Jan. 12th, 2014

donmigel_62: (кот - учёный)

Исчезновение Y-хромосомы отменили

Y-хромосоме исчезнуть, по-видимому, не суждено: она содержит действительно необходимые для мужского организма гены, которые были отобраны эволюцией и которые нельзя ни убрать, ни даже отредактировать.

У человека в геноме есть две половые хромосомы, Х и Y, и каждая из них должна иметь набор генов, одинаковых по функциям. Так оно когда-то и было, но со временем 90% генов, общих между X- и Y-хромосомами, у мужской хромосомы исчезли. Когда биологи обнаружили это, появилась гипотеза о том, что Y-хромосоме вообще суждено исчезнуть: не завтра и не послезавтра, конечно, но за 5 млн лет. По эволюционным меркам срок вполне небольшой.

Эта гипотеза неизменно пользуется повышенным вниманием, даже со стороны тех, кто биологией интересуется мало. Ну действительно, как же так, была Y-хромосома — и вдруг её нет! Всё-таки один из символов мужественности, или, если угодно, маскулинности. Причём часто эту гипотезу трактуют весьма вольно, злоупотребляя заголовками типа «Будущее без мужчин» и т. п. Но при этом не учитывается, что у некоторых грызунов Y-хромосомы вообще нет, а раздельнополость они тем не менее сохранили. Кроме того, не так давно выяснилось, что для мужской плодовитости вообще достаточно всего двух генов с Y-хромосомы. То есть даже если мужская хромосома исчезнет, она не обязательно утянет за собой и сам мужской пол.

За миллионы лет эволюции Y-хромосома оставила себе всё только самое лучшее. (Фото everything_i_do_i_do_it_for_49.)

Однако Расмус Нильсен (Rasmus Nielsen) из Калифорнийского университета в Беркли (США) и его коллеги пошли ещё дальше: они заявили, что никакого исчезновения Y-хромосомы вообще нет. Учёные сравнили мужские половые хромосомы у восьми европейцев и восьми африканцев, сопоставили изменчивость генов Y-хромосомы между собой, с другими хромосомами и с митохондриальной ДНК — и предложили собственную версию развития половых хромосом.


Примерно 200 млн лет назад, когда звери были на Земле ещё новичками, они имели в геноме предков XY-хромосом, которые мало чем отличались от других хромосомных пар. В каждом поколении Х и Y обменивались генами, и так продолжалось до тех пор, пока в Y-хромосоме не стали скапливаться «мужские» гены, которые мало что оказывались прописаны тут намертво, так ещё и притягивали за собой других. Эти гены, отвечающие за формирование семенников, сперматозоидов и проч., плохо вели себя в женском организме, так что в конце концов X и Y перестали ими обмениваться.

А это означало, что при появлении в мужской хромосоме дефекта его уже нельзя было исправить за счёт похожего гена в Х-хромосоме (у самих Х-хромосом эта возможность оставалась). Повреждённые куски со временем просто отваливались от Y-хромосомы. То есть в деградировавшей мужской хромосоме остались лишь универсальные здоровые варианты генов. В отличие от других, Y-хромосомы у разных людей намного более похожи друг на друга, даже если брать такие разновозрастные популяции, как африканцы и европейцы. По словам авторов работы, мужские хромосомы оказались больше похожи друг на друга, чем можно было бы ожидать.

Однако тут возможны две причины такого единообразия мужской хромосомы: либо её передавали в следующее поколение очень немногие мужчины, либо в размножении участвовали все, но саму хромосому «обтесал» естественный отбор. По первому варианту выходило, что размножаться должен был только один из четырёх мужчин на протяжении всей истории человечества, а это противоречит данным по вариациям во всех остальных хромосомах.

То есть Y-хромосома стала такой, какой она есть, в результате жёсткого естественного отбора, который вычищал все мутации вместе с их владельцами. Ни одна мутация тут уклониться от ока эволюции не могла: мужская половая хромосома оказалась лишена партнёра, гены которого смогли бы выполнить работу нефункциональных Y-генов.

