Европейский космический телескоп Gaia сделал первый "пристрелочный" снимок

Европейский космический телескоп Gaia сделал первый "пристрелочный" снимок

6 февраля 2014 года новый космический телескоп Европейского космического агентства Gaia передал на Землю первый сделанный им снимок. На этом снимке видна часть звездного скопления NGC1818 в одном из регионов Большого Магелланова Облака, карликовой галактики, являющейся спутником нашей галактики, галактики Млечного Пути. Данный снимок был сделан телескопом в ходе процедуры по первоначальной настройке и калибровке оборудования телескопа, и, как это ни парадоксально, снимок хоть и является первым снимком, сделанным телескопом, он может стать одним из его последних снимков поскольку основной способ эксплуатации телескопа не предусматривает передачи на Землю полных изображений.


Напомним нашим читателям, что телескоп Gaia отправился в космос 19 декабря 2013 года. Через некоторое время он достиг расчетной точки, находящейся в районе точки Лагранжа L2 системы Солнце-Земля, на удалении 1.5 миллиона километров от Земли. Как только все процедуры предварительной подготовки будут завершены, телескоп приступит к его нормальной работе, передавая на Землю огромные массивы собранных данных. Как уже говорилось выше, в этих данных не будет полных снимков участков звездного неба. Вместо этого телескоп будет передавать маленькие изображения каждой из обнаруженных звезд, снабженные некоторой дополнительной информацией.

Цель миссии Gaia заключается в создании самой подробной и точной картой Млечного Пути. Телескоп произведет точные измерения характеристик, положения и траектории движений каждой из миллиарда звезд нашей галактики. При этом, количество звезд, которые попадут в фокус телескопа, составит всего один процент от общего количества звезд в галактике, которое составляет около 100 миллиардов. Просматривая постоянно космическое пространство, телескоп Gaia за пять лет сосредоточит свое внимание на каждой из миллиарда звезд в среднем 70 раз. Это позволит определить точное местоположение каждой звезды и траекторию ее движения. Помимо этого будут произведены измерения ключевых характеристик каждой звезды, такие, как ее яркость, температура и химический состав поверхности.

Для того, чтобы выполнить поставленную перед ним задачу, телескоп Gaia будет медленно вращаться, охватывая полем зрения двух телескопов различные участки космоса. Свет, фокусируемый этими телескопами, будет падать на датчик его цифровой камеры, самой большой на сегодняшний день камеры, которая когда либо была запущена в космос и которая имеет разрешающую способность в миллиард пикселей. Для выполнения этой сложной работы оба телескопа должны быть четко синхронизированы и сфокусированы, кроме этого, все остальное оборудование и инструменты должны быть откалиброваны с максимально возможной точностью. Выполнение этой кропотливой процедуры займет несколько месяцев и только по ее окончанию телескоп приступит к выполнению своей основной пятилетней миссии.

Первый и самый главный проход по всему миллиарду звезд телескоп проведет за первые шесть месяцев, оставшееся время телескоп будет использовать для повторных наблюдений за звездами, что позволит выяснить их траектории движения, что впоследствии будет использоваться для построения модели нашей галактики. Все собранные за пять лет данные будут обработаны и полный каталог, созданный при помощи телескопа Gaia, станет доступен спустя три года после завершения его миссии. Конечно, научная группа миссии будет делать и промежуточные выпуски данных, а данные, касающиеся быстротекущих процессов, таких как взрывы сверхновых звезд, будут публиковаться спустя несколько часов после их обнаружения.

В конечном счете, архив собранных данных будет занимать более миллиона гигабайт, что эквивалентно приблизительно 200 тысячам DVD-дисков. А сбором, обработкой и каталогизацией собираемых данных занимается Консорциум обработки и анализа данных Gaia (Gaia Data Processing and Analysis Consortium), членами которого являются более 400 человек из различных научных учреждений Европы.

Каюты круизного лайнера оснастят виртуальными окнами

Каюты круизного лайнера оснастят виртуальными окнами

Крупнейшая туристическая компания Royal Caribbean International, обладающая действительно шикарным круизным флотом, представила новый лайнер. Помимо полетов в аэротрубе, современного крытого спортивно-развлекательного комплекса с аттракционом «бамперные машинки» и огромного роллердрома (полный список достижений можно посмотреть на сайте), компания гордится тем, что это первый лайнер, где окна и балконы будут во всех каютах. Правда, некоторые окна — виртуальные.

373 из 2 090 кают лайнера «Quantum of the Seas» — внутренние, то есть не имеющие окон. Royal Caribbean International решила эту проблему установкой в таких каютах системы Virtual Balcony — 82-дюймовго экрана высокой четкости, который в режиме реального времени отображает вид за бортом судна. За трансляцию отвечают наружные камеры.

Экран-окно можно будет включать-выключать по желанию. Реалистичность такого окна даже потребовала отображения виртуальных перил, чтобы обеспечить чувство безопасности. Представитель Royal Caribbean International заявил: «Теперь не обязательно иметь окно, чтобы увидеть закат».

