Goodtech

Рубрика: Наука и космос

  • Спиногрызы: ученые создали эмбрионы из клеток человеческой кожи

    Спиногрызы: ученые создали эмбрионы из клеток человеческой кожи

    Американские исследователи создали человеческие яйцеклетки в лабораторных условиях, а затем с помощью экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) превратили их в эмбрионы.

    Для создания яйцеклеток использовался тот же процесс, что и для клонирования овцы Долли в свое время. Хотя сам метод еще далек от клинических испытаний, когда-то он может проложить путь к новым способам лечения бесплодия .

    «Кроме того, что этот метод дает надежду миллионам людей с бесплодием из-за отсутствия яйцеклеток или спермы, он также даст возможность однополым парам иметь ребенка, генетически родственного обоим партнерам», — отмечает соавтор исследования, профессор акушерства и гинекологии Медицинской школе Университета здравоохранения и науки штата Орегон, Паула Амато. 

    Процесс создания яйцеклетки включал удаление ядра из имеющейся человеческой яйцеклетки и замену его ядром из клетки человеческой кожи. Этот первый этап называется переносом ядра соматической клетки. Он использовался для клонирования многих животных, включая овцу Долли.

    Исследователи стремились создать функциональную яйцеклетку, а не клон. Яйцеклетки содержат половину хромосом, как у всех других не половых клеток в организме. Во время оплодотворения 23 хромосомы яйцеклетки объединяются с 23 хромосомами сперматозоида. В результате этого общее количество хромосом достигает 46.

    Чтобы заставить созданные яйцеклетки избавиться от половины хромосом, исследователи применили электрические импульсы и препарат росковитин, влияющий на ферменты, регулирующие клеточный цикл — процесс деления. По результатам эксперимента было получено 82 яйцеклетки, которые оплодотворили спермой в результате экстракорпорального оплодотворения .

    Однако подобный этап оплодотворения пока не является абсолютно безопасным. Лишь около 9% доходят до стадии бластоцисты. На этом этапе яйцеклетка делится, образуя полую сферу из клеток, которую можно ввести в матку с помощью ЭКО.

    Большинство оплодотворенных яйцеклеток не дошли до стадии бластоцисты и делились столько раз, сколько было необходимо, чтобы образовать от четырех до 8 клеток. По мнению авторов исследования, медленное развитие бластоцисты, вероятно, обусловлено хромосомными аномалиями, которые останавливали дальнейшее деление оплодотворенных яйцеклеток, а также тем, что перенесенные из клеток кожи гены не были успешно перепрограммированы для поддержания эмбрионального развития. Проще говоря, гены продолжали действовать как будто все еще находились в клетках кожи, а не в клетках, которые формируются на ранних стадиях развития.

    Ни одна из яйцеклеток, достигших стадии бластоцисты, не подверглась дальнейшему развитию. Поскольку они также содержали хромосомные аномалии, маловероятно, что они были бы пригодны для использования в ЭКО. Среди указанных аномалий было как слишком большое, так и слишком малое количество хромосом, хотя в среднем их было 46. Некоторые яйцеклетки содержали несколько копий одной хромосомы, а в некоторых — вообще отсутствовали определенные хромосомы.

    Пока специалисты признали технологию слишком неэффективной и связанной с высокими рисками для немедленного применения в клинической практике. Сами авторы исследования подчеркивают, что на данном этапе результаты выступают лишь доказательством самой концепции. Необходимы дальнейшие исследования для подтверждения эффективности и безопасности.

    Исследователи планируют сосредоточиться на том, как лучше всего обеспечить деление и дальнейшее удвоение хромосом в яйцеклетке. Ученые стремятся как можно точнее воспроизвести процессы, которые протекают во время реальной беременности , чтобы необходимые хромосомы сначала отпадали во время деления, а после правильно соединялись с новыми хромосомами во время оплодотворения.

    Результаты исследования опубликованы в журнале Nature

    Источник: LiveScience

    https://itc.ua/news/spynogryzy-uchenye-sozdaly-embryony-yz-kletok-chelovecheskoj-kozhy/

  • Млечный Путь всколыхнула гигантская волна неизвестного происхождения, — заявление ESA

    Млечный Путь всколыхнула гигантская волна неизвестного происхождения, — заявление ESA

    Данные космической обсерватории Gaia Европейского космического агентства (ESA) показали, что по галактике Млечный Путь движется гигантская волна неизвестного происхождения , смещая миллиарды звезд.

    Галактическая волна была замечена в картографических данных Gaia. Телескоп с высокой точностью отслеживал положение и схемы движения миллионов звезд до вывода из эксплуатации в начале этого года.

    Подобно ряби в пруду, эта волна влияет на звезды, расположенные на расстоянии 30-65 тыс. световых лет от центра галактики. Это значительная часть Млечного Пути, диаметр которого составляет около 100 тыс. световых лет.

    Астрономы не знают, что стало причиной этой волны. В ESA заявляют, что одной из причин могло быть столкновение с меньшей карликовой галактикой . Однако для точного ответа необходимы дополнительные исследования.

