Впервые испытаны транзисторы на фосфорене

Впервые испытаны транзисторы на фосфорене

Двумя научными группами — из США и КНР — одновременно открыт фосфорен. По сути, тот же фосфор, только двумерный. Как и двумерный углерод по имени графен, он может оказаться чрезвычайно важным материалом для будущих поколений вычислительной техники.

Открытый десять лет назад графен, несмотря на несколько выдающихся качеств, несёт в себе и врождённые ограничения — такие, например, как отсутствие запрещённой зоны, обязательной для полупроводников.

Именно поэтому Пэйдэ «Питер» Е (Peide Ye) и его коллеги из Университета Пердью (США) попробовали выделить аналог графена из чёрного фосфора — многослойной структуры, про которую сам г-н Пэйдэ так и говорит: «Посмотрев на его свойства в Википедии, уже через полчаса я понял, что у него есть потенциал». Потенциал для того, чтобы стать сырьём для получения одноатомных пластин фосфора.

Структура у нового материала не плоская, поскольку каждый его слой представляет собой «гофрированную» пластинку из атомов фосфора. (Здесь и ниже иллюстрации Peide Ye.)

«Технология» получения фосфорена пока ничем не отличается от того, что было явлено г-ми Геймом и Новосёловым в первые дни графена: липкая лента и чёрный фосфор, от которого этой лентой отрываются всё более тонкие слои. Кустарщина, конечно, но для изучения базисных свойств большего и не нужно. Что же удалось выяснить?


Материаловеды создали простейший транзистор из фосфора и взглянули на его свойства как полупроводника. Оказалось, что он имеет вполне себе запрещённую зону, и это одно из его преимуществ перед графеном.

В теории материалы, сходные с графеном (тонкие одноатомные слои), с кремнием уже применялись, породив силицен. Хотя последний — полупроводник, тем не менее его особенности, в том числе врождённая тяга к самоуничтожению, исключают создание на его основе работающих транзисторов. Станен — столь же перспективный (как и графен) материал на основе олова — пока, к сожалению, трудно получить в виде пластин, отчего его свойства всё ещё известны больше по теоретическим симуляциям, нежели по натурным исследованиям. Похоже, фосфорен — пока единственный естественный двумерный полупроводник р-типа, который есть в загашнике у материаловедов.

И всё же говорить о тождественности топологии графена и фосфорена в том, что касается их полной двумерности, пока стоит с большой осторожностью. Фосфор имеет три ковалентные связи, а не четыре, как углерод, а потому его поверхность сильно «вспучена», будучи не такой плоской, как у графена. В то же время это придаёт ему дополнительные возможности, связанные с наличием запрещённой зоны. Поэтому на практике сильные стороны этого материала являются порождением его неполной двумерности. По итогам экспериментов, модулирование тока на стоке у опытного фосфоренового транзистора, размещённого на подложке из оксида кремния, на четыре порядка лучше, чем у графена, и максимальный уровень модуляции для фосфорена всё ещё не достигнут, подчёркивают учёные. Ограничением пока служит подложка из этого самого оксида кремния.

Из фосфорена уже созданы предельно простые транзисторы, причём успешно работающие.

Что у него с подвижностью электронов? Она зависит от толщины слоя фосфорена, которая на практике пока колеблется. Если у американской группы, возглавляемой Пэйдэ Е, для сравнительно толстого образца она составила примерно 286 см²/В•с , то у китайской, ведомой Юаньбо Чжаном (Yuanbo Zhang) из Фуданьского университета, для дырок она достигает 1 000 см²/В•с (для куска фосфорена толщиной 10 нм). В то же время в опытах с другой толщиной пластины подвижность может быть «примерно меньше или больше», хотя точные границы значений станут ясны лишь после дополнительных исследований.

Особо подчёркивается, что с помощью двумерных полупроводников р-типа, представленных фосфореном, можно получить «напарников» для двумерных полупроводников n-типа, вроде дисульфида молибдена. И американская группа уже создала CIMOS-инвертор, где фосфорен функционирует в PMOS-, а дисульфид молибдена — в NMOS-структурах.

Как считают учёные, работоспособность такого сочетания означает, что сразу после создания технологий массового производства материалов на основе фосфорена он может быть использован в электронике современного типа, значительно улучшая её характеристики без необходимости в применении транзисторов нетривиальных схем, как это имеет место с графеном.

Препринты рассмотренных работ доступны здесь и тут.

Подготовлено по материалам NewScientist и других источников.

Александр Березин

Центробанки должны чаще подбрасывать монетку

Центробанки должны чаще подбрасывать монетку

Всякий знает, как определить приближающийся кризис: ад наступит вскоре после того, как mutatis mutandis, чистильщики обуви, начнут спрашивать у банкиров и финансистов, в какие акции лучше всего инвестировать.

...И это конец рынка: прибывающие на него неофиты наслышаны о фантастической прибыли, которую можно «срубить», если купить акции компании X, так как в прошлом году/месяце они взлетели на Y%. И что-нибудь они непременно «срубят» — если не прибыль, то хотя бы сук, на котором сидят.

Проблема с ними лишь в том, что, хотя многие брокеры рассматривают наплыв таких граждан как источник «профита» (мол, они слабо соображают, на уровне вкладчиков МММ, поэтому можно задорого продавать им бумаги перед коррекцией), реально никакого «профита» не будет: если таких «овец» много, они уронят любой рынок, и не погорят на этом лишь те, кто вовремя его покинет. То есть в лучшем случае считанные проценты.

А может, стоит закопать свои пять золотых на другом поле? Подкину-ка я монетку... (Илл. Shutterstock.)

