месте и воспроизводит похожий в другом.
На стороне отправителя — электронный нос: круглая плата с шестью газовыми сенсорами на диоксиде олова. В обычном воздухе кислород оседает на сенсоре и «отбирает» у него электроны, поэтому сопротивление растёт. Летучие вещества — этанол из алкоголя, лимонен из цитрусовых, диацетил со сливочным ароматом — реагируют с этим кислородом и возвращают электроны, так что сопротивление падает, а напряжение растёт. Каждый сенсор откликается по-своему, и у запаха выходит свой «отпечаток», пусть и размытый.
Расшифровку доверили машинному обучению. Команда записала 250 образцов — по 50 для пива, торта, кофе, апельсинов и красного вина, по 200 секунд каждый. Модели узнавали запахи с точностью от 96 до 100%. Метка вроде «кофе» уходит через облако к получателю.
На приёмной стороне — сам Scentronic. Хлопковый фильтр подаёт ароматную жидкость из мини-камеры на пьезодиск, который вибрирует около 110 тысяч раз в секунду и распыляет её в туман. Микроконтроллер регулирует силу запаха и умеет смешивать каналы.
Синтезировать запах с нуля Scentronic не умеет. Он выпускает подходящий из пяти заранее заправленных — как музыкальная шкатулка, которая знает пять мелодий. Воссоздать незнакомые духи система не сможет, а обучали её всего на одном продукте каждого вида.
С людьми результаты скромнее: 14 добровольцев узнавали ароматы из ручной версии примерно в 73% случаев, пары запахов — в 71%, а интенсивность оценивали верно лишь в 59%. Есть ещё браслет на два аромата и ожерелье на пять.
@vselennayaplus
В нашей галактике нет тёмной материи?
Обнаружена новая комета и зелёная звезда.
Ускоренное расширения Вселенной заканчивается?
Эти и другие удивительные новости изучения Вселенной анализирует астроном Владимир Сурдин
Поставьте под видео лайк (так вы помогаете продвижению науки) и смотрите:
https://www.youtube.com/watch?v=v0DL36gMOJw
https://www.youtube.com/watch?v=v0DL36gMOJw
https://www.youtube.com/watch?v=v0DL36gMOJw
286 тонн аккумуляторов вместо мазута
Морские перевозки — один из самых упрямых секторов для декарбонизации: большинство судов до сих пор ходит на тяжёлом мазуте. Поэтому первый рейс China Zorrilla — событие для всей отрасли. 130-метровый алюминиевый катамаран стал самым большим полностью электрическим судном в мире среди тех, что работают на коммерческих линиях. Он соединяет Буэнос-Айрес и уругвайскую Колонию-дель-Сакраменто.
Сердце парома это система хранения энергии на 43 МВт·ч, то есть 43 тысячи киловатт-часов. Это больше 5000 литий-ионных батарей общей массой около 286 тонн. По ёмкости — сотни батарей топовых электромобилей, вместе взятых, или источник энергии, способный питать небольшой город. От батарей работают восемь электромоторов, и у каждого свой водомёт.
Главный компромисс — скорость. Гибридную версию рассчитывали на 37 узлов (около 68 км/ч), а электрическая ограничена 25 узлами (около 46 км/ч). Тут работает простая физика: чем быстрее идёт судно, тем больше энергии съедает сопротивление воды, причём расход растёт заметно быстрее самой скорости. В итоге рейс удлинился примерно на 10 минут: 55 км паром проходит за 75 минут и делает до четырёх рейсов в день.
Часами простаивать у причала паром не может, поэтому в порту стоят мощные зарядные станции постоянного тока: с 20 до 80% батарея заряжается за 40 минут.
@vselennayaplus
Рыба с прозрачной головой
Почти 40 лет экспедиций, около 7000 погружений подводных роботов, больше 41 000 часов видео с глубины. И всего 11 встреч с бочкоглазом Macropinna microstoma — считая нынешнюю. Неудивительно, что в институте MBARI ради этой рыбы бросили все дела.
Встреча вышла почти случайной. Команда изучала студенистых обитателей океана, примерно в 90 км от берега. Рабочий день уже закончился, пилоты поднимали аппарат Doc Ricketts наверх, когда научный специалист Шеннон Джонсон заметила рыбу на глубине около 600 метров и попросила остановиться. Учёные прибежали в пункт управления из лаборатории, следом подтянулась команда корабля.