    Gaia составляла карты скорости и траекторий движения звезд в течение почти 12 лет. В 2020 году телескоп зафиксировал странные колебания Млечного пути . Загадочную волну исследовали в результате отслеживания движения и положения молодых гигантских звезд, а также группы цефеид — звезд с предполагаемой, но переменной яркостью. 

    «Поскольку молодые гигантские звезды и цефеиды движутся вместе с волной, ученые считают, что газ в диске также может участвовать в этом крупномасштабном движении. Возможно, молодые звезды хранят память о волновой информации, полученной от газа, из которого они родились», — отмечается в сообщении ESA. 

    Астрономы Европейского космического агентства сравнили эту волну с той, что создают спортивные болельщики на стадионе. Похожий тип волнового движения виден во время наблюдений за нашей галактикой в горизонтальной плоскости.

    Недавно обнаруженная волна также может быть связана с гораздо меньшей волной в Млечном Пути, уже известной ученым как волна Рэдклиффа. Она видна примерно в 500 световых годах от Солнца и простирается на 9 тыс. световых лет в пространстве.

    «Однако волна Рэдклиффа намного меньше, расположена в другой части галактического диска по сравнению с волной, которая изучается в нашей работе. Эти две волны могут быть связаны, а могут и не быть. Именно поэтому мы бы хотели провести дополнительные исследования», — отмечает ведущий автор исследования из Национального института астрофизики в Италии Элоиза Поджо. 

    Результаты исследования опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics

    Источник: LiveScience  

    https://itc.ua/news/mlechnyj-put-vskolyhnula-gygantskaya-volna-neyzvestnogo-proyshozhdenyya-zayavlenye-esa/

  • Основатель iRobot не подходит ближе, чем на 3 метра к современным "ходячим" роботам

    Основатель iRobot не подходит ближе, чем на 3 метра к современным "ходячим" роботам

    Когда пионер в области робототехники, десятилетиями создававший «умные машины», советует держаться от роботов подальше, это наталкивает на тревожные размышления.

    Родни Брукс, почетный профессор MIT и соучредитель компании iRobot, опубликовал новое техническое эссе, в котором утверждает, что не подходит к роботам-гуманоидам ближе, чем на 3 метра, и советует всем людям следовать его примеру.

    «Мой совет людям — не приближаться ближе, чем на 3 метра к полноразмерному ходячему роботу», — пишет Родни Брукс в эссе под названием «Почему современные гуманоиды не научатся ловкости», опубликованном в его блоге на прошлой неделе. «Пока кто-то не придумает лучшую версию, с которой гораздо безопаснее находиться рядом и контактировать, мы не увидим, как роботов-гуманоидов сертифицируют для ходьбы в зонах с людьми».

    Дорогая иллюзия

    По мнению Брукса, компании, вкладывающие миллиарды в создание человекоподобных машин, гонятся за «дорогой иллюзией». Он утверждает, что современные двуногие роботы опасны для людей уже самим фактом передвижения: ведь для удержания равновесия, те накапливают много кинетической энергии и, если такой робот упадет и при этом зацепит человека конечностью, это может привести к серьезным травмам.

    Создатель iRobot также ставит под сомнение распространенное представление о том, что роботы-гуманоиды вскоре заменят людей, научившись их ловкости по видео. Брукс не считает, что этого «не будет никогда», но реальное внедрение значительно дальше, чем думает большинство людей.

    На фоне быстрого развития искусственного интеллекта вырос и общий ажиотаж вокруг роботов. К примеру гендиректор Tesla Илон Маск достаточно уверенно заявил, что их роботы Optimus смогут генерировать $30 трлн дохода в будущем, а босс Figure Бретт Адкок предполагает, что гуманоиды заберут «миллионы задач» у человеческой рабочей силы .

    Законы физики в игре

    ИИ может дать определенный прирост в программном обеспечении, но аппаратное гораздо сложнее и не работает в виртуальности, а пользуется «неумолимыми» законами физики. Брукс, который работает с робототехникой с 1970-х годов, утверждает, что компаниям-разработчикам не хватает ключевого ингредиента — ощущения прикосновения.

    Аргументация ученого связана с тем, как Tesla и Figure, обучают своих роботов: обе используют только визуальный подход, когда работники носят камеры для записи таких задач, как складывание рубашек или подъем предметов; затем данные передаются моделям искусственного интеллекта, которые могут имитировать движение в новых контекстах.

    Компания Маска недавно отказалась от костюмов захвата движения для сбора данных в пользу видеометода, с которым работники носят шлемы и рюкзаки, оснащенные пятью камерами; новая инициатива Figure «Project Go-Big» также опирается на передачу знаний непосредственно из того, что они называют «повседневным человеческим видео».

    «Эти подходы игнорируют десятилетия исследований, которые показывают, что человеческая ловкость зависит от чрезвычайно сложной системы сенсорного восприятия», — пишет Брукс, ссылаясь на работу лаборатории Роланда Йоханссона из Университета Умео.