Когда часть стада лиц, склонных к массовидному поведению, устремляется покупать, кругом начинают покупать и все остальные — просто потому, что все так делают. Всё как в известном фильме Гая Ричи. «Я вижу, что кто-то вкладывает, я полагаю, что, может быть, он знает об этом больше, чем я», — обнажает глубины мыслительных процессов леммингов-убийц Алессандро Плучино (Alessandro Pluchino) из Катанийского университета (Италия).


Г-н Плучино задумался: а можно ли как-то победить эту эпидемию торжества инстинкта «Делай как все, ибо большинство не ошибается»? Нет, забудьте дурацкие идеи о распространении в массах исторических примеров о том, что большинство, напротив, не может не ошибаться: это, как показывает всё тот же исторический опыт, на массах не срабатывает. Есть более эффективный путь.

Чтобы остановить эпидемию «Не включай мозг, покупай, будь как все», надо лишь... периодически подбрасывать монетку. Алессандро Плучино построил с товарищами модель из 1 600 условных трейдеров, играющих на повышении или понижении на S&P 500 («барометр американской экономики»), беря за основу исторические данные торгов по таким бумагам. Как и в реальной жизни, трейдеры принимали решения об инвестициях, исходя из имеющихся данных по бумагам, их истории, а также из покупок окружающих: на следующем ходу, увидев, как покупают или продают окружающие, они корректировали свои действия, внося стандартное оживление рядового зомби-брокера в мерное развитие моделируемых событий.

Понятно, что такое моделируемое поведение на самом деле не требует от условных трейдеров ни малейших проявлений интеллекта: его может продемонстрировать даже простенькая программа. И, как и в реальной жизни, через некоторое время случилось ожидаемое — цепная реакция игры на повышение по определённым бумагам, ведущая к надуванию пузыря, а затем и к паническому сбрасыванию сначала «пузырных» бумаг, а потом и вообще всех. И это загнало рынок в сильнейшую недооценку («крах фондового рынка»).

Тогда в модель внедрили «игроков», которые плевали на общепринятую информацию о будущем тех или иных бумаг и не обращали внимания на то, покупала или продавала окрестная публика. Опять же, получая ту или иную информацию о бумагах, они не передавали её дальше по цепочке. Покупки и продажи они делали на так называемой случайной основе (конкретные механизмы генерации случайных чисел исследователи не освещают), и 50% всех их действий составляли покупки, а прочее — продажи.

И, что характерно, по мере роста числа этих «рэндомных буратин», буратины настоящие, то есть деревянно-мозговые трейдеры «Я делаю как все», ведущие себя подобно реальному большинству игроков фондового рынка, переставали убивать его, надувая и сдувая пузыри. Происходило это потому, что часть «живых» игроков непроизвольно копировала поведение «засланных» (рэндомных), из-за чего опасная обратная связь «ажиотажный спрос — ажиотажный сброс» затухала, исключая сильную раскачку курса.

Отсюда г-н Плучино делает вывод о том, что такие игроки как воздух нужны настоящим рынкам, быть может, не только фондовым (вспомните хотя бы рынок нефти в 2000–2008 годах). Но где найти желающих стать «рэндомными буратинами»? Да, в долгосрочном плане они теряют не больше буратин настоящих, но поскольку в реальной жизни каждый буратино думает, что уж его-то закопанные пять золотых обязательно прорастут и заколосятся, то переубедить их в ошибочности стратегии «делай как все» просто невозможно. Люди, живущие на фондовых рынках, полагают, что принимают решения при помощи разума. И как бы они ни ошибались в этом, переубедить их нельзя: это примерно так же глупо, как агитировать игромана отказаться от рулетки.

Вывод учёного: оптимальными «рэндомными буратинами» будут центробанки. Намеренно принимая случайные решения о покупке или продаже тех или иных бумаг, они будут терять не больше среднестатистических участников рынка, а в целом ряде случаев — и значительно меньше, что позволит финансовым результатам их случайных действий оставаться нейтральными, в среднем — безубыточными. Более того, распределение богатства среди стандартных брокеров-буратин при моделировании описывалось распределением Парето (80% денег — у 20% участников), в то время как для рэндомных было экспоненциальным. Иными словами, для стандартного игрока риск потерь относительно вероятности выигрыша значительно выше, чем для тех, кто полагается лишь на волю случая. При этом даже сравнительно малое количество «рэндомников» сведёт к минимуму колебания на рынке, резко повысив финансовую стабильность общества в целом.

Энди Холдейн (Andy Haldane), исполнительный директор по финансовой стабильности Банка Англии, замечает, что это «интересная модель», однако долгосрочные инвесторы, такие как пенсионные фонды и страховые компании, уже играют роль рэндомных игроков. А это значит, что ЦБ не надо ступать на эту нетипичную для них дорожку. А если припечёт, они могут выступить в совсем уж крайних обстоятельствах, играя роль «предохранителей» (circuit breakers). Интересно, что на биржевом сленге то же слово значит и «политику предупреждения неожиданного», и «чрезмерное движения акций на бирже», включающее временную приостановку торговли, установление пределов изменения цен в течение дня и прочую административно-командную «мягкую дрессуру». И вообще, «многие фондовые рынки уже имеют у себя набор таких черт», уверен финансовый регулятор.

Ну да, заметит читатель, г-н Холдейн сам-то верит, что пенсионные фонды или страховые компании покупают и продают акции, пользуясь генератором случайных чисел для принятия решений? Смысл же слов Алессандро Плучино как раз в том, чтобы внедрить на бирже не такого массового игрока, что полагает себя умным, но является безмозглым по сути (нынешнее большинство биржевиков), а таких, которые изначально позиционировали бы себя как безмозглых и поэтому руководствовались бы только случаем, полностью исключая сознательное вмешательство в процесс. Какие рынки в сегодняшнем мире имеют у себя «подобные черты»? И почему работа этих черт была не очень заметна в последней волне мирового финансового кризиса?..