Иными словами, авторы работы не отрицают, что когда-то деградация мужской хромосомы шла полным ходом. Но потом она остановилась — просто потому, что дошла до своего предела. И отсюда же следует, что Y-хромосома вовсе не так бесполезна, как об этом иногда говорят: являясь бесполезной, она не была бы столь единообразна у разных индивидуумов. Спрашивается, почему такие работы не проводились раньше, однако сами учёные говорят, что межпопуляционные исследования относительно Y-хромосомы только начинаются. Кроме того, такие исследования хорошо бы подкреплять сведениями по другим видам млекопитающих, однако, хотя на сегодня секвенированы геномы 36 видов, а полностью Y-хромосома прочитана только у трёх.

И вот ещё что. В позапрошлом году мы писали о том, что скорость исчезновения мужской хромосомы сильно преувеличена: за 25 млн лет она потеряла всего один ген. Возможно, это косвенным образом свидетельствует в пользу того, что её деградация просто-напросто давно остановилась или останавливается.

Результаты исследования опубликованы в PLoS Genetics.

Подготовлено по материалам Калифорнийского университета в Беркли. Изображение на заставке принадлежит Shutterstock.

donmigel_62: (кот - учёный)


Основатель Intel Гордон Мур будет финансировать учёных, занимающихся не сбором, а анализом данных



Фонд Gordon and Betty Moore Foundation, основанный Гордоном Муром, бывшим главой Intel и автором знаменитого закона Мура, объявил о намерении потратить более $20 млн на финансирование научных исследований в различных областях знаний. Главное требование к претендентам на гранты заключается в том, что они должны добиться результата при помощи обработки больших объёмов уже полученных ранее научных данных с применением современных методов анализа.

Гордон Мур и его жена Бетти Мур.

Гордон Мур и его жена Бетти Мур.

Фонд планирует выдать пятнадцать грантов, каждый из которых составляет около $1,5 млн ($200–300 тыс. в год). Предпочтение отдаётся междисциплинарным исследованиям, которые могут привести к значительным открытиям в результате использования для анализа данных алгоритмов машинного обучения, статистических методов и других приёмов, распространённых в сфере «больших данных».


«При подаче заявки необходимо убедительно обосновать важность исследования для развития естественных наук (биология, физика, астрономия и пр.) или методологий, которые открывают возможность такого развития (статистика, машинное обучение, масштабируемые алгоритмы и пр.), — объясняется на сайте фонда. — Заявки, обоснованно показывающие возможность совместить и то и другое, поощряются особо».

Средства, полученные по этой программе, запрещается использовать для приобретения дорогостоящего оборудования или финансирования экспериментов, направленных на получение новых данных. Судя по всему, Мур полагает, что потенциал уже собранных в прошлом научных сведений зачастую остаётся нераскрытым. Он не одинок: это мнение разделяют и другие эксперты. Вот что пишет об этом журнал IEEE Magazine:




«Первые признаки информационного потопа стали заметны более десяти лет назад, когда пионер сетевых технологий Джон Хопфилд заметил в интервью IEEE Magazine, что, по его впечатлению, учёные облегчают себе работу, когда занимаются лишь добычей данных и не пытаются выжать новые знания из той информации, которую они уже собрали ранее».



52802-wired1Предположение, согласно которому современные методы обработки данных способны принципиально повлиять на развитие науки, обсуждается уже не первый год. Около пяти лет назад эту идею популяризовал журнал Wired, вынеся на обложку звучный слоган «Конец науки». Впрочем, в статье, которую он был призван рекламировать, говорилось не столько о конце, сколько о трансформации науки, к которой ведут появившиеся в последние десятилетия методы обработки данных:




«Выступая на конференции O'Reilly Emerging Technology, Питер Норвиг, руководитель исследовательского направления в Google, предложил перефразировать изречение Джорджа Бокса: “Все модели неверны, но мы всё чаще можем обойтись без них”.

Мы живём в мире, где гигантские объёмы данных и прикладная математика способны заменить почти любой инструмент. Теории, объясняющие поведение людей, от лингвистических до социологических, — все они не нужны. Забудьте про таксономии, онтологию и психологию. Кто знает, почему люди делают то, что они делают? Суть в том, что они это делают, и мы можем проследить и измерить их действия с беспрецедентной точностью. Когда данных хватает, цифры начинают говорить сами за себя».