    Вышеупомянутое исследование показало: когда кончики пальцев человека обезболены, то задача поднять и поджечь спичку занимает «неуклюжие» 30 секунд, вместо 7 в обычных условиях. Человеческая рука содержит около 17 000 механорецепторов (причем по 1000 только на каждом из кончиков пальца), поэтому их неподвижность затрудняет или даже делает невозможным ряд повседневных действий.

    Другое современное исследование лаборатории Дэвида Хинти из Гарварда выявило 15 различных типов нейронов, отвечающих за ощущение прикосновения: от легкого нажатия до вибраций и растяжения кожи. Это огромный массив сенсорной информации, которую современные роботизированные системы еще не могут ни воспроизвести, ни симулировать.

    Цель — устоять на ногах

    Кроме проблемы с ловкостью, есть более насущный вопрос безопасности. Современные гуманоидные роботы используют мощные электродвигатели и давний алгоритм «zero moment point» для поддержания равновесия. Подход работает достаточно хорошо для того, чтобы удержать робота в вертикальном положении много времени, но создает то, что Брукс называет «фундаментальной несовместимостью» для пребывания рядом с людьми.

    Особый риск представляют полноразмерные модели. По словам ученого, когда вы увеличиваете робота вдвое — его масса увеличивается в 8 раз, настолько и кинетическая энергия, а также уровень повреждений для людей. Брукс вспоминает собственный пример, когда несколько лет назад «находился слишком близко» к роботу Agility Robotics Digit, когда тот упал. С тех пор он не решался приблизиться к роботам. Собственно и реклама редко когда показывает движущихся роботов рядом с людьми, разве что они разделены мебелью.

    На видео: один из футбольных ивентов на Олимпиаде для роботов в Китае


    Эта проблема выходит далеко за пределы обычных падений. Чтобы роботы выполняли свою обещанную роль на производстве, им необходима сертификация для работы в зонах, общих с людьми. Современные механизмы делают такую сертификацию практически невозможной, если взглянуть на стандарты безопасности большинства стран мира.

    Хотя Брукс прогнозирует, что эту проблему можно исправить лет через 15, но с очевидным ограничением: будущие «гуманоиды» будут иметь колеса вместо ног, большее количество рук и специализированные датчики, которые не будут иметь ничего общего с человеческими глазами (некоторые камеры будут в руках).

    «Определение «гуманоид» изменится так же как «летающие авто» превратились в «электрические вертолеты», а «авто без водителя» на «авто с дистанционным управлением от человека».

    По материалам блога Родни Брукса и статьи Бенджа Эдвардса на ArsTechnica

    https://itc.ua/news/osnovatel-irobot-ne-podhodyt-blyzhe-chem-na-3-metra-k-sovremennym-hodyachym-robotam/

  • Двуликая Луна: темная сторона спутника Земли холоднее внутри, чем светлая

    Двуликая Луна: темная сторона спутника Земли холоднее внутри, чем светлая

    Новое исследование британских и китайских ученых из Университетского колледжа Лондона (UCL) и Пекинского университета установило, что скрытые недра обратной стороны Луны значительно холоднее тех, что находятся на видимой стороне. 

    В рамках исследования ученые проанализировали образцы лунного грунта, собранные китайской миссией «Чанъэ-6» из большого лунного кратера на обратной стороне. Результаты подтвердили, что возраст образцов составляет около 2,8 млрд лет. Эти породы были образованы из лавы, застывшей глубоко в недрах Луны при температуре около 1 тыс. 100 C°, что примерно на 100 C° ниже образцов, полученных с видимой стороны. 

    «Видимая и обратная стороны Луны сильно различаются как на поверхности, так и, возможно, внутри. Это одна из самых больших загадок Луны. Мы называем ее «двуликой Луной». Гипотеза о резкой разнице температур между ближней и обратной сторонами мантии существует уже давно, но наше исследование предоставляет первые доказательства, полученные с помощью реальных образцов», — подчеркнул соавтор исследования профессор Ян Ли с кафедры наук о Земле в Университетском колледже Лондона, который также работает в Пекинского университета. 

    Обратная сторона Луны имеет более толстую кору, более гористую и покрытую кратерами, а также, вероятно, менее вулканическую, с меньшим количеством темных базальтовых участков, образованных из древней лавы. Исследователи предполагают, что недра на обратной стороне спутника Земли могут быть холоднее из-за меньшего содержания тепловыделяющих элементов, включая уран, торий и калий, которые выделяют тепло в результате радиоактивного распада.

    Результаты предыдущих исследований свидетельствовали, что неравномерное распределение тепловыделяющих элементов могло возникнуть в результате столкновения с астероидом или другим космическим объектом с обратной стороной Луны, вытолкнув более плотные материалы, содержащие больше тепловыделяющих элементов, на ближнюю сторону. Другие теории предполагали, что еще в начале существования Луна могла столкнуться с другим, меньшим по размеру спутником и образцы с ближней и дальней сторон были получены от двух термически разных спутников, или что ближняя сторона могла быть горячей из-за силы притяжения Земли.