Легко видеть, что «многие фондовые рынки уже имеют у себя набор таких черт». Ну или по крайней мере Энди Холдейн так думает.

И тем не менее мы не стали бы строго судить г-на Холдейна. Идеология представителей Банка Англии общеизвестна, «либерально-монетарна», и прочая, и прочая. Поэтому для них идея о том, что центробанк должен систематически делать в экономике вообще хоть что-то, кроме поддержания монетарной стабильности, является ожидаемо сомнительной — примерно как отрицание идеи непорочности девы Марии для средневекового схоласта. Просить их оценить выводы из работы группы г-на Плучино — всё равно что консультироваться у патриарха Русской православной церкви по поводу наивыгоднейшей стратегии использования презервативов.

Так что при всей интересности исследования Алессандро Плучино нет ни малейших сомнений, что этот потенциально эффективный метод успокоения биржевых колебаний и кризисов останется абсолютно невостребованным как сегодня, так и в обозримом будущем.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Physical Review E.

Подготовлено по материалам NewScientist. Изображение на заставке принадлежит Shutterstock.

Александр Березин

Муравьиная колония обживает МКС

Муравьиная колония обживает МКС

Среди научных экспериментов, которые космический грузовик Cygnus доставил на Международную Космическую Станцию 12 января, была колония из 600 муравьев вида Tetramorium caespitum, или дерновый муравей. Насекомые прибыли на МКС в контейнере, готовые к началу эксперимента, который выяснит, как влияют на коллективное поведение муравьев условия невесомости.

Сейчас эксперимент, который называется Ant Forage Habitat Facility (туннельная жилище-лаборатория для муравьев) установлен на борту лаборатории Destiny (Дестини) МКС, и астронавты могут изучать поведение колонии в условиях недостаточной гравитации. За поведением следят камеры, которые в режиме реального времени передают данные студентам в США.

Возможности применения результатов этого эксперимента очень широки. Колонии муравьев на Земле согласованно действуют без «центрального руководства», вместо этого полагаясь на отдельных муравьев для распределенного сбора информации. Согласно описанию эксперимента МКС, поведение муравьиных колоний все чаще используется для координации роботизированных систем и решения других сложных проблем на Земле. Поэтому, понимая, как муравьи адаптируются и переносят невесомость, можно будет построить улучшенные алгоритмы для скоплений роботов.

Многие могут подумать: ведь колония может сбежать, размножиться и захватить космическую станцию? Ученые предусмотрели такую возможность: для участия в эксперименте отбирались только стерильные рабочие муравьи.

Ученые сообщили о старте нового космического проекта "Нанокосмос".

Ученые сообщили о старте нового космического проекта "Нанокосмос".

Группа европейских астрономов начала амбициозный и дорогой новый проект. В течение шести лет будут построены три лаборатории космического моделирования, две в Испании и одна во Франции.

Три новые махины по пять метров в длину, работающие с водородом, углеродом, азотом, кислородом, кремнием, титаном, железом и другими металлами при температуре 1500 градусов C (2732 F), дадут ученым возможность создать в лабораторных условиях и изучить умирающие звезды.

Это не первый раз, когда астрономы создают "звездный материал", чтобы разгадать астрономические тайны. Астрономы уже пытаются создать белых карликов в пустыне на Земле. Лаборатория Z - самый большой генератор по созданию звездного материала в мире. Она разработана, чтобы проверить материалы в условиях чрезвычайной температуры и давления.

Теперь, пора изучить красных гигантов!

В проекте под названием Nanocosmos примет участие 40 инженеров и астрономов во всем мире, а также телескоп ALMA в Чили и различные радио-телескопы во всем мире.

Впервые, в ходе проекта Нанокосмос будет построена специальная лаборатория, в которой можно будет создать межзвездные зерна пыли, подражающие физическим и химическим условиям внешних слоев умирающих звезд - красных гигантов.

Звезды преобразовывают водород в гелий, чтобы произвести свет и другую радиацию.

Стоимость проекта составляет 15 миллионов евро.

Ученые надеются, что проект Nanocosmos окажет значительное влияние на область астрофизики, нанонаук, химии.

Инфекционное воспаление портит память

Инфекционное воспаление портит память

Реакция, вызванная инфекцией, влияет на метаболизм глюкозы в мозге, что может негативно сказаться на выполнении последним некоторых высших психических функций.

Известно, что болезнь Альцгеймера может возникать из-за воспаления, поэтому не будет преувеличением сказать, что оно ухудшает память. Однако, как выяснил Нил Харрисон (Neil A. Harrison) из Медицинской школы Брайтона и Сассекса (Великобритания), воспаление может ухудшить память и без болезни Альцгеймера — просто вмешавшись в метаболизм глюкозы в мозговом центре памяти.

Нил Харрисон и его коллеги вводили нескольким добровольцам сыворотку против брюшного тифа, чтобы спровоцировать у иммунной системы воспалительную реакцию, и одновременно следили с помощью позитронно-эмиссионной томографии за поглощением глюкозы мозгом. Одновременно участники эксперимента должны были выполнить серию виртуальных тестов на пространственную память.

Знаете ли вы, что вашу память может ухудшить даже обычный грипп? (Фото Darren Robb.)