Многие истории успеха «больших данных» доказывают, что непонимание подоплёки найденных при анализе закономерностей и корреляций совершенно не мешает их использованию. Теперь Гордон Мур решил проверить, что выйдет, если применить этот подход к науке.

donmigel_62: (кот - учёный)


Сверхчеловеческие результаты: умные машины



Мне нравится, что при распознавании изображений появился термин «сверхчеловеческие результаты» (superhuman performance) — после многих лет разговоров, что компьютеры никогда-никогда (ладно, «в обозримой перспективе») не смогут превзойти человеческий мозг с его миллиардами нейронов. Моя любимая страничка по отслеживанию этих сверхчеловеческих результатов — Superhuman Visual Pattern Recognition. Это страница на вебсайте Jürgen Schmidhuber, чья команда выиграла с 2009 года девять международных соревнований по машинному обучению и распознаванию образов, показав первые в истории сверхчеловеческие (superhuman) результаты.

Увы, в большинстве соревнований компьютерных программ не проводится сравнения с достижениями людей. Но когда это сравнение производится, то, похоже, сегодняшнее состояние state-of-the-art — это ничья. Например, в последнем соревновании по распознаванию рукописных китайских иероглифов в августе 2013 года где программа Университета Варвика победила людей в номинации онлайн (всего там было шесть номинаций, из них только в двух номинациях были известны результаты людей — в этой паре одно соревнование люди выиграли у лучшей программы 96.13% : 94.77%, а в другой проиграли программе со счётом 95.19% : 97.39%).

newfacecopyrightistockphoto.comalwyn-cooper

Компьютеры будут переходить к сверхчеловеческим результатам постепенно, никто ничего не заметит, это будет не больно. Начали компьютеры с того, что смогли днём и ночью без устали умножать числа, и их полюбили бухгалтеры. Потом компьютеры объявили шахматы не вершиной интеллектуальной деятельности, а продолжением номеров чудо-счётчиков из цирка (скептикам, рассказывающим про Go: там тоже всё не стоит на месте. Просто Go мало кому интересно, что on June 5, 2013, computer program Zen defeated Takuto Ooomote with a 3 stone handicap. Takuto Ooomote is a 9 dan on the Tygem server. The 19×19 game used Japanese rules with a time setting of 60 minutes plus 30 seconds byoyomi).


В 2011 году выяснилось, что компьютеры распознают дорожные знаки не хуже людей — первые сверхчеловеческие результаты по распознаванию изображений. Тогда же IBM Watson победил чемпионов в Jeopardy! Примерно тогда же Continuator победил в Musical Turing Test, а его наследник научился подменять музыкантов в джем-сешн.

Сейчас из Google дозировано начала поступать информация, что компьютеры и автомобиль водят лучше, чем человек, и фуры разгружают лучше, чем человек (если к ним приделывают нужные датчики и моторчики. Гугль купил недавно компанию, специализирующуюся на создании робота-грузчика, я писал об этой компании).

И так далее, игнорируя всякие споры, что «компьютер ничего нового придумать не может», «человеческий мозг имеет огромный запас по мощности перед нынешними компьютерами» и прочие бла-бла-бла. Тут нужно напомнить, что инженерам не нужно, чтобы при создании их систем (а хоть и систем, достигающих сверхчеловеческие результаты — как по созданию «нового», так и распознаванию «старого») была разработана какая-то теория. Если бы к инженеру в 1700 году пришли и попросили построить мост, а он бы сказал, что не может — ибо сопромат будет в готовом к использованию в реальных проектах виде только лет через двести, такого бы инженера никто не понял. Для полётов на Луну или Марс не требовалось перед этим создавать теорию Луны или теорию Марса.