    В рамках нового исследования британские и китайские ученые проанализировали 300 г лунного грунта, предоставленного Пекинскому научно-исследовательскому институту геологии урана. По словам первого автора исследования Шен Хэ, образцы, собранные миссией «Чанъэ-6», стали первыми, полученными с обратной стороны Луны. Группа исследовала отдельные участки образца, состоящего преимущественно из зерен базальта, с помощью электронного зонда для определения состава. 

    Исследователи измерили крошечные вариации изотопов свинца с помощью ионного зонда и определили возраст породы — 2,8 млрд лет. Этот метод основан на том, что уран распадается на свинец с постоянной скоростью. Данные были обработаны с помощью метода, усовершенствованного профессором Питером Вермешем из Университетского колледжа Лондона.

    После этого ученые использовали несколько методов для оценки температуры образца на разных этапах его развития, когда он еще находился глубоко в лунных недрах. Сначала был проведен анализ минерального состава и его сравнение с результатами компьютерного моделирования для оценки температуры породы на момент ее образования (кристаллизации). Результаты сравнивались с аналогичными оценками пород, расположенных на видимой стороне Луны с разницей в 100 C°. 

    Далее исследователи глубже изучали геологическую историю образца и определяли его химический состав. Они пытались выяснить, насколько высокой была температура начальной породы, до того как она расплавилась и превратилась в магму, чтобы потом снова застыть и превратиться в породу, собранную «Чанъэ-6». Сравнив полученные результаты с оценками образцов, собранных с ближней стороны спутника во время миссий «Аполлон», ученые снова обнаружили разницу около 100 C°.

    Чтобы оценить температуру исходной породы, использовались спутниковые данные о месте посадки Чанъэ на дальней стороне, которые сравнивались с эквивалентными спутниковыми данными с ближней стороны, и снова была обнаружена разница (на этот раз 70 C°). На Луне уран, торий и калий преимущественно встречаются вместе с фосфором и редкоземельными элементами в материале под названием «KREEP» —абривиатура, включающая калий, редкоземельные элементы и фосфор. 

    Ключевая теория образования Луны предполагает, что она возникла из обломков в результате столкновения Земли с протопланетой размером примерно с Марс. Первоначально наш ключевой спутник состоял из расплавленной лавы или магмы, которая постепенно становилась твердой по мере остывания. Однако элементы «KREEP» были несовместимы с образовавшимися кристаллами и поэтому дольше сохранялись в магме. Ученые ожидали, что вещество KREEP будет равномерно распределено по всей поверхности Луны. Вместо этого, как полагают, оно накапливается в мантии на ближней стороне. Распределение этих элементов может быть причиной более высокой вулканической активности на ближней стороне.

    Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Geoscience

    Источник: SciTechDaily

    https://itc.ua/news/dvulykaya-luna-temnaya-storona-sputnyka-zemly-holodnee-vnutry-chem-svetlaya/

  • Ученые раскрыли тайну блуждающих огоньков ignis fatuus: пузырьки с микромолниями

    Ученые раскрыли тайну блуждающих огоньков ignis fatuus: пузырьки с микромолниями

    На протяжении веков жуткие истории о блуждающих огоньках на болотах и кладбищах беспокоили людей, способствуя распространению слухов и представлений о том, что они якобы сбивают путешественников с пути и представляют собой нечто сверхъестественное.

    Однако американские химики из Стэнфордского университета считают, что нашли значительно более простое научное объяснение этому явлению. Они утверждают, что блуждающие огоньки на самом деле представляют собой пузырьки с мерцающими крошечными молниями . Исследование было проведено под руководством Юй Ся из Университета Цзянхань и Ричарда Зара из Стэнфорда. 

    Результаты исследования указывают на то, что крошечные электрические заряды (микромолнии) способны зажечь метан в обычных условиях. В легендах блуждающие огоньки часто связывают с болотами, что вполне логично, ведь именно там активно образуется метан. Болота бедны кислородом, поэтому анаэробные микроорганизмы разлагают органику на метан. Кислотная среда замедляет разложение, позволяя накапливаться торфу и удерживать газ. Этот газ на болотах легко воспламеняется, однако его трудно зажечь при низких температурах. Еще в 1776 году Алессандро Вольта предсказал, что молния может быть искрой . Исследователи ныне считают, что он был прав, но в гораздо более скромном и тонком смысле.

    «Это не молния, сияющая с неба, а на самом деле искра, исходящая от капель. С помощью воды я могу высечь искру и поджечь что-то. Это что-то новое», — отмечает Ричард Зар.

    Для проверки этого исследователи построили резервуар с напечатанным на 3D-принтере соплом, через которое впрыскивали в воду микропузырьки метана и воздуха. Пока пузырьки поднимались и сталкивались друг с другом, высокоскоростные камеры фиксировали между ними слабые вспышки света — микромолнии . Фотодиод подтвердил, что вспышки происходили даже при использовании исключительно кислорода. Это позволяет предположить, что искры возникают из-за разницы зарядов на границе раздела газ-жидкость, а не из-за самого метана. 