В итоговой статье, появившейся в журнале Biological Psychiatry, авторы работы сообщают, что воспаление сопровождалось ослаблением глюкозного обмена в срединной височной доле коры, которая считается одним из центров памяти. При этом человек выполнял тест на пространственную память хуже, чем тот, которому вводили не вакцину, а солевой раствор, и у которого не было никакого воспаления.

Из этого исследователи сделали вывод о том, что ослабление памяти и воспаление в данном случае связаны, и связаны они через метаболизм глюкозы.

Вообще говоря, о такой связи говорит множество клинических данных: врачи давно заметили, что сильные инфекции ухудшают память и вообще когнитивные функции, особенно у пожилых. Не обязательно, чтобы инфекция касалась непосредственно мозга, это может быть банальный грипп, однако воспаление даёт о себе знать в самых органах, и в мозге его метаболические последствия как раз могут влиять на высшие психические функции. У людей помоложе такие нарушения могут быстро исчезнуть, а вот тех, кто старше, инфекция вместе с воспалением может запустить какую-нибудь деменцию.

Авторы работы надеются узнать побольше о связи воспаления с возрастными когнитивно-психическими расстройствами, а заодно понять, можно ли, поддерживая иммунитет в спокойном состоянии, задержать развитие таких заболеваний.

Подготовлено по материалам Medical Xpress. Фото на заставке принадлежит Shutterstock.

Кирилл Стасевич

Зрительную активность человеческого мозга распределили во времени

Зрительную активность человеческого мозга распределили во времени

Новый алгоритм обработки данных позволил связать воедино пространственные и временны́е характеристики нейронной активности в нашем мозге.

Стоит открыть глаза, как в наш мозг устремляется целый поток информации, которая распределяется по разным мозговым отделам, отвечающим за анализ визуальных данных. Выяснением того, как мозг «видит», нейробиологи занимаются давно, и сейчас можно с большой точностью определить, где и когда в мозге происходит зрительный анализ. Однако до сих пор «где» и «когда» можно было наблюдать только по отдельности, то есть мы в точности могли сказать, либо как меняется активность мозга за какой-то временной промежуток, либо какие нейронные блоки активируются для анализа зрительной информации. Увидеть же сам поток этой информации через мозг в реальном времени и с высоким разрешением до сих пор не представлялось возможным.

Например, с помощью фМРТ можно определить, какие зоны мозга отвечают за тот или иной процесс, но фМРТ — технология слишком медленная, которая не может увидеть миллисекундные изменения в активности. Магнитоэнцефалография (МЭГ), напротив, может быстро ловить мельчайшие изменения в активности нейронов, но не позволяет точно указать, откуда идёт сигнал.

Изменение активности зрительных центров человека во времени; первыми, через 60 мс, отзываются нейроны первичной зрительной коры (слева). (Иллюстрация авторов работы.)

Исследователи из Массачусетского технологического института (США) именно это и сделали: Од Олива (Aude Oliva) и его коллеги нашли способ объединить данные фМРТ и МЭГ. Они исходили из очевидного предположения о том, что сходные зрительные объекты — например, два человеческих портрета — будут генерировать похожую активность как в фМРТ, так и в МЭГ. Такой подход применялся при изучении мозга обезьян, но с людьми такого ещё не делали.

В исследовании участвовали 16 человек, которым показывали набор из 92 изображений, где были и лица людей, и животные, и рукотворные объекты, и прочее. Каждая картинка демонстрировалась полсекунды. Каждый испытуемый по два раза проходил через фМРТ и через МЭГ. В журнале Nature Neuroscience авторы описывают пространственно-временную последовательность событий в мозге при обработке зрительной информации, которую им в итоге удалось восстановить. Через 50 миллисекунд после того, как человек увидел объект, информация приходит в первичную зрительную кору (V1), где распознаются основные признаки формы — вроде того, круглый объект или вытянутый. Затем информация перетекает в нижневисочную область коры, которая активируется 120 мс спустя, и в пределах 160 мс с момента старта объекту присваивается категория: человек ли это, животное, растение или ещё что-то.


Куда в первую очередь попадает зрительная информация и где происходит её категоризация, исследователи знали давно, но как это всё происходит во времени и как долго длится каждый этап — здесь обычно полагались лишь на догадки и косвенные свидетельства. С другой стороны, вряд ли нужно подробно объяснять, сколь важна такого рода информация для понимания работы мозга, вплоть до высших нервных функций. Такие данные можно было бы получить с помощью хирургических, инвазивных методов — например, когда в нейрон вводятся электроды, позволяющие точно определить время его активации. Однако с человеком такой эксперимент не поставишь (за исключением тех редких случаев, когда исследователи участвуют в какой-нибудь плановой операции на мозге у больного эпилепсией).

Как уверяют авторы работы, точность их метода (точнее, алгоритма, связывающего данные от двух методов) оказалась вполне сравнима с инвазивными способами, применявшимися на обезьянах, хотя, конечно, неинвазивная технология не столь исчерпывающа. Тем не менее исследователи полагают, что их способ наблюдения за человеческим мозгом ждёт большое будущее: как мы уже сказали, с его помощью можно оценивать не только переработку сенсорных данных, но и пространственно-временные параметры высших когнитивных процессов.

Подготовлено по материалам MIT News. Изображение на заставке принадлежит Shutterstock.

Кирилл Стасевич

Память о раннем детстве исчезает в семь лет

Память о раннем детстве исчезает в семь лет

То, что происходило с нами в раннем детстве, мы хорошо помним до семи лет, а после этого бóльшая часть воспоминаний оказывается утерянной. Что, возможно, связано с неспособностью детского мозга должным образом кодировать усиливающиеся потоки информации.