От себя хочется добавить, что, несмотря на чёткость картинки и виртуальные перила, человеческому мозгу все равно будет сложно воспринимать такое окно за настоящее: при хождении по комнате «угол обзора» у происходящего за окном не будет меняться. А вот если скрестить это окно с технологией, описанной в «промзоне» несколько лет назад, может получится действительно интересный «иллюминатор».
Николай Маслухин

Учёные перепрограммировали клетки кожи в клетки поджелудочной железы, вырабатывающие инсулин

Учёные перепрограммировали клетки кожи в клетки поджелудочной железы, вырабатывающие инсулин

Ке Ли — PhD Глэдстоунского института.

Ведущие специалисты до сих пор не могут создать эффективное лечение сахарного диабета 1-го типа. Не потому, что они не знают, что нужно делать. Просто, инструменты, с помощью которых можно сделать то, что нужно, пока не созданы. Учёные из Глэдстоунского института решают проблему сахарного диабета, используя потенциал регенеративной медицины. Они разработали методику, которая позволяет восстановить функции, повреждённые болезнью.


Сахарный диабет 1-го типа — заболевание, которое проявляется в детстве, возникает в результате деструкции бета-клеток — клеток поджелудочной железы, в норме продуцирующих гормон под названием инсулин. При отсутствии инсулина органы испытывают трудности при поглощении сахаров, в частности глюкозы, из крови. В настоящее время болезнь контролируют, проводя регулярный мониторинг глюкозы и используя инъекции инсулина. Более оптимальным решением является замена повреждённых бета-клеток. Но где их взять? Авторы проведённого исследования решали данную проблему, используя технологии перепрограммирования клеток.

«Сила регенеративной медицины заключается в том, что она может предоставить неограниченный источник функционально активных бета-клеток, продуцирующих инсулин, которые могут быть внедрены в организм пациента. Однако предыдущие попытки получить бета-клетки в большом количестве, а так же разработать приемлемую систему доставки оказались неуспешными» — говорит доктор Шень Динь (Sheng Ding, сотрудник Калифорнийского университета).

Одной из основных трудностей, которая мешает получению большого количества бета-клеток, является ограниченная регенеративная способность самих бета-клеток. Как только они становятся зрелыми, возможность получения новых клеток существенно падает. Поэтому учёные решили вернуться на один шаг назад в жизненном цикле бета-клеток.

Для начала они получили из организма мыши клетки кожи — фибробласты. Затем специалисты обрабатывали их специальным раствором, содержащим специфические молекулы, получая таким образом энтодермоподобные клетки. Клетки энтодермы — это клетки, которые обнаруживаются у эмбриона на ранних стадиях его развития. Они, развиваясь, дают основные органы организма, включая поджелудочную железу.

«Используя другой специальный раствор, мы преобразовывали энтодермоподобные клетки в клетки, имитирующие незрелые клетки поджелудочной железы, которые мы назвали PPLC’s. Нашей первоначальной целью было выяснить, сможем ли мы превратить PPLC’s в зрелые клетки, которые, как бета-клетки, отвечают на корректные химические сигналы и, что более важно, вырабатывают инсулин. Наши начальные эксперименты, проведённые в чашках Петри, показали, что мы можем получить искомое» — утоняет Ке Ли (Ke Li, PhD из Глэдстоунского института).

После авторы исследования решили проверить, можно ли добиться эффекта, увиденного в чашке Петри, в организме животных. Они вживили PPLC’s в организм мыши, у которой выявлялась гипергликемия — ключевой индикатор сахарного диабета.

По словам доктора Ли, всего через одну неделю после трансплантации клеток уровень содержания глюкозы в организме животного стал постепенно снижаться, придя к нормальному значению. Когда учёные удалили пересаженные клетки из организма подопытного животного, произошло резкое увеличение содержания глюкозы.

Когда учёные проверили состояние здоровья мыши, которой за 8 недель до проверки пересадили PPLC’s, то оказалось, что пересаженные клетки породили полностью функциональные, секретирующие инсулин бета-клетки.

По словам учёных, полученные результаты не только проливают свет на роль ряда веществ в перепрограммировании клеток, но так же могут быть использованы в будущем для борьбы с сахарным диабетом.

Более подробное описание результатов проведённого исследования можно найти на страницах журнала Cell Stem Cell.

Внутри загадочного «совета по этике» Google

Внутри загадочного «совета по этике» Google

На прошлой неделе мир технологий загудел, когда Google объявила о трате почти полумиллиарда долларов на компанию DeepMind, британского разработчика искусственного интеллекта. Представляем вам размышления западных экспертов Forbes о том, какие последствия может вызвать дальнейшее развитие событий.

Связана ли сделка Google со взрывом покупок семи компаний по производству роботов в декабре, включая Boston Dynamics, «компании, которая тесно связана с армией США»? Готовит ли Google армию роботов с искусственным интеллектом? Хочет ли Google создать что-то типа Skynet? Или это просто слухи, возникающие в условиях информационного вакуума? Ведь сделка может просто улучшить функциональность поисковой системы.