    Однако при добавлении метана кое-что изменилось. Вспышки стали ярче, вода нагрелась, спектры излучения показали явные признаки возбужденного формальдегида и гидроксильных радикалов — соединений, которые возникают при окислении метана. Изменился даже воздух над резервуаром. Масс-спектрометрия показала снижение содержания метана и кислорода и рост содержания углекислого газа, что соответствует реакциям горения при комнатной температуре. 

    На протяжении веков люди пытались понять значение подобных блуждающих огоньков. Например, в Шотландии их называли «спунки», в Японии — «хитодама», что означало — души умерших. В некоторых частях американского Юга их считали танцующими костями или духами потерянных детей. Путешественники их боялись, поэты романтизировали, а ученые ломали над ними голову. Ранее теории связывали возникновение свечения с фосфином, метаном или статическим разрядом, но ни одна из них не могла полностью объяснить слабое, мерцающее пламя во влажном воздухе. 

    Исследователи осторожно отмечают, что не все блуждающие огни, когда-либо наблюдавшиеся, были вызваны микромолниями. Эти вспышки слабые, редкие и происходят на масштабах меньше толщины человеческого волоса. 

    Результаты исследования опубликованы в журнале PNAS

    Источник: ZME Science

    https://itc.ua/news/uchenye-raskryly-tajnu-bluzhdayushhyh-ogonkov-ignis-fatuus-puzyrky-s-mykromolnyyamy/

  • С возрастом люди выбирают невежество, даже когда знания полезнее, — исследования

    С возрастом люди выбирают невежество, даже когда знания полезнее, — исследования

    Американские исследователи из Чикагского университета определили точный возраст, в котором люди начинают отдавать предпочтение невежеству , а не точным знаниям.

    Это поведение известно под названием «эффект страуса», хотя сами страусы никогда не прячут голову в песок. Результаты серии экспериментов, которые изучали избегание информации среди 320 американских детей в возрасте от 5 до 10 лет, продемонстрировали, что дети младшего возраста активно искали информацию, тогда как, начиная с 7 лет, они избегали информации, если потенциальные ответы могли вызвать негативные эмоции .

    «Почему дети такие любознательные, а мы, став взрослыми, каким-то образом предпочитаем избегать информации? Что это за переход?» — спрашивает докторша Радхика Сантханагопалан. 

    В первом эксперименте исследователи изучали 5 потенциальных причин, среди которых стремление избежать негативных эмоций, избегание негативной информации относительно нашей собственной привлекательности или компетентности , избегание отрицания наших собственных убеждений, с целью защиты собственных убеждений и из-за стремления действовать в собственных интересах.

    После этого авторы исследования рассматривали различные сценарии, чтобы выяснить, чем было вызвано подобное поведение. Один из тестов предусматривал просьбу к детям вспомнить свои любимые и не очень любимые конфеты, а затем показать им видео о том, почему употребление выбранных ими сладостей вредно для зубов.

    «Мы обнаружили, что когда дети младшего возраста действительно хотели искать информацию, дети старшего возраста начали проявлять тенденцию к избеганию. Например, они не хотели знать, почему их любимые конфеты вредны, но вполне спокойно узнавали, почему конфеты, которые они не любят, вредны», — отмечает Радхика Сантханагопалан. 

    Это создает интересный случай «морального маневра», когда люди предпочитают избегать информации, учитывая собственные интересы, однако делают это так, чтобы не выглядеть эгоистичными в глазах других. Это было продемонстрировано в сценарии, когда детям, работавшим в паре, предлагали два ведра с наклейками — себе и партнеру. В одном ведре было больше наклеек, а другое — было закрытым, и сколько там наклеек — было неизвестно. Перед выбором ведра детей спрашивали, хотят ли они знать, сколько наклеек получит их партнер.

    «Мы хотим действовать в собственных интересах, но при этом очень заботимся о том, чтобы выглядеть справедливыми в глазах других. Свобода действий в моральных вопросах позволяет нам достичь обеих целей», — объясняет Радхика Сантханагопалан.

    Хотя информация о том, сколько наклеек может находиться в закрытом ведре, не влияла на индивидуальные результаты, дети старшего возраста чаще предпочитали не знать, сколько наклеек сможет получить их партнер. Таким образом, они не чувствовали вины, выбирая ведро с неизвестным количеством наклеек для своего партнера. 

    «Эта моральная свобода маневра позволяет им выбирать выгоду, исходя из собственных интересов, сохраняя при этом иллюзию справедливости. Эта завеса невежества позволяет им действовать в собственных интересах», — подчеркивает Радхика Сантханагопалан. 

    Результаты исследования показали, что по мере взросления дети все чаще избегали информации для защиты от негативных эмоций, что было связано со всеми пятью причинами, кроме компетентности. Дети без колебаний узнавали о плохих результатах теста. По мнению исследователей, это может быть связано с тем, что школа способствует личностному росту и позитивным изменениям, поэтому плохой результат — лишь небольшой шаг на пути к хорошему результату. 