Хотя есть индивиды, которые помнят себя во всех подробностях едва ли не с младенчества, большинство из нас, повзрослев, ранее детство забывают. Самые глубокие воспоминания обрываются на третьем году жизни — это известно давно и подтверждено многими психологическими исследованиями. Зигмунд Фрейд, например, назвал это инфантильной (детской) амнезией, и объяснял он её тем, что в этот период у человека проявляются какие-то влечения, которые несовместимы с культурными установками общества. Эти влечение изгоняются из сознания, но время от времени прорываются, провоцируя неврозы и т. д. и т. п. (За подробностями отправляем читателя к трудам основателя психоанализа и его критикам.)

Но затем учёные обратили внимание на то, что вовсе не любые детские воспоминания стираются подчистую, ведь, в конце концов, для овладения речью нужна память, и какое-то чувственное восприятие внешнего мира тоже остаётся с человеком. Было решено, что для более сложных форм памяти, которые предполагают осмысление себя и своего отношения к миру, своей автобиографии, просто нет достаточно изощрённого нейронного аппарата, поэтому-то сложные воспоминания и не задерживаются в голове.

Бóльшую часть детских воспоминаний мы теряем между 7 и 8 годами. (Фото Shutterstock.)

Однако большинство таких работ проводились со взрослыми людьми, коих спрашивали о том, что и с какого возраста они помнят. Но не логичней ли проследить динамику памяти у самих детей? Да, это предполагает длительное многолетнее исследование, но это могло бы стать более продуктивным, чем попытки восстановить изменения памяти с помощью взрослых, у которых этой памяти давно нет.

Вот исследователи из Эморийского университета (США) и решили поработать с детьми. В эксперименте Патрисии Бауэр (Patricia Bauer) и Марины Ларкиной участвовали 83 ребёнка, за которыми наблюдали с трёх до девяти лет. Родители должны были расспросить своих чад о событиях, которые с ними произошли несколько месяцев назад: к примеру, детям надо было вспомнить посещение зоопарка или празднование дня рождения. Сам вопрос звучал как бы невзначай, непринуждённо, и ребёнок мог или вспомнить, что тогда было, или перевести разговор на какой-то другой эпизод из прошлого — скажем, с зоопарка на день рождения. И всё же целью учёных и родителей было как можно подробнее выяснить, что и как помнили дети.

Всё это происходило, когда испытуемым было три года, а потом, спустя несколько лет, исследователи снова возвращались и просили детей вспомнить, о чём шла речь тогда, когда им было по три года. При этом, что важно, всех детей разбили на несколько групп, к каждой из которых возвращались лишь однажды, то есть одних расспрашивали в пятилетнем возрасте, других — в шестилетнем, и т. д.

В журнале Memory авторы пишут, что заметный провал в памяти наступал между семью и восемью годами. Пяти–семилетние дети помнили от 63 до 72% «данных», а вот восьми–девятилетние — только 35% того, что происходило с ними в три года. При этом была выявлена любопытная особенность: в раннем возрасте (5–6 лет) ребёнок помнил больше событий, но их детальность и последовательность он помнил не очень хорошо. По мере взросления сами события забывались, но те, которые оставались в памяти, обретали подробности. Авторы работы объясняют это тем, что более прочные воспоминания вступают во взаимодействие с улучшающимися речевыми способностями, а потому структура первых чётче проявляется.

Как бы то ни было, исследователи полагают, что им удалось точнее определить время инфантильной амнезии. Объясняют они её опять же незрелостью детского мозга, у которого просто пока нет ресурсов, чтобы удерживать вместе разные куски автобиографической памяти, понимать их взаимосвязь, последовательность и отношение к событиям из внешнего мира (например, к смене времён года), добавлять к прошлым воспоминаниям свежие, только что поступившие. Учёные сравнивают детский мозг с крупноячеистым ситом, сквозь которое проваливается довольно много информации. По мере взросления отверстия в решете уменьшаются — и мозг теперь может закодировать и заархивировать больше данных.

Объяснение это, как видим, не оперирует вытесненными непотребными влечениями, что должно, наверное, порадовать тех, кто не любит классический психоанализ. С другой стороны, эту психологическую гипотезу, при всей её правдоподобности, хорошо бы подтвердить целенаправленными нейробиологическими исследованиями у детей, которые смогли бы наглядно связать динамику памяти с динамикой развития мозга.

Подготовлено по материалам Эморийского университета. Изображение на заставке принадлежит Shutterstock.

Кирилл Стасевич

Google купила DeepMind за 500 миллионов долларов

Об искусственном интеллекте: Google купила DeepMind за 500 миллионов долларов

Google покупает лондонскую компанию, которая занимается разработкой искусственного интеллекта — DeepMind. Источники называют сумму сделки в более чем 500 миллионов долларов. Покупка официально подтверждена представителями в Google.

Что Google даст это приобретение? Во-первых, позволит ей конкурировать с другими крупными технологическими компаниями, благодаря фокусу на глубоком обучении. К примеру, Facebook недавно наняла профессора Янна ЛеКанна, который возглавит ее собственную разработку искусственного интеллекта. Суперкомпьютер Watson от IBM в настоящий момент сосредоточен именно на глубоком обучении, а Yahoo недавно приобрела стартап по анализу фотографий LookFlow, то есть тоже продвигается в этом вопросе.

DeepMind был основан нейробиологом Демисом Хассабисом, бывшим шахматным вундеркиндом, разработчиком Skype и Kazaa Яаном Таллином и исследователем Шейн Легг.