Взяли, и полетели. Со сверхчеловеческими результатами (superhuman performance) компьютерами та же история: никакой победы нокаутом, выигрыш по очкам, при полном игнорировании всяких научных доказательств неспособности машин выполнять человечью работу, а хоть работу и творческую. Особенно если учесть, что «творческость» практически нельзя определить. Чего люди не понимают, как делается, то и объявляется «творческим» да «интеллектуальным», как когда-то шахматы. А что понимают, так через некоторое время оно начинает жить в виде программки в смартфоне, гроссмейстерского уровня — и с этих пор становится «нетворческим» и «неинтеллектуальным».


Анатолий Левенчук

http://www.computerra.ru/91524/sverhchelovecheskie-rezultatyi/

donmigel_62: (кот - учёный)

Информацию от имплантатов можно получать не только без проводов, но и без антенн.

Диагностические микророботы уже сейчас могут быть размером чуть ли не с кровяные тельца, но что от этого толку, если они не смогут передать полученные данные без антенн приличных размеров? Впрочем, может статься, что антенны им и не понадобятся.

Кенджи Шиба (Kenji Shiba) из Токийского научного университета (Япония) вместе с группой коллег создал технологию беспроводной передачи информации из глубин человеческого тела без использования антенн.

Передающий электрод (часть устройства в руках исследователя), несмотря на миниатюрность, надёжно передавал информацию принимающему электроду на дне солевой ванночки, имитирующей условия внутри человеческого тела. (Фото Tokyo University of Science.)


Нельзя сказать, чтобы нынешние диагностические средства, сообщающие врачам информацию о состоянии внутренних органов пациентов, совсем не имели связи с внешним миром. Однако почти все беспроводные протоколы, использующие радиоволны, ограничены необходимостью иметь антенну — причём качество связи часто напрямую связано с размерами этой самой антенны. Но имплантируемые искусственные органы, а также, скажем, капсульные эндоскопы, призванные заменить сегодняшние громоздкие, доставляющие массу неудобств пациентам зонды, требуют миниатюрности, и необходимость в антенне часто вступает в противоречие с этим базисным требованием. Как же быть?

Предложенная технология передаёт слабый ток через ткани человеческого тела, оперируя двумя электродами: один расположен со стороны внедрённого в тело устройства, а второй — со стороны поверхности человеческого тела. Когда к электродам прикладывают разный вольтаж, напряжение между ними тоже меняется — и, фиксируя эти перемены для наружного электрода, врачи могут снимать показания с имплантированных органов или введённых в организм средств диагностики.

Любопытно, что в качестве передающего электрода используется уже имеющаяся часть имплантируемого устройства: это позволяет, не увеличивая его размеров, добиться надёжной связи без всяких дополнительных антенн.

В эксперименте, проведённом группой г-на Шибы, передающий электрод имел габариты 10×8 мм, а получающий (размещённый снаружи) — 20×20 мм. Конечно, учёные работали с симулятором человеческих тканей — и тем не менее результаты передачи данных оказались вполне убедительными. Передача велась на частоте порядка 600 кГц, что в принципе позволяет работать со значительными массивами информации.

Иногда получение жизненно важной информации от имплантированного устройства довольно затруднительно — ведь искусственные органы и так больше и тяжелее естественных. Где в них спрятать ещё и эффективные устройства связи! (Илл. Daily Mail.)

Выходное напряжение устройства равно 0,58 мВ, а плотность тока — 0,12 мА/см², что куда меньше предела, безопасного для человеческого организма и равного 0,60 мА/см². Потребление новинки тоже довольно низко — всего 9,4 мВт, то есть оно не создаст особой нагрузки на энергосистему имплантируемых устройств.

На следующем этапе учёные надеются совместить свою технологию с беспроводной подпиткой имплантируемых устройств, что позволит, во-первых, вовсе избавить их от батарей, а во-вторых — дополнительно уменьшить размеры имплантатов.

Впрочем, и текущая коммуникационная система планируется к доводке и коммерциализации в ближайшее время: совместные опыты с производителями медицинских устройств, представленных на рынке, намечены на 2014 год.

http://techon.nikkeibp.co.jp/english/NEWS_EN/20140109/326581/

donmigel_62: (кот - учёный)

Ученые ждут столкновения в центре нашей галактики

Астрономы Университета Мичигана могут стать первыми свидетелями редкого столкновения, которое, как ожидается, может произойти в центре нашей Галактики к весне.