    Во взрослом возрасте избегание определенной информации встречается значительно чаще. Исследователи добавляют, что такое избегание может иметь личные и общественные последствия, такие как «углубление политической поляризации или идеологическая жесткость». Исследователей очень волнует вопрос, почему взрослые люди избегают полезной информации, отдавая предпочтение краткосрочному дискомфорту, по сравнению с долгосрочной пользой от знаний. 

    «У людей есть склонность стремиться к решению неопределенности, но когда решение ситуации становится угрожающим, они могут вместо этого переключиться на избегание. Я думаю, что есть что-то особенное в способности терпеть и даже принимать определенный уровень неопределенности. Я думаю, это может помочь не стать жертвой избегания информации», — отмечает Радхика Сантханагопалан

    Результаты исследования опубликованы в журнале Psychological Science

    Источник: New Atlas

    https://itc.ua/news/s-vozrastom-lyudy-vybyrayut-nevezhestvo-dazhe-kogda-znanyya-poleznee-yssledovanyya/

  • Нобелевскую премию по медицине получили ученые из США, Японии и Швеции за прорыв в лечении рака и

    Нобелевскую премию по медицине получили ученые из США, Японии и Швеции за прорыв в лечении рака и

    В этом году трое исследователей стали лауреатами Нобелевской премии по физиологии и медицине.

    Мэри Бранкоу из Института системной биологии в Сиэтле, Фред Рамсделл из компании Sonoma Biotherapeutics в Сан-Франциско и Симон Сакагучи из Осакского университета в Японии были награждены за открытие механизма периферической иммунной толерантности. Их исследование впервые раскрывает возможности контроля за иммунной системой для борьбы с патогенами и избежания аутоиммунных реакций.

    «Их открытия сыграли решающую роль в нашем понимании того, как функционирует иммунная система и почему не у всех нас развиваются серьезные аутоиммунные заболевания», — отметил во время церемонии награждения председатель Нобелевского комитета Олле Кемпе.

    Иммунная система в человеческом организме призвана защищать от большого количества опасных микроорганизмов и вирусов. Нобелевские лауреаты исследовали, как организм использует регуляторные T-клетки для борьбы с патогенами и контроля над иммунной системой.

    Симон Сакагучи сделал первое открытие периферической иммунной толерантности в 1995 году. Тогда большинство исследователей считали, что иммунная система развивает толерантность только в результате процесса, называемого центральной толерантностью, когда вредные клетки иммунной системы уничтожаются в тимусе — специализированном органе в грудной клетке, который производит белые кровяные клетки. 

    Однако Сакагучи продемонстрировал, что иммунная система значительно сложнее, обнаружив регуляторные T-клетки, которые подавляют слишком активные иммунные реакции для защиты организма от аутоиммунных болезней. Эти специализированные T-клетки следят за другими клетками иммунной системы для обеспечения толерантности к естественным тканям организма.

    Через 6 лет Мэри Бранкоу и Фред Рамсделл обнаружили, что некоторые мыши имеют мутацию гена Foxp3, которая делает их особенно уязвимыми к аутоиммунным заболеваниям. Они также обнаружили, что изменения в человеческой версии этого гена ответственны за нарушение регуляции иммунитета, полиэндокринопатию, энтеропатию, сцепленный с Х-хромосомой (IPEX) синдром — аутоиммунное заболевание.

    В 2003 году Симон Сакагучи продемонстрировал, что ген Foxp3 отвечает за управление развитием регуляторных T-клеток. Понимание этих сложных процессов позволило другим специалистам разработать ряд экспериментальных курсов лечения против таких болезней как глиобластома мозга или красная волчанка.

    В частности, благодаря иммунной терапии организм получает возможность лучше распознавать раковые клетки . Во время лечения аутоиммунных заболеваний также появился шанс устранять причины в виде дефектов, из-за которых иммунная система атакует клетки собственного организма.

    В 2024 году Нобелевскую премию по медицине присудили за открытие микроРНК. Лауреатами стали Виктор Амброс и Гэри Равкин. МикроРНК — новый класс крошечных молекул РНК, которые имеют ключевое значение в регуляции генов.

    В 2023 году Нобелевскую премию получили Каталин Карико и Дрю Вайсман за разработку мРНК-вакцин от COVID-19.

    7 октября также должно состояться объявление лауреатов Нобелевской премии по физике.

    Источник: LiveScience

    https://itc.ua/news/nobelevskuyu-premyyu-po-medytsyne-poluchyly-uchenye-yz-ssha-yaponyy-y-shvetsyy-za-proryv-v-lechenyy-raka-y-autoymmunnyh-boleznej/

  • Квантовая энергетика способна обойти цикл Карно по эффективности, — исследование

    Квантовая энергетика способна обойти цикл Карно по эффективности, — исследование

    Японские исследователи из Токийского института нашли способ преодолеть традиционные термодинамические ограничения, такие как КПД Карно, используя не термализированные квантовые состояния .

    В своей работе ученые предлагают использовать нетермическую жидкость Томонаги-Латтинжератеоретическая модель, описывающая взаимодействие электронов (или других фермионов) в одномерном проводнике (например, квантовых проводах, таких как углеродные нанотрубки) для преобразования отводимого тепла в электрическую энергию с большей эффективностью по сравнению с традиционными системами. 