Этот шаг Google позволит команде техногиганта заполнить собственное поле экспертов в сфере искусственного интеллекта, и, как сообщают источники, приобретение лично курировалось CEO Google Ларри Пейджем. Если все три основателя будут работать на Google, они присоединятся к изобретателю, предпринимателю, автору и футурологу Рэю Курцвейлу, который в 2012 году стал техническим директором подразделения Google, занимающегося машинным обучением и обработкой языка.

Курцвейл заявлял, что хочет построить настолько совершенную поисковую систему, что она сможет стать настоящим «кибернетическим другом».

После приобретения Nest в начале этого месяца критики выразили озабоченность на тему того, сколько пользовательских данных будет отправляться в Google. Покупка Boston Dynamics в прошлом месяце также привела к дебатам на тему того, что Google планирует стать производителем роботов.

Тем не менее Google хорошо подготовилась к тому, чтобы развеять наши опасения о последних своих приобретениях. Источники говорят, что Google приняла решение учредить совет по этике, который будет контролировать развитие искусственного интеллекта в рамках DeepMind.

Однако компании придется прояснить, что именно делает искусственный интеллект DeepMind. На сайте компании в настоящее время висит целевая страница с относительно расплывчатым описанием, в котором сказано, что DeepMind — это «компания, которая находится на передовой», и занимается строительством алгоритмов будущего для симуляций, электронной коммерции и игр. По состоянию на декабрь в стартапе работает 75 сотрудников.

Основными спонсорами стартапа являются Founders Fund и Horizons Ventures. DeepMind был основан три года назад.

В 2012 году профессор института Карнеги-Меллона Ларри Вассерман написал, что «стартап собирается создать систему, которая думает. Я решил, что это чистое безумие, пока не узнал, сколько известных миллиардеров вложилось в компанию»

Как формируется память в мозге (видео)

Как формируется память в мозге

Опубликовано уникальное видео, показывающее процесс формирования памяти в мозге. Наблюдение за работой мозга велось с помощью молекул, светящихся флуоресцентным светом. Ученые отмечают, что эксперимент поможет лучше понять принцип работы мозга.

Исследователи из Медицинского колледжа имени Альберта Эйнштейна Университета Ешива (Albert Einstein College of Medicine of Yeshiva University) описывают свою работу как «проявление невиданного ранее технологического мастерства в экспериментах над животными». В ходе исследования ученые наблюдали за движением молекул, получивших флуоресцентные метки. Это позволило в режиме реального времени проследить процессы запоминания информации в клетках мозга.

Проведение подобного рода экспериментов затрудняется высокой чувствительностью нейронов к любым сторонним вмешательствам. Американские ученые не стали предпринимать рискованные действия и отказались от введения в организм подопытной мыши искусственных генов, которые могли нарушить работу нейронов и поставить под сомнение все сделанные выводы.

В эксперименте, описанном в двух статьях для журнала Science, ученые стимулировали нейроны гиппокампа, где зарождаются и хранятся воспоминания. Затем они наблюдали процесс формирования флуоресцентных молекул мРНК бета-актина в ядрах нейронов и их путешествие по ветвящимся отросткам нервной клетки.

Как выяснилось, нейроны используют комплексную стратегию управления белками, ответственными за формирование памяти. Так, деятельность молекул мРНК регулируется малоизученным процессом «маскировки» и «демаскировки», что позволяет белку бета-актин синтезироваться в определенных количествах в нужное время и в нужном месте.

Ученые продолжают совершенствовать технологии визуализации нейронов. Поскольку гиппокамп находится глубоко в мозге, в дальнейшем исследователи надеются разработать флуоресцентные белки, излучающие инфракрасный свет, способный проходить через ткань.

Более подробно статью можно прочитать здесь - http://www.einstein.yu.edu/news/releases/968/watching-molecules-morph-into-memories/

Robert Singer, Ph.D.

Новая эпигенетическая модификация помогает клеткам оставаться стволовыми

Новая эпигенетическая модификация помогает клеткам оставаться стволовыми

Чтобы поддержать стволовые гены в активном состоянии, клетки используют цитруллиновую модификацию гистонов, из-за которой эти белки вынуждены уйти с ДНК и открыть нужные гены для транскрипции.

Стволовые клетки отличаются от обычных набором активных генов. Гены специализации у них молчат, зато активны те, что поддерживают клетки в постоянном делении. И наоборот: у специализированных клеток «стволовые» гены должны помалкивать. Но при этом у стволовых клеток гены дифференцировки обязаны быть всегда под рукой, чтобы по первому же сигналу начать превращать клетку в специализированную.

Как держать одни гены активными, а другие — нет? Надо по-разному упаковывать их с белками гистонами. Известно, что ДНК в ядре находится в комплексе с гистонами, образуя хроматин, и от степени конденсации хроматина зависит доступность генов на том или ином участке ДНК: если хроматин сильно конденсирован и если ДНК плотно упакована, то молекулярные машины для синтеза РНК до неё просто не доберутся.

Человеческие плюрипотентные стволовые клетки (фото Dennis Kunkel Microsopy, Inc.).

Поэтому, возвращаясь к стволовым и специализированным клеткам, можно сказать, что они различаются распределением плотно и неплотно упакованной ДНК. На плотность упаковки влияют модификации гистонов: эти белки подвергаются метилированию, ацетилированию, убиквитинилированию и т. д., после чего иначе ведут себя с ДНК.

Международной команде исследователей из Каролинского института (Швеция), Кембриджа (Великобритания) и других научных центров удалось найти ещё одну модификацию гистонов — с помощью аминокислоты цитруллина. В белках он появляется в результате превращения аминокислоты аргинина, и об этой реакции известно давно; считается, что цитруллинизация белков может вести к разным болезням, от аутоиммунных до нейродегенеративных. Цитруллин находили и в гистонах и даже предполагали, что он как-то связан с регуляцией транскрипции, однако до поры до времени это оставалось гипотезой.