Вся эта неопределенность вызывает нервный вопрос: что же это такое DeepMind, покупка которой провоцирует Google на создание совета по этике? Это профилактическая мера или необходимость, чтобы спасти человечество? Каким бы ни был ответ, мы не будем кормить вас сплетнями. Но этическая сторона вопроса крайне интересна.

Справедливым будет предположение, что умные люди в DeepMind хорошо подумали об искусственном интеллекте и его последствиях. Искусственный интеллект — очень мощная технология, которая в значительной степени незаметна среднестатистическому человеку. Уже сейчас искусственный интеллект управляет самолетами, фондовыми рынками, ищет информацию, наблюдает за людьми и многое другое. Это важные приложения, которые не помогают, но имеют огромное влияние на общество и этику.

Разработчики искусственного интеллекта находятся под давлением. Точно так же, как владелец пистолета несет огромную ответственность, DeppMind проявляет здравую ответственность за создание мощной технологии. Но поскольку DeepMind ищет независимого арбитра по этике, остаются на виду или прячутся в тени важные вопросы, о которых забывать не стоит.

1. Этика — это не только правовая ответственность

Первая проблема заключается в ограничениях этики правовой ответственностью.

Мы не знаем, кто будет приглашен в совет по этике, но мы знаем, что «главный сотрудник по вопросам этики» будет популярной вакансией в течение более десяти лет. На эту позицию будут приглашаться юристы, ориентированные на вопросы соблюдения законов или предупреждения их нарушений. Google показывает прекрасный пример со своей компанией по этике и соблюдению законов, которая работает «с внешними консультантами по этике, чтобы соблюдать соответствующие политические законы и связанные с этим нормы».

Этот особый акцент может привести к прекрасным результатам, например, к уменьшению потребительского риска и повышению общественной безопасности. Но давайте не будем обманываться: этот акцент продиктован корыстной целью минимизировать корпоративную ответственность. Это серая зона для развивающихся технологий, поскольку они пока не ограничены никакими законами и нормами. Так же как глупо тыкать палкой в осиное гнездо, компания боится попасть невзначай не туда, куда нужно, поэтому заранее предостерегает себя от будущих проблем и судебных разбирательств.

Оказывается, существует не так много законов, которые непосредственно регулируют исследования искусственного интеллекта, хотя обычные законы о неприкосновенности частной жизни и ответственности за качество продукции остаются в силе. Требование создания совета по этике DeepMind может говорить о том, что компания заинтересована не только в том, чтобы избежать правовых разбирательств.

В таком случае, будем надеяться, что ключевые участники мероприятия ценят этику в полном объеме. Этика не только диктует правила того, что нужно и не нужно делать. Особенно в сфере технологий. Закон зачастую не определяет сферу действия новых технологий, что может вызвать конфликты на социальной или политической почве.

Совет по этике технологий, по этой причине, может быть бесценной канарейкой в шахте, то есть разведывать взрывоопасные развивающиеся технологии и предлагать законы, их регулирующие. Совет по этике может предложить направление, которое полностью позволит избежать этих проблем. Или же вызвать всех на открытое обсуждение, чтобы прояснить и обезвредить токсичные вопросы и оценить общественную реакцию.

2. Внутренние и внешние консультанты: за и против

Второй вопрос относится к ограниченности внутреннего совета по этике.

С одной стороны, у внутреннего совета по этике есть особое положение. В определенной степени он будет сильнее влиять на корпорацию, нежели внешний консультант. У него может быть доступ к конфиденциальной информации и он может обеспечить что угодно по требованию руководства. Таким образом, даже если Google будет консультироваться с внешними специалистами по этике, реальная ценность в создании внутреннего совета также есть.

Внутренние комитеты стали опорой в медицине за последние 30 лет. Эти комитеты состоят не только из юристов, но и врачей, медсестер, специалистов по биоэтике, теологии и философии. Этот подход куда лучше, чем просто принятие спорных решений, вроде эвтаназии и ампутации конечностей.

Внутренние советы по этике, состоящие не только из юристов, сосредоточенных на выполнении законов, менее распространены в других сферах, хотя тенденция есть. Помимо сделки Google-DeepMind, недавно и BMW отметила, что было бы мудро иметь внутренний комитет по этике, который поможет развитию автоматизации самоуправляемых автомобилей.

С другой стороны, у внешних советов есть уникальные преимущества. Они могут быть гораздо более независимыми, чем внутренние консультанты, которые будут бояться обидеть руководство и которые менее способны принимать удар на себя. Проще говоря, внешние консультанты не боятся потерять свое рабочее место.

Это разделение может привести к более объективному суду и позволит видеть как отдельные элементы, так и общую картину.

Советы по этике также могут быть заинтересованы в качественной работе из-за общественной поддержки. Голландский философ Питер Пауль Вербеек, например, президент Общества по философии технологий, получит грант в 1,5 миллиона евро от голландской организации по научным исследованиям, чтобы изучить влияние Google Glass на людей.

3. Третейский суд

Третий вопрос будет связан с этическими дымовыми завесами.