    Современные технологии сбора энергии представляют собой устройства, собирающие энергию из окружающей среды, повышая эффективность современной электроники и промышленных процессов. Отходящее тепло непрерывно генерируется компьютерами, смартфонами, промышленным оборудованием, мощными энергетическими системами. Сбор этой энергии позволяет использовать тепло вместо того, чтобы оно было потеряно, и превращать в электричество.

    Традиционные системы сбора энергии ограничены фундаментальными принципами термодинамики. Системы, работающие в состоянии теплового равновесия, имеют строгие ограничения на количество тепла, которое можно превратить в электроэнергию. Отношение между произведенной энергией и полученным отводимым теплом определяется коэффициентом Карно. Дополнительные ограничения, в частности, КПД Керзона-Альборна — (КПД при максимальной выходной мощности), еще больше ограничивают количество энергии, которое можно получить из отводимого тепла.

    Исследователи под руководством профессора Тосимаси Фудзисавы с кафедры физики Токийского научного института заявляют, что нашли способ обойти эти ограничения. Вместо традиционных тепловых состояний ученые использовали свойства нетепловой жидкости Томонаги-Латтинжера. Эта особая одномерная электронная система вследствие уникальных квантовых свойств не стремится к тепловому равновесию. Это означает, что при подаче тепла система сохраняет нетепловое, высокоэнергетическое состояние, а не распределяет энергию равномерно, как в традиционных тепловых циклах. 

    Для демонстрации потенциала концепции исследователи провели эксперимент. Они инжектировали тепло, отводимое от квантового точечного резистора — устройства, управляющего потоком электронов, в термоэлектрическую жидкость. Это тепло переносилось на несколько микрометров в тепловой двигатель на квантовых точках — микроскопическое устройство, преобразующее тепло в электричество с помощью квантовых эффектов. 

    Ученые убедились, что нетрадиционный источник тепла производил значительно более высокое электрическое напряжение и достигал большей эффективности преобразования.

    «Эти результаты побуждают нас использовать термоэлектрические жидкости как нетепловой источник энергии для новых систем сбора энергии», — отмечает Тосимаса Фудзисава. 

    Исследователи разработали модель, основанную на бинарной функции распределения Ферми для нетепловых электронных состояний и использовали ее в предложенной системе. Ученые продемонстрировали, что их метод превосходит не только КПД Карно, но и КПД Керзона-Альборна. 

    «Наши результаты показывают, что тепло от квантовых компьютеров и электронных устройств можно превратить в полезную энергию с помощью высокопроизводительного сбора энергии», — подчеркивает Тосимаса Фудзисава. 

    Стоит отметить, что КПД Карно представляет собой максимально возможный КПД для любой тепловой системы, работающей в условиях постоянной температуры нагревателя T1 и охладителя T2. Поскольку идеальные процессы могут осуществляться лишь с очень малой скоростью, мощность тепловой машины в цикле Карно равна нулю. Мощность реальных тепловых машин не может равняться нулю, поэтому реальные процессы могут приближаться к идеальному процессу Карно только с большей или меньшей степенью точности. КПД любой тепловой машины не может превосходить КПД идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно с теми же температурами нагревателя и охладителя. 

    Результаты исследования опубликованы в журнале Communications Physics

    Источник: SciTechDaily

    https://itc.ua/news/kvantovaya-energetyka-sposobna-obojty-tsykl-karno-po-effektyvnosty-yssledovanye/

  • Нобелевская премия за квантовое туннелирование: физики из США впервые продемонстрировали эффект

    Нобелевская премия за квантовое туннелирование: физики из США впервые продемонстрировали эффект

    Нобелевская премия по физике в этом году присуждена исследователям Джону Кларку, Мишелю Девору и Джону Мартинису за открытие эффектов макроскопического квантово-механического туннелирования и квантование энергии в электрической цепи. 

    Кларк, Девор и Мартинис проводили эксперименты с электрическим контуром, демонстрируя значительные эффекты квантово-механического туннелирования и достаточно большие квантованные уровни энергии. Квантовая физика позволяет частицам проходить через барьеры в процессе, называемом туннелированием, тогда как классическая физика предполагает, что такие барьеры непреодолимы для частиц.

    Когда в процессе участвует большое количество частиц, квантово-механические эффекты преимущественно становятся незначительными. Однако нынешние нобелевские лауреаты по физике экспериментально показали, что квантово-механические свойства не теряются в макроскопическом масштабе.

    В 1984-1985 годах Кларк, Девор и Мартинис провели серию экспериментов, используя электронную схему из сверхпроводников с эффектом Джозефсона — тонким изоляционным слоем между двумя сверхпроводниками. Это позволило контролировать взаимодействие волновых функций двух сверхпроводников. Совершенствуя и измеряя все свойства этой схемы, ученые контролировали и исследовали явления, которые возникали во время прохождения тока. Заряженные частицы, которые двигались через сверхпроводник, образовывали состояние как бы одной частицы, которая заполняла всю схему.

    Система сохранялась в этом состоянии, позволяя току протекать без напряжения. При этом исследователи фиксировали эффекты квантового туннелирования, что создавало кратковременное напряжение. Результаты экспериментов продемонстрировали квантовую природу в макромасштабе. Когда на цепь подавались волны различной частоты, некоторые из них провоцировали переход системы к более высоким энергетическим уровням.

    Это стало первой демонстрацией квантования в достаточно большой энергетической системе, которую можно было бы подержать в руках. Эксперимент Кларка, Деворе и Мартиниса подтвердил, что квантовые эффекты не исчезают на больших масштабах, если частицы находятся в едином квантовом состоянии. Исследования ученых значительно подтолкнули развитие квантовой криптографии, квантовых компьютеров и датчиков.

    Напомним, что в 2024 году Нобелевскую премию получили Джон Хопфилд и Джеффри Гинтон за разработку методов, которые легли в основу современного машинного обучения.

    В 2023 году Нобелевскими лауреатами стали Пьер Агостини, Ференц Крауш и Анн Л’Юлье за обнаружение нового эффекта от взаимодействия лазерного света с атомами в газе, который можно использовать для создания более коротких импульсов света, которые измеряются в аттосекундах.

    Источник: Комитет Нобелевской премии

    https://itc.ua/news/nobelevskaya-premyya-za-kvantovoe-tunnelyrovanye-fyzyky-yz-ssha-vpervye-prodemonstryrovaly-effekt/

  • Меньше чем "золотой миллиард": только 1% людей в мире имеют здоровую диету

    Меньше чем "золотой миллиард": только 1% людей в мире имеют здоровую диету

    В отчете EAT-Lancet Commission 2025 отмечается, что менее 1% людей на планете придерживаются принципов здорового питания, не нанося при этом вреда собственному здоровью и окружающей среде.

    Среди авторов отчета, анализирующего влияние глобальной системы продовольствия на окружающую среду и здоровье людей, диетологи, климатологи, экономисты, врачи и аграрии из 35 стран. По результатам исследования специалисты пришли к выводу, что современная система производства пищевых продуктов угрожает климату, провоцирует загрязнение почвы, воды, воздуха и нарушает круговорот азота и фосфора.

    Исследователи утверждают, что масштабный переход к системе здорового питания позволил бы ежегодно избегать 15 млн преждевременных смертей и уменьшить объемы выбросов парниковых газов на 20%. Изменение пищевых предпочтений также позволило бы восстановить экосистемы и сделало бы глобальную продовольственную систему более устойчивой.

    «Если бы все люди питались здоровой пищей, мы смогли бы прокормить 10 млрд человек к 2050 году, используя на 7% меньше земли, чем сегодня. Этот отчет — не о запретах, а о возможностях. Он показывает, что изменив то, что мы едим, мы можем одновременно улучшить здоровье людей и восстановить планету. Это повод не для тревоги, а для действия — и для празднования», — утверждает главный научный сотрудник EAT Фабрис ДеКлерк. 

    Он добавил, что человечество до этого никогда не имело возможности кормить больше людей , используя меньшее количество ресурсов. В отчете подчеркивается, что сейчас 6,9 млрд людей на планете потребляют чрезмерное количество пищи, преимущественно мяса, молочных продуктов, сахара и ультраобработанных товаров. В то же время 3,7 млрд жителей имеют ограниченный доступ к здоровому питанию.

    Авторы отчета рекомендуют поддерживать так называемую Планетарную диету здоровья (Planetary Health Diet, PHD), которая включает овощи, фрукты, бобовые, орехи, цельнозерновые злаки. При этом мясо, рыба и молочные продукты считаются необязательными. В отношении них созданы четкие верхние пределы потребления.

    PHD предполагает, что в течение недели вполне достаточно 200 г говядины. Как отмечает Фабрис ДеКлерк, эта диета довольно гибкая и адаптирована к культурным и этническим особенностям. По его словам, в большинстве случаев традиционные кухни разных стран лучше отражают принципы здорового питания. 

    ДеКлерк также добавил, что тот 1% людей, которые придерживаются указанных принципов, живут в развитых странах с достойным заработком и доступом к здоровым продуктам. Исследователь подчеркнул, что среди наиболее ярких примеров, страны Средиземноморья и Юго-Восточной Азии. 

    Соавтор отчета, директор Потсдамского института исследования влияния климата Иоганн Рокстрем также подтвердил, что реформирование глобальной продовольственной системы необходимо для дальнейшей безопасности и здоровья людей и экосистем в будущем. По подсчетам авторов отчета, сейчас 30% самых богатых представителей человечества на планете оказывают более 70% негативного влияния на экологию в связи с пищевыми предпочтениями.

    Исследователи призывают руководство стран к немедленным действиям. Они предлагают реформирование продовольственной системы, советуют поддерживать доступ к здоровым продуктам и переход к устойчивым продовольственным практикам.

    Источник: Science Focus

    https://itc.ua/news/menshe-chem-zolotoj-myllyard-tolko-1-lyudej-v-myre-ymeyut-zdorovuyu-dyetu/