И вот сейчас наконец-то удалось точно установить, зачем нужен цитруллин в гистонах. Оказывается, как пишут исследователи в Nature, цитруллиновая модификация гистонов помогает плюрипотентным стволовым клеткам поддерживать в себе способность делиться и превращаться в разные типы клеток. Цитруллин уменьшает положительный заряд на гистонах, из-за чего им приходится покинуть отрицательно заряженную ДНК. В результате в клетке остаются активными именно те гены, которые удерживают её в стволовом состоянии.

Можно было ожидать, что цитруллин имеет отношение к эпигенетическим модификациям, то есть что он не просто так сидит в гистонах, а влияет на активность генов. Однако особая важность полученных результатов в том, что эта модификация воздействует на функционал не просто каких-нибудь генов, а именно тех, что поддерживают клетку в стволовом виде. В общем, не исключено, что эти данные в скором времени будут использованы в практических целях, для получения и поддержания устойчивых линий «всемогущих» стволовых клеток.

Подготовлено по материалам Каролинского института. Изображение на заставке принадлежит Shutterstock.

Кирилл Стасевич

Джеймс Рэнди - правда об экстрасенсах, магах и прочих паранормальных жуликах

Джеймс Рэнди - правда об экстрасенсах, магах и прочих паранормальных жуликах (видео)

Образовательный Фонд Джеймса Рэнди (JREF) — частный образовательный фонд, созданный Джеймсом Рэнди. Зарегистрирован в США. Занимается исследованиями и научной проверкой фактов, представляемых различными лицами и организациями в качестве так называемых «паранормальных явлений».

История

Фонд был создан в 1996 году бывшим иллюзионистом Джеймсом Рэнди, известным в США скептиком, многие годы занимавшимся разоблачением разного рода мистификаций, связанных с мистикой, чудесами, сверхъестественными явлениями, экстрасенсорными способностями, НЛО и тому подобным.

Деятельность фонда связана с пропагандой скептицизма и научных принципов познания как основы мировоззрения. Фонд поддерживает образовательные программы, направленные на формирование научного мировоззрения, издаёт литературу и различные материалы по данной тематике, оказывает помощь в создании соответствующих учебных программ.

Фонд ежегодно выплачивает премии общим размером в нескольких тысяч долларов США американским студентам за лучшие работы, демонстрирующие научный потенциал автора и приложение критического подхода к выбранному им (ею) научному направлению.

Премия в миллион долларов

Но наиболее фонд Джеймса Рэнди известен тем, что официально гарантирует премию любому, кто сможет продемонстрировать паранормальные способности в условиях корректно поставленного эксперимента. Первоначально предлагалась премия в 1000 долларов, позже — в 10 000 (из личных средств Рэнди), а с 2002 года благодаря пожертвованию некоего частного лица фонд поднял размер премии до миллиона долларов.

The JREF will pay US$1,000,000 (One Million US Dollars) («The Prize») to any person who demonstrates any psychic, supernatural, or paranormal ability under satisfactory observation. Such demonstration must take place under the rules and limitations described in this document.

(JREF выплатит премию в сумме USD $1,000,000 (один миллион долларов США) любому лицу, которое продемонстрирует какие-либо экстрасенсорные, сверхъестественные или паранормальные способности в условиях корректного эксперимента. Такая демонстрация должна быть проведена в рамках правил и ограничений, описанных в этом документе.)

— Официальное заявление о премии, русский перевод официальным не является

До сих пор ни один претендент не смог добиться получения этой премии, хотя желающих было довольно много — заявки на тестирование подают около 50 человек в год. Одним из первых опытов тестирования была проверка группы людей, объявлявших себя лозоходцами и утверждавших, что могут находить под землёй воду. Для тестирования лозоходцев был разработан метод, описанный ниже в данной статье. Тестирование по данной схеме ни один претендент не прошёл.

Известен по меньшей мере один кандидат на премию из России — это Наташа Лулова (на момент тестирования — десять лет, родом из России, последние несколько лет проживает в США с родителями), которая под руководством некоего Марка Комиссарова (также выходец из России, по образованию — инженер-химик) пыталась продемонстрировать способность различать цвета и читать слова без помощи зрения. Тестирование было провалено, одновременно была найдена разгадка «феномена» — девочка, благодаря особенностям строения лица, просто могла подглядывать через недостаточно плотно прилегающую повязку.

Неоднократные попытки Рэнди привлечь к тестированию широко известных «экстрасенсов» и «магов» успехом не увенчались. От его предложений отказался, в частности, израильский экстрасенс Ури Геллер, прославившийся умением гнуть ложки взглядом и останавливать и запускать часы на расстоянии, французский гомеопат Жак Бенвенист, спиритуалист из Аризоны Гэри Шварц, демонстрировавший в телешоу общение с умершими. Уклонилась от тестирования экстрасенс Сильвия Браун, заявившая с телеэкрана, что легко сможет получить премию фонда Рэнди.

Примерно с 2007 года подавать заявку на тестирование могут только люди, имеющие публикации о своих способностях в СМИ, либо имеющие документы, подтверждающие их способности, выданные официальными академическими организациями.
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%BE%D0%BD%D0%B4_%D0%94%D0%B6%D0%B5%D0%B9%D0%BC%D1%81%D0%B0_%D0%A0%D1%8D%D0%BD%D0%B4%D0%B8

Джеймс Рэнди: Нельзя доказать отсутствие

Джеймс Рэнди: Нельзя доказать отсутствие

Предложен способ практичной квантовой телепортации энергии

Предложен способ практичной квантовой телепортации энергии

Японские физики провели расчёты, которые доказывают, что посредством квантовой телепортации можно передавать энергию на большие расстояния.

Квантовая телепортация, несмотря на название, не подразумевает мгновенного переноса на расстояние, ибо она обязательно требует классического (не сверхсветового) канала связи. Тем не менее квантовое состояние при этом передаётся, и концепция трансляции энергии таким образом появилась отнюдь не сегодня, однако расчёты показывали, что возможность такой передачи должна быстро убывать с дистанцией. Следовательно, если отправка состояний атомов реализована для расстояний свыше 100 км, то с энергией, которую теория Масахиро Хотты (Masahiro Hotta) от 2008 года всё же позволяет телепортировать, так не получалось.

Сжатые вакуумные состояния между Алисой и Бобом позволят наконец-то реализовать квантовую телепортацию энергии на разумные расстояния. (Иллюстрация iStockphoto / agsandrew.)

Впрочем, стоп. Состояния атомов — это прекрасно, но как с их помощью можно передать энергию? Г-н Хотта весьма изобретателен, и в его схеме Алиса (частица А) по классическому каналу связи передаёт Бобу (частице Б) информацию о том, что ему нужно извлечь энергию из вакуума (на которой основан экспериментально подтверждённый эффект Казимира).

Идея Масахиро Хотты заключается в том, что поскольку близлежащие точки в квантовом вакууме являются квантово запутанными, а Алиса и Боб близки друг к другу, то Алиса способна измерить «своё» локальное поле и использовать результаты этих вычислений, чтобы получить информацию о локальном поле Боба. Если затем эта информация будет послана Бобу по классическому каналу связи, он сможет использовать её для разработки стратегии извлечения энергии из своего локального поля. При этом энергия, которую он добудет из вакуума, всегда будет меньше той, которую Алиса потратила на проведение первоначальных измерений. То есть термодинамика остаётся в своём праве, а Алиса может «телепортировать» энергию Бобу в форме данных, которые затем позволят ему извлекать энергию из вакуума.


Однако степень квантовой запутанности между локальными полями Боба и Алисы быстро снижается с ростом дистанции между ними. Боб может восстановить энергию, потраченную Алисой, обратно пропорционально шестой степени расстояния между ними, то есть телепортация энергии на сколько-нибудь значительное расстояние потребует затрат, сопоставимых с общепланетной генерацией электричества за год.

Теперь г-н Хотта и его коллеги по Университету Тохоку (Япония), кажется, нашли обходной путь решения этой проблемы. Они предлагают использовать сжатые вакуумные состояния. Последние идентичны нормальным квантовым состояниям, кроме одной маленькой детали: энергетическая плотность области непосредственно между Алисой и Бобом много выше, чем во всех остальных регионах. В итоге квантовое запутывание там можно поддерживать на значительно большем расстоянии, чем в нормальной ситуации.

Сам собой возникает вопрос: как столь сжатые состояния можно создать в лаборатории для больших дистанций? Авторы считают, что здесь пригодится квантовый эффект Холла, возникающий в тонких пластинах полупроводников (желательно одноатомных, типа фосфорена), на которые воздействуют сильным магнитным полем. Тогда электроны в них текут беспрепятственно в одном направлении вдоль края такого двумерного полупроводникового листа, что позволяет получить канал квантовой корреляции, где имеет место квантовая запутанность; в общем, со сжатым состоянием вакуума вроде бы всё ясно. Г-н Хотта и его сотрудники как раз работают над экспериментальной реализацией этой схемы.

Но учёный подчёркивает, что для нашего биологического вида его опыты будут пионерскими. Ранее в истории Вселенной, когда она подверглась быстрому расширению почти сразу после Большого взрыва (инфляции), должны были возникать сжатые вакуумные состояния, сопровождающиеся квантовой телепортацией, предположительно, значимых количеств энергии.

Иллюстрация Physicsworld.Com.

Может показаться, что работа Масахиро Хотты, хотя и важна для теоретической квантовой механики, не слишком полезна для практической реализации новой электроники. Да, для создания квантовых состояний придётся тратить энергию, а потому пока не очень ясно, насколько практична (и энергозатратна) будет квантовая телепортация энергии в квантовых компьютерах. Но до того как такая телепортация станет явью в эксперименте, судить об этом весьма затруднительно, а потому отметать с порога практический потенциал такого вида передачи энергии сейчас не стоит.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Physical Review A, а его препринт доступен здесь.

Подготовлено по материалам Physicsworld.Com.

Александр Березин

Гигантская «голограмма» премьер-министра Турции выступила перед его сторонниками

Гигантская «голограмма» премьер-министра Турции выступила перед его сторонниками (видео)

Пару лет назад в шоу-бизнесе было модно выпускать на сцену «голограммы» (в кавычках потому, что к реальной голографии эти изображения имеют мало отношения) звёзд эстрады, которые уже не могут сделать это лично. Но теперь ту же технологию использовал премьер-министр Турции Тайип Эрдоган, чтобы выступить перед сторонниками Партии справедливости и развития в виде гигантского аватара.

Эрдоган — не первый политик, который использует «голограммы» во время своих выступлений. Индиец Нарендра Моди, набирающий популярность на родине, транслировал 26 собственных голограмм в толпу сторонников во время избирательной кампании в 2012 году.

Наверное, самым популярным стало появление усопшего рэпера Тупака Шакура в 2012 году на фестивале Coachella. Его «голограмма» выступила совместно со Снуп Доггом.

И конечно нельзя забыть кавайную Хатцуна Мику.