Голову бочкоглаза накрывает прозрачный купол из ткани, а под ним прячутся крупные трубчатые глаза. Рыба живёт в сумеречной зоне океана: зависает на месте, удерживаясь большими плавниками, и смотрит вверх, выискивая силуэты добычи. Когда рыба замечает жертву, глаза поворачиваются под куполом, чтобы не упустить её из виду. Этот же студенистый щит служит защитными очками, когда бочкоглаз таскает мелких рачков прямо из жгучих щупалец сифонофор. Кстати, научное название переводится как «большие плавники, маленький рот».
Около 20 минут рыбу снимали 4K-камерой робота, подбирая свет, чтобы лучше показать прозрачную голову. Пилот Кэмерон Лоу подвёл аппарат так близко, что удалось записать ещё и объёмное стереовидео VR-камерой. Это первая встреча MBARI с этим видом, снятая в 4K. Предыдущая была в 2021 году.
Ловить рыбу не стали, но запись станет ценным материалом для учёных, которые изучают зрение глубоководных животных.
@vselennayaplus
Мозг мигает 15 раз в секунду
Поднесите к одному глазу фото кошки, а к другому — фото собаки. Коллажа «котопёс» не получится: мозг покажет что-то одно. Это явление называют бинокулярной конкуренцией, и с его помощью учёные изучают, что происходит в мозге, когда картинка «входит» в сознание.
Команда нейробиолога Дорис Цао из Калифорнийского университета в Беркли поставила такой опыт на макаках-резусах. Сначала обезьяне показывали одно лицо одним глазом, а через пару секунд другому глазу — второе. Люди в такой ситуации говорят, что видят только новое изображение, и исследователи исходят из того, что у обезьян так же.
Всё это время учёные записывали активность тысяч нейронов одновременно — в нижневисочной и префронтальной коре, которые участвуют в распознавании лиц. Заранее они выяснили, какой узор активности вызывает каждое лицо по отдельности.
Как только появлялось второе лицо, мозг начинал переключаться между двумя узорами 15 раз в секунду. Один соответствовал картинке, которую обезьяна осознавала, другой — подавленной: той, что была перед глазами, но прошла мимо сознания. И оба сигнала были одинаково сильными — по одной лишь нейронной активности учёные с высокой точностью восстанавливали оба изображения.
Почему это странно? Прежде «неосознанные» картинки оставляли в мозге лишь слабый след. А здесь полноценный сигнал мелькает, хотя восприятие, судя по опыту людей, остаётся стабильным.
Цао надеется, что, разделив два сигнала, можно будет изучать сам момент осознания. А вот зачем мозгу так упорно обрабатывать картинку, которую мы даже не замечаем, — пока загадка.
@vselennayaplus
«Учёные врут!»
Так часто пишут в комментариях.
На самом деле – учёные нередко ошибаются (и распространяют свои заблуждения).
Ошибались даже учёные с мировым именем: Дмитрий Менделеев, Альберт Эйнштейн, Стивен Хокинг и другие.
Но эти ошибки иногда помогали прийти к правильным теориям…
Великие ошибки науки и учёных обсуждают физик Алексей Семихатов, астроном Владимир Сурдин и астрофизик, автор канала «Улица Шкловского» Вячеслав Авдеев.
Поставьте под видео лайк (это помогает каналу) и смотрите:
https://www.youtube.com/watch?v=_DTTQwWx6rE
https://www.youtube.com/watch?v=_DTTQwWx6rE
https://www.youtube.com/watch?v=_DTTQwWx6rE
Папка для тех, кто выбирает знания
Если вам интересно, что нового происходит в науке, как развивается искусственный интеллект, что ученые узнают о космосе и какие исследования в медицине действительно заслуживают внимания, эта подборка для вас.
Мы с коллегами собрали в одной папке 11 каналов о науке и технологиях. Здесь и новости, и научпоп, и разборы исследований от людей, которые хорошо разбираются в своих темах.
📂 Кто внутри папки:
Вселенная Плюс – канал астронома Владимира Сурдина и физика Алексея Семихатова о научных открытиях и новых технологиях. Здесь публикуются материалы об исследованиях мозга, медицине, космосе, а также анонсы бесед ученых с экспертами из разных областей.
