qwrtru

Содержание ролика:

00:15 Вышла GPT-4

03:01 Самый точный метод отслеживания белков в клетках

05:44 Самый длинный вирусный хвост

08:10 Излечение от ВИЧ по новому сценарию

10:36 Лучшая новость предыдущего выпуска

Вышла GPT-4

Не успели мы привыкнуть к GPT3.5 и ChatGPT, как OpenAI представила GPT4 - улучшенную генеративную языковую модель. К сожалению, мы не знаем основных технических подробностей про архитектуру, про процесс обучения, про датасеты и так далее. Знаем, что в бенчмарках она поставила ряд рекордов, но это и логично. Что теперь она гораздо лучше работать с некоторыми языками, отличными от английского. Что её обучение завершено в августе 22, т.е. она явно имеет более свежие знания, чем ChatGPT. Заодно нас убедили, в том, что это крайне безопасная модель: она не поможет сконструировать бомбу или сварить психоактивные вещества, да и с инфобезом и конфиденциальностью там всё хорошо. Плюс она ещё более этична, чем предыдущие версии. Одна из крутых новинок - модель способна анализировать изображения и вести диалог, учитывая эти данные. Например, объяснить, что именно не так с этой картинкой. Крышнесносный пример с презентации был такой: буквально в блокнотике человек накидал концепт веб-сайта с шутками, сфотографировал его и скормил четвёрке. В результате модель написала работающий сайт, нужно было только вставить код в редактор. Вызывает неподдельное уважение то, что GPT4 стала ещё лучше сдавать экзамены, здесь зелёным изображен прирост эффективности по сравнению с 3.5.

К примеру химию и статистику, которые раньше сдавались на троечку, модель теперь сдаёт практически так же высоко, как психологию и историю искусств, с которыми и раньше-то проблем не было. А скачок по алгебре - вообще с нуля до 40%. Модель явно способна к преподаванию и репетиторству. К тому же в сети есть пример, где модель настроили так, что она не давала прямых ответов ученику, а подталкивала его к поиску ответа. GPT4 уже работает в некоторых сервисах, вроде bing, но широкой публике пока недоступна, если у вас нет подписки ChatGPT Plus

Самый точный метод отслеживания белков в клетках

В наших клетках работают маленькие грузчики - транспортные белки кинезины. Они захватывают и транспортируют вещества, буквально шагая по цитоскелетным трубочкам. В видео вы можете посмотреть как это выглядит при моделировании, настоящие молекулярные машины, получающие энергию из АТФ. Но как мы можем знать, что этот мультик вообще верен. На таких нанометровых разрешениях не работают обычные световые микроскопы - они просто не могут видеть объекты меньшие, чем длина волны, из-за дифракционного предела.

Атомно-силовые микроскопы не могут работать с живым материалом, а мы же хотим разглядеть кинезин в живой клетке. Поэтому нужно идти на ухищрения и использовать так называемую флуоресцентную микроскопию высокого разрешения. Такие микроскопы называют наноскопами, понятно, за какие заслуги. И они работают с живыми клетками, позволяя рассматривать белки в 20 нанометров и даже меньше. Принцип его работы был основан на поиске минимума флуоресценции. При этом в интересующем оператора белке высвечивают кольцеобразным пучком света молекулу-флуорофор. В одних местах этого пучка - в центре - она не флуоресцирует, а в других наоборот. После многократных смещений молекулы и пучка света можно выстроить карту перемещений и определить расположение объекта. Собственно вот примерно таким наноскопом под названием MINFLUX и исследовали молекулы кинезина-1 в раковых клетках людей и в мышиных нейронах. Метод позволил добиться беспрецедентного разрешения в 4 нанометра в одном случае и в 0,6 нанометра в другом и записать уникальные видео. Для фиксирования положения молекулы требовалось всего лишь 20 фотонов. Кроме того было сделано несколько открытий. Первое. Кинезин-1 мог шагать не только по трубочкам, но и переходить на соседние, если что-то мешало его передвижению. Второе. Выяснили длину его шагов, но здесь были нюансы. В одном из исследований кинезин шагал несимметрично, некоторые шаги были на 6 нанометров, а некоторые аж на 10. Оказалось, что это происходит из-за того, что флуоресцентная метка, нужная для отслеживания, была прикреплена к одной из ножек-спиралей. Она влияла на весь стебель и на фиксируемую длину шагов. Если бы не это, то шаги были равномерными в 8 нанометров, что и показали, в тесте с метками на обеих спиралях. Хотя также существуют и большие 16-нанометровые шаги, но более редкие. Третье. Удалось выяснить, в какой момент происходит связывание молекулы АТФ с кинезином, оказывается, это происходит только тогда, когда кинезин держится за трубочку только одной ножкой, ну или скорее головкой.

Но самое главное - это всё же апробация самого точного на данный момент метода по отслеживанию перемещения белковых молекул в живых клетках, с разрешением менее нанометра. Сам кинезин тоже можно поизучать, ведь мутации в нём ведут к возникновению разных заболеваний, поэтому знания о нём помогут с ними бороться.

Самый длинный вирусный хвост

А сейчас я познакомлю вас с эволюционным чудом. Это вирус, а точнее бактериофаг, с очень длинным