С помощью космического телескопа Swift (Свифт) ученые ежедневно делают снимки загадочного газового облака, движущегося по спирали к сверхмассивной черной дыре в центре Млечного Пути.

Газовое облако, которое получило название G2, было открыто в 2011 году немецкими астрономами. Они ожидали, что оно столкнется с черной дырой еще в конце 2013 года. Этого не случилось, однако облако продолжает двигаться ближе и ближе. Теперь астрономы считают, что столкновение произойдет в течение ближайших месяцев.

Астрономам никогда ранее не доводилось видеть подобного, а уж тем более быть непосредственными наблюдателями.


Сверхмассивные черные дыры, по общепринятому мнению, обитают в центрах эллиптических и спиральных галактик. По сравнению с другими черными дырами, наша довольно тусклая, однако, ученые считают, что она принадлежит к довольно распространенной разновидности, которую трудно изучить именно из-за ее неяркого света.

Это столкновение даст ученым уникальную возможность изучить, как «питаются» тусклые сверхмассивные черные дыры, и, возможно, почему они не поглощают материю так же, как их более яркие сородичи в других галактиках. В то время, как сами черные дыры невидимы, - они не испускают свет, - вещество, падая в них, светится в рентген-лучах.

С 2006 года ученые, используя рентген-приборы Swift, наблюдают не только за черной дырой Млечного Пути, но и за некоторыми черными дырами меньшего размера, а так же нейтронными звездами.

Обсерватория Swift быстро проводит анализ изменений яркости рентген-лучей с течением времени, - неожиданное увеличение яркости будет сигналом того, что столкновение произошло. Так же обсерватория немедленно публикует снимки онлайн.

Астрономы не знают наверняка, насколько сильно может измениться яркость, так как до сих пор не уверены в том, что из себя представляет газовый объект G2. Если он полностью состоит из газа, тогда эта область будет светиться в рентген-диапазоне в течение нескольких лет, пока черная дыра будет медленно поглощать облако. Однако, если G2 является окутанной газом старой звездой, тогда черная дыра только поглотит облако, а звезда может проскользнуть мимо, благодаря тому, что ее плотности может быть достаточно для того, чтобы сопротивляться притяжению черной дыры.

Черные дыры играют ключевую роль в жизненном цикле галактик. Они поглощают вещество из окружения и выбрасывают его обратно. Все это оказывает влияние на эволюцию всей галактики, - то, как формируются звезды, как растет галактика, как она взаимодействует с другими галактиками. А то, как развиваются галактики, влияет на эволюцию целой Вселенной.
donmigel_62: (кот - учёный)

В поисках новых антибиотиков


Что такое антибиотики и почему с каждым годом их действенность ослабевает? Откуда берутся новые антибиотики? Науарат Чипман расскажет о том, куда приходится отправляться микробиологам в поисках лекарств...

donmigel_62: (кот - учёный)
"Эффект обзора"

Короткометражный фильм "Эффект обзора" посвящен феномену "эффекта обзора", о котором рассказывают пять астронавтов, испытавших его на себе. Фильм также содержит высказывания философов о роли этого явления в обществе, о его влиянии на наше отношение к природе.






donmigel_62: (кот - учёный)
Оригинал взят у [livejournal.com profile] stslit в Американские роботы собирают шведский стиль.

IKEA - современная и доступная мебель скандинавского дизайна. Конечно, мы снова и снова себе твердим, что мы на много умнее, чем упаковка деревяшек и крепежа, которые моглибы выступать в качестве заменителя валюты на другой планете. Но это не так! Мы не умнее разобранного ЛАКК, стола фирмы Икеа, поэтому нам нужны роботы.


Американские роботы собирают шведский стиль.

Read more... )

Profile

donmigel_62: (Default)
donmigel_62

March 2014

S M T W T F S
       1
2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15
16 17 1819202122
23242526272829
3031     

Style Credit

Expand Cut Tags

No cut tags