Глеб Соломин, Наука, Экономика – три канала автора научно-популярного подкаста с участием всемирно известных ученых. Среди гостей Глеба Соломина – Роберт Сапольски, Роман Ямпольский, Сабина Хоссенфельдер, Ави Леб и Сет Ллойд. На личном канале выходят анонсы интервью, научные новости и заметки автора. В «Науке» публикуются исследования и открытия, а в «Экономике» – новости бизнеса и мировых рынков.
Океан вокруг нас – канал океанолога Александра Осадчиева о Мировом океане и научных экспедициях. Здесь он показывает фотографии из поездок, рассказывает о жизни морей, океанских течениях, интересных находках и последних океанологических исследованиях.
Космос просто – канал о черных дырах, далеких галактиках, экзопланетах и современных космических миссиях. Здесь публикуются снимки космоса, новости астрономических открытий, исследования звезд и планет, а также материалы о работе телескопов и космических аппаратов.
Дмитрий Побединский – физик и популяризатор науки, который разбирает самые неожиданные вопросы об устройстве окружающего мира. Здесь он объясняет физические явления на понятных примерах, рассказывает о научных экспериментах и показывает, как законы физики работают в повседневной жизни.
Сергей Марков – исследователь искусственного интеллекта, который разбирает новые нейросети, AGI и разработки ведущих ИИ-лабораторий. Здесь публикуются новости и подробные объяснения исследований, обзоры возможностей современных моделей и материалы о развитии искусственного интеллекта.
Ольга Косникова – пищевой химик и популяризатор науки, которая разбирает мифы о продуктах, пищевых добавках и составе нашей еды. Здесь она объясняет, зачем производители используют консерванты, красители и усилители вкуса, какие вещества действительно могут навредить и почему не стоит верить всем страшилкам о пищевой химии.
Алексей Водовозов – врач и научный журналист, который проверяет популярные советы о здоровье и разбирает медицинские исследования. Здесь он рассказывает о лекарствах, токсикологии, современных методах лечения и объясняет, какие медицинские утверждения подтверждаются наукой, а какие нет.
Blog Kardiologa – канал врача-кардиолога Тамаза Гаглошвили о здоровье сердца, давлении, холестерине и профилактике инфарктов. Здесь он разбирает причины сердечно-сосудистых заболеваний, объясняет, как работают лекарства, и отвечает на вопросы о диагностике и лечении.
Яд, сваренный внутри опухоли
Японские исследователи из института RIKEN научились синтезировать противораковое вещество прямо внутри раковых клеток, а сырьём служит угарный газ, которого в некоторых опухолях необычно много.
Задумка такая: в отличие от химиотерапии, в организм вводят не готовое лекарство, а сравнительно безвредные компоненты, которые становятся ядовитыми только в больной клетке. Реакцию запускает CO. Его знают как ядовитый выхлоп, но организм и сам понемногу вырабатывает этот газ, а многие раковые клетки — заметно больше нормы. Эту химическую «примету» команда Кацунори Танаки и обратила против опухоли.
Систему проверили на клеточных линиях рака печени, шейки матки, молочной железы и лёгкого, а для сравнения — на нераковых клетках. Через 48 часов нужный продукт нашёлся во всех четырёх раковых линиях и не появился в нераковых. После доработки синтезированная молекула смогла свободно перемещаться по клетке, а реакция стала давать высокотоксичное соединение из тех, что используют в лекарствах от рака. В клетках рака печени такой вариант синтезировал яд изнутри и повредил их.
Проверили и обратный риск: не запустит ли реакцию угарный газ, который и так есть в крови. Анализы крови токсичного соединения не обнаружили. По версии авторов, CO там связан с гемоглобином и в реакцию не вступает.
Дальше — опыты на животных: предстоит понять, дойдёт ли катализатор до опухоли, хватит ли лекарства и не пострадают ли здоровые ткани. Если подход оправдается, у химиотерапии может появиться альтернатива.
Танака называет это терапевтическим синтезом прямо в организме: собственные молекулы тела, включая продукты болезни, служат сырьём для лекарства там, где оно нужно.
@vselennayaplus