В новостях пишут, что DeepMind «настаивала» на совете по этике, словно говоря о том, что Google была против идеи. Такой вариант поднимает вопрос о том, как долго будет поддерживаться соглашение и насколько серьезно Google относится к этой идее. Возможно, компания просто согласилась на создание совета, чтобы успокоить DeepMind?

Всем знакомо это беспокойство, когда организация учиняет комитет по этике только для того, чтобы показать, как она заботится о последствиях. Мы уже слышали о таком в сфере военного вооружения. Однако опыт показывает, что эти организации действительно беспокоятся об этике, а вдобавок и дорожат корпоративной репутацией, как мы отмечали выше. Stuxnet, например, обратила пристальное внимание на академические статьи об этике кибероружия. Даже если это мотивировано личным интересом, тенденция крайне позитивная.

И хотя мы хотим избежать слухов, они, тем не менее, могут быть показательными. В отсутствие официальных заявлений слухи неизбежно заполняют пустоту. Ходит слух, что Google серьезно планирует создать совет по этике, поскольку получит приз на конкурсе Robotics Challenge, проводимом DARPA, в котором сейчас лидирует, что гарантирует не только денежный приз, но и международное признание. Вне зависимости от того, считает ли Google военный рынок неприбыльным или не хочет принимать участие в развитии военных технологий, многие антивоенные кампании вздохнут с облегчением.

Вернемся к DeepMind. Если этот совет по этике искусственного интеллекта не более чем шоу, Google упустит возможность воплотить свою популярную философию «не будь злом». Без совета по этике или других аналогичных специалистов будет трудно определить настоящее зло.

На кону не только душа Google — на кону будущее нашего мира. Будем надеяться, что технологические лидеры не будут сбрасывать бремя ответственности за нас.

Станция Конкордия: наука на краю света

Станция Конкордия: наука на краю света

Исследовательская станция «Конкордия», совместное предприятие французского Полярного геофизического института и итальянской национальной программы исследования Антарктиды (PNRA), без всяких сомнений является одним из самых удаленных от человеческой цивилизации и одним из самых негостеприимных мест, куда добраться даже сложнее, чем слетать на Международную космическую станцию. Европейское космическое агентство, пользуясь уникальным расположением станции и уникальными условиями окружающей ее среды, использует «Конкордию» для проведения масштабного исследования по вопросам возможных последствий длительного пребывания человека в условиях долгих космических полетов. Предлагаем ознакомиться с тем, в каких условиях здесь живут и работают люди и чем конкретно они занимаются.

«Конкордия» расположена в одном из самых удаленных и экстремальных мест на нашей планете — Антарктиде, — где температура окружающей среды нередко опускается до -80 градусов по Цельсию. Благодаря своему расположению, здесь совершенно безумная суточная световая активность: летом Солнце никогда не садится ниже горизонта, а зимой команде станции приходится жить практически в полной темноте, потому что многие месяцы в году Солнце вообще не встает из-за горизонта. Станция находится примерно в 3200 метрах над уровнем моря, где воздух сильнее разряжен и содержит намного меньше кислорода. Здесь люди постоянно пребывают в состоянии гипоксии (нехватки кислорода). Все эти факторы создают окружающую среду, которую очень сложно назвать идеальной для проведения научных исследований, ведь даже для того, чтобы просто выйти из жилого помещения, человеку нужно надевать в несколько слоев плотную, не пропускающую холод зимнюю одежду.

Вокруг станции установлены наблюдательные платформы

Разумеется, проблемы и вопросы технического обслуживания и обеспечения людей продовольственными припасами в столь жестких условиях жизни являются предельно критическими. Доставка небольших грузов и продуктов питания в том числе может осуществляться сюда самолетом Twin-Otter (здесь имеется своя собственная посадочная площадка), в свою очередь крупногабаритные грузы доставить можно только наземным способом с большой земли, ближайшая база на которой находится почти в 1200 километрах от станции. На преодоление такого расстояния уходит около 12 дней, и то только в том случае, если позволяет погода.

Шесть месяцев в году люди здесь в буквальном смысле живут в полном мраке

Помимо противостояния жесточайшему арктическому климату, команда станции проводит время за выполнением серии различных научных экспериментов. Исследовательское оборудование расположено вокруг двух башен станции и включает установку сейсмической активности, которая углублена на 15 метров под поверхность и позволяет ученым вести наблюдение за арктическим льдом. Эта сейсмологическая установка является частью общей глобальной системы подобных устройств по всему миру и предоставляет человеку важную информацию, помогающую лучше понять то, как ведет себя земное ядро. Кроме того, на станции проводятся исследования магнитного поля нашей планеты. Благодаря тому, что «Конкордия» расположена вблизи одного из полюсов Земли, ученые могут следить за воздействием поля в его практически горизонтальной точке.

Станция состоит из «комплекса шума» (кухня, обеденный зал, игровая комната, спортивный зал, морозильная камера, кинотеатр и рабочие помещения) и «комплекса тишины» (здесь находятся лаборатории, спальные места, ванные комнаты и медицинский отсек)

Ввиду чрезвычайно экстремальных условий здесь не могут существовать даже большинство обычных бактерий, но именно такие условия интересуют Европейское космическое агентство, так как по части сложности жизни в них в теории они могут быть аналогичны условиям жизни в рамках проведения сверхдолгих космических перелетов.

Добраться сюда не легче, чем полететь на другую планету

«Конкордия» находится от цивилизации даже дальше, чем находится от цивилизации МКС. В случае с последней, ближайшая станция снабжения расположена в 600 километрах (орбитальная высота самой МКС при этом составляет 322 километра) от МКС. Но в отличие от космической станции, к которой можно добраться в любое время года, к «Конкордии» можно добраться по воздуху или земле исключительно в рамках шестимесячного окна. В остальное время до станции не доедет, не доплывет и не долетит ни одно техническое средство. Все это фактически заставляет ее команду полагаться исключительно на свои силы, даже в рамках чрезвычайных ситуаций. Здесь, как и в случае с МКС, до начала пути к «Конкордии» команда должна пройти многомесячную специальную подготовку.

В начале этого года на станцию прибыл спонсируемый ЕКА врач Адреанос Големис. В ближайший год он будет заниматься наблюдением за командой исследователей: как люди могут справляться со стрессовыми ситуациями и изоляцией, то есть теми состояниями, с которыми определенно столкнутся будущие космические исследователи.

Зимой 2012 года ЕКА провела эксперимент, направленный на осознание того, чего стоит ожидать от долгих космических перелетов. Исследователи работали над созданием специального режима тренировок для тех, кто будет работать в условиях замкнутого пространства (например на МКС). Задачей эксперимента был поиск наиболее подходящих решений для возникающих в условиях длительного пребывания в такой среде проблем, вроде изменения в настроении людей, изменения уровня когнитивного здоровья, а также общих изменений физических показателей здоровья в жестких условиях пребывания в столь экстремальной для жизни среде.

Полярная ночь на «Конкордии»

Даже наблюдение за тем, как человеческий организм реагирует на изменение среды с низким процентом содержащегося в ней кислорода очень важно для будущих миссий на другие планеты. Ведь если плотность кислорода в космическом корабле будет ниже, в нем также будет и ниже показатель внутреннего атмосферного давления, а значит такой корабль будет легче разработать и собрать.

Северное сияние глазами «Конкордии»

В скором времени станцию «Конкордия» ожидает смена персонала. В течение всего 2014 года новые исследователи продолжат заниматься изучением и расширением границ наших знаний о тех опасностях, что могут ожидать нас при длительных космических путешествиях в будущем. Один из новых экспериментов на этот счет предполагает проверку физического состояния организма во время чрезвычайно долгого пребывания в условиях невесомости. Симуляция этого состояния будет проводиться путем долгого пребывания человека в лежачем положении, когда его голова будет находиться под нижним углом по отношению к горизонту.

С огромным количеством предложений и разработок, которые уже ведутся в отношении будущих пилотируемых миссий на другие планеты, объем работ на «Конкордии» будет постоянно пропорционально увеличиваться.

Полезен ли мозгу никотин?

Полезен ли мозгу никотин? Не курение, а именно никотин?

Самый печально известный алкалоид может оказаться самым эффективным усилителем когнитивной функции.

Американский популяризатор науки Дэн Хёрли опубликовал книгу «Как стать умнее» (Smarter: The New Science of Building Brain Power), в которой, помимо прочего, рассказал о потенциальной пользе никотина.
Да, никотина.

Г-н Хёрли утверждает, что прочитал множество научных статей, повествующих о полезности никотина для когнитивной функции. Да-да, многочисленные исследования людей и животных показали, по его словам, что никотин (ни в коем случае не табак!) хорош для лечения и профилактики множества неврологических расстройств, в том числе болезни Паркинсона, умеренных когнитивных нарушений, СДВГ, синдрома Туретта и шизофрении. Плюс он уже давно коррелирует с потерей веса. Побочные эффекты незначительны.

При этом, как ни странно, никотин не помогает бросить курить. В январе 2012 шестилетнее исследование 787 взрослых, которые попытались отказаться от вредной привычки, показало, что у тех, кто прибегал к заместительной терапии в виде пластыря, жевательной резинки, ингалятора или назального спрея, была та же самая частота рецидивов, что и у тех, кто не пользовался этими средствами. Заядлые курильщики, решившие бросить без консультации с врачом, вдвое чаще начинали курить снова, если помогали себе перечисленными продуктами.

Курить по-прежнему вредно и некрасиво, не обольщайтесь. (Фото bielgrimalt.)

«Курить вредно, я это прекрасно понимаю, — говорит Марика Кик, директор программы нейродегенеративных заболеваний некоммерческого научно-исследовательского института SRI International (США). — Мой отец умер от рака лёгких». Тем не менее г-жа Кик, несмотря на скептицизм и открытую враждебность со стороны многих коллег-нейробиологов, опубликовала приблизительно три десятка исследований, посвящённых действию никотина на мозг млекопитающих.

«Неприятие никотина объясняется очень просто, — поясняет она. — Дело в том, что он содержится в сигаретах. Люди никак не могут понять, что никотин и курение — две большие разницы. Публика меня не раздражает, а вот учёные — да, причём даже не невежеством, а косностью. На самом деле существует огромная литература о том, что курение защищает от болезни Паркинсона».

Насколько смог выяснить г-н Хёрли, первый намёк на полезность никотина обнаружил в 1966 году эпидемиолог Гарольд Кан из Национальных институтов здравоохранения США. С одной стороны, анализ данных медицинского страхования по 293 658 ветеранам, которые служили в армии США в период с 1917 по 1940 год, показал, как и следовало ожидать, корреляцию между курением и смертностью. В любом данном возрасте любители папирос рискуют умереть от рака лёгких в 11 раз больше, чем некурящие, и в 12 раз — от эмфиземы. Автор подчёркивал, что курильщиков не должны удивлять раковые образования во рту, глотке, пищеводе, гортани... С другой стороны, была выявлена обратная тенденция: некурящие в три раза чаще умирали от болезни Паркинсона.


Почему табак, разрушающий сердце, лёгкие, зубы, кожу, в то же время защищает мозг? В 1970-х годах г-жа Кик и её единомышленники выяснили, что молекула никотина, как ключ к замку, подходит к рецептору нейротрансмиттера под названием ацетилхолин. Попутно удалось обнаружить целое семейство ацетилхолиновых рецепторов, остававшихся неизвестными.

Это семейство оказалось весьма примечательным. Выяснилось, что «никотиновые» рецепторы обладают экстраординарной способностью воздействовать на другие классы рецепторов, ослабляя или усиливая их функцию. Как замечает психофармаколог Пол Ньюхаус, директор Центра когнитивной медицины Медицинской школы Университета Вандербильта (США), никотин взбодрит сонного и утихомирит беспокойного.

Нейромедиатор, на который никотин влияет в первую очередь, — это дофамин, играющий важную роль в модуляции внимания, поисков вознаграждения, наркомании и движения. Вот и ответ, почему никотин предотвращает такое двигательное расстройство, как болезнь Паркинсона.

Г-жа Кик пробовала лечить резусов с болезнью Паркинсона никотином. В 2007 году она сообщала, что после восьми недель эксперимента у обезьян было меньше дрожи и тиков. Более того, у обезьян, принимавших препарат леводопу, никотин снизил дискинезию ещё на треть. Аналогичное исследование на людях идёт сейчас полным ходом при поддержке Фонда Майкла Дж. Фокса.

Другое исследование показало, что никотин может защитить от болезни Альцгеймера на ранней стадии. Эксперимент с участием 67 человек, страдавших умеренным ухудшением когнитивной функции (когда память несколько ослабла, но способность к принятию решений и другие аспекты остаются в пределах нормы), позволил установить корреляцию между приёмом никотина и улучшением внимания, памяти и скорости психомоторных реакций без серьёзных побочных эффектов.

Г-н Ньюхаус, проводивший это исследование, признаёт, что результаты маленьких штудий не всегда повторяются в больших экспериментах, но по крайней мере никотин выглядит безопасным. Кроме того, никакого абстинентного синдрома после остановки лечения не замечено, что особенно странно, поскольку никотин постоянно фигурирует в числе веществ, вызывающих самую сильную зависимость, наряду с героином, кокаином, амфетаминами, алкоголем.

На самом деле, подчёркивает г-н Хёрли, это не так. Сам по себе никотин почти не вызывает привыкания, а привычка курить — результат сочетания эффектов никотина и других компонентов табачного дыма: ацетальдегида, анабазина, норникотина, анатабина, котинина, миосмина.

В целом, выходит, что никотин — самый надёжный усилитель когнитивной функции, подчёркивает Дженнифер Растед, специалист по экспериментальной психологии Сассекского университета (Великобритания). В последние годы исследователи из Испании, Германии, Швейцарии и Дании тоже опубликовали более десятка статей, говорящих, что у животных и людей приём никотина временно улучшает визуальное внимание и рабочую память. Г-жа Растед показала, что никотин поощряет также проспективную память, но всего на 15%. Здоровый человек этого не заметит, а вот больному очень пригодилось бы.

Разумеется, любой врач и нейробиолог будут отговаривать вас от использования никотинового пластыря для чего-то, не связанного с отказом от курения. Предстоит провести большие исследования с участием сотен людей, прежде чем станут ясны все преимущества и риски никотина.

Подготовлено по материалам Scientific American.

Дмитрий Целиков

Обнаружена древнейшая звезда

Обнаружена древнейшая звезда

Астрономы из Массачусетского технологического института отыскали в нескольких десятках тысяч световых лет от нас светило SMSS J031300.36-670839.3 — и выяснили, что это одна из древнейших звёзд во Вселенной.

Оценки содержания элементов тяжелее водорода показали, что железа там кот наплакал, и это, безо всяких сомнений, указывает на светило второго поколения звёзд, возникшего сразу после первых звёзд Вселенной, когда тяжёлых элементов было куда меньше, чем, к примеру, у любого «одногодка» Солнца. В общем, железа даже и не обнаружили: у астрономов есть лишь уверенность, что его не более одной десятимиллионной от показателя нашего Солнца. Это рекорд среди известных на сегодня тел такого рода. По всей видимости, SMSS J031300.36-670839.3 старше 13 млрд лет, хотя насколько именно — пока загадка.

После взрыва звезды-прародителя остались следы, во многом напоминающие остатки сверхновой G292.0+1.8, хотя вспышка последней была сильнее. (Иллюстрация NASA.)

Более того, отсутствие обнаруживаемых количеств железа говорит, по словам учёных, о том, что нет иного выхода, кроме признания того, что светила первого поколения, это железо наработавшие, были куда менее мощными, чем считалось. Похоже, звезда-прародитель просто не смогла эффективно выбросить свои тяжёлые элементы из ядра, поскольку взрыв в конце её жизненного пути был не слишком мощным.

Совершенно неожиданно и то, что, если расчёты астрономов верны, энергия взрывов звезды-прародителя была даже меньше, чем у сегодняшней обычной сверхновой, — и это несмотря на то, что её массу оценивают в 60 солнечных, то есть как исключительную — настолько, что после взрыва на месте прасветила образовалась чёрная дыра.

«До некоторой степени мы должны отступить назад, к чертёжной доске [и переработать наши модели звёзд прошлого], потому что вариативность среди самого первого поколения светил значительно превзошла наши ожидания», — признаётся Анна Фребель (Anna Frebel), один из авторов работы, посвящённой открытию.

Кроме того, данные по спектру SMSS J031300.36-670839, полученные с помощью «Магеллановых телескопов» (Чили), показали, что углерода там по меркам нашего собственного светила хотя и мало, но всё же в тысячи раз больше, чем железа. Именно это указало на слабость взрыва звёзд-предков первого поколения: углерод находился в их внешних слоях, в то время как железо — в ядре.

Слабость подобных взрывов наводит на мысль об альтернативном сценарии разрушения первых светил: вместо мощных вспышек сверхновых могли иметь место менее сильные взрывы, в которых изначальные звёзды теряли лишь внешние слои, обогатившие углеродом газовые облака, из которых возникла SMSS J031300.36-670839.3, в то время как богатое железом ядро сколлапсировало в чёрную дыру, избежав разлёта вместе с внешними слоями.

Спектр этой звезды предельно необычен: хорошо видны только следы водорода, углерода (на 4 300 Å) и пара линий от земной атмосферы. (Иллюстрация Anna Frebel.)

То, что взрывы первозвёзд были сравнительно немощны, означает, что «эмбрионы» первых галактик формировались не в столь враждебных условиях, как предполагалось до сих пор: им не угрожал разнос газа во все стороны с потерей целостности, так как взрывы малой мощности позволяли отдельным частям первых галактик оставаться вместе и относительно быстро эволюционировать.

Открытие SMSS J031300.36-670839.3 — по-видимому, древнейшей из известных звёзд — означает, что нам стоит переосмыслить то, как формировались и развивались предшествовавшие им самые первые звёзды, ибо современные модели их эволюции не дают результатов, при которых взрыв в конце жизненного цикла мог бы получиться столь слабым, чтобы не разбросать ядро, ограничившись лишь внешними слоями.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Nature, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам Массачусетского технологического института.

Александр Березин

Оптогенетика заиграла новыми красками

Оптогенетика заиграла новыми красками

Для оптогенетики нашли два новых светочувствительных белка, посредством которых можно одновременно управлять разными нейронами — с помощью красного и синего света.

Львиную долю того, что мы знаем сегодня о нейронах и нейронных цепях, мы знаем благодаря оптогенетическим методам. Последние основаны на введении в мембрану нейронов фоточувствительного белка опсина, который под действием света открывает трансмембранный ионный канал: поток ионов изменяет поляризацию мембраны, нейрон возбуждается и отправляет импульс своим соседям. Или наоборот: поток ионов успокаивает нейрон и сводит на нет всякую активность. Опсин вводится в ДНК нейронов вместе с флюоресцирующим белком, чтобы можно было отличить нейроны с фотосистемой от прочих.

С помощью оптогенетики можно подчинить себе целую группу клеток, активировать и подавлять их по своему усмотрению и наблюдать, что при этом произойдёт в мозге. Однако до сих пор за один раз можно было управлять только одной популяцией нейронов: все они получали одинаковый опсин и тут же реагировали на свет из введённого в мозг электрода.

Оптогенетические нейроны, подчиняющиеся красному или бледно-синему свету (фото Yasunobu Murata / McGovern Institute).

Но что будет, если использовать не один опсин, а два, настроенные на разные световые волны? Тогда удастся независимо оперировать сразу двумя группами нейронов, наблюдать, как они влияют друг на друга, на мозг и т. д. Словом, возможности расширяются многократно.

Именно это попытались сделать Эдуард Бойден (Edward S Boyden) и его коллеги из Массачусетского технологического института (США). Вместе с коллегами из Альбертского университета (Канада) они проанализировали 1 000 транскриптомов (полных наборов РНК, которыми обычно пользуется клетка) растений и водорослей. Опсину подошёл бы не всякий, а только тот, что совместим с нейронами млекопитающих, и таких в итоге нашлось два: один активировался в бледно-синем свете и был назван Chronos, а другой работал в красном диапазоне при длине волны 735 нм и был назван Chrimson.

В журнале Nature Methods авторы сообщают, что «синий» опсин, во-первых, срабатывал чрезвычайно быстро, а во-вторых, ему было достаточно совсем немного света, так что при совместном использовании двух белков можно было не опасаться, что Chrimson возбудится от избытка синего света, предназначенного для Chronos. С помощью двойной системы опсинов можно даже разложить одну нервную цепочку на две части, чтобы узнать, как одни нейроны влияют на другие, притом что и те и те заняты одним делом.

Преимущества двухканальной оптогенетической системы настолько очевидны, что может возникнуть вопрос, почему до сих пор такой метод нельзя было создать генетико-инженерными модификациями уже имеющихся у исследователей белков. Такие попытки, впрочем, предпринимались, но всякий раз учёным приходилось выбирать: либо белок будет работать быстро, но с интенсивным светом, либо медленно, но с более слабым освещением. Сделать так, чтобы белок действовал быстро и не требовал избытка света, никак не получалось, поэтому можно сказать, что исследователям действительно повезло найти естественный белок, удовлетворяющий всем требованиям.

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

Кирилл Стасевич

Почему марихуана возбуждает голод?

Почему марихуана возбуждает голод?

Каннабиноиды действуют на рецепторы нейронов обонятельного тракта, делая нос чувствительным к пищевым запахам и обостряя чувство голода.

Учёные из Национального института здравоохранения и медицинских исследований Франции (INSERM) выяснили, почему марихуана вызывает аппетит, — и если кому-то кажется, что это важно только для исследователей наркотических эффектов и самих «употребляющих», то мы напомним, что, кроме каннабиноидов, в «косяке» есть ещё и эндоканнабиноиды, которые наш мозг вырабатывает сам для себя. А это значит, что речь тут идёт о некоем общем механизме, регулирующем пищевое поведение.

В 2010 году Джованни Марсикано (Giovanni Marsicano) и его коллеги выяснили, что удаление у мышей каннабиноидного рецептора СВ-1 из корковых нейронов подавляло аппетит у голодных животных. После этого исследователи решили проверить, не связана ли в этом случае работа СВ-1-рецепторов с обонятельными путями. С помощью оптогенетических методов удалось создать мышей, у которых можно было по желанию включать и выключать каннабиноидные рецепторы в нейронах обонятельных путей.

Обонятельный путь человека (иллюстрация Shutterstock).

В результате, как пишут авторы работы в Nature Neuroscience, с помощью СВ-1 получилось связать вместе чувство голода и обонятельные ощущения. Если эти рецепторы выключали, голодные грызуны, несмотря на фактический голод, стремились к еде не больше своих сытых товарищей. Если же каннабиноидные рецепторы СВ-1 активировались (к примеру, с помощью тетрагидроканнабинола), у мышей просыпался аппетит, не соответствующий их действительному голоду. При этом, что важно, после стимуляции каннабионоидных рецепторов животные реагировали на гораздо более слабые пищевые запахи.

Нейроны с рецепторами, подвергавшимися модификации, принадлежали обонятельной луковице, которая принимает информацию от обонятельного эпителия и отправляет её дальше в кору. Получается, что под действием каннабиноидов меняются взаимоотношения воспринимаемых запахов и пищевых центров: нос воспринимает более слабые ароматы пищи, которые подстёгивают чувство голода, — что уж тут говорить про резко выраженные съедобные запахи!

Очевидно, эндоканнабиноиды могут оказывать такой же эффект, и тогда возникает вопрос, не может ли эта система привести нас к ожирению — ведь легко представить, как собственные каннабиноиды мозга без конца стимулируют голодное чувство и заставляют есть всё больше и больше? Однако сами авторы работы подчёркивают, что они экспериментировали именно с голодными мышами, и нужно ещё проверить, будут ли каннабиноиды действовать в том же духе без фонового чувства голода. Кроме того, все эти данные получены опять же на животных, но не на человеке.

С другой стороны, даже если в ближайшее время ни к каким практическим последствиям эти данные не приведут, сведения о действии каннабиноидов на пищевое поведение всё равно можно использовать при дальнейшем исследовании пищевых цепочек в мозге — ведь по большому счёту мы до сих пор не знаем, почему съедобный запах вызывает у нас чувство голода.

Подготовлено по материалам NewScientist. Фото на заставке принадлежит Shutterstock.

Кирилл Стасевич

Дэвид Харви — Кризисы капитализма

Оригинал взят у vert_dider в Дэвид Харви — Кризисы капитализма

"" (Watch on YouTube)

После этого видео очень хорошо смотрится "Волк с Уолл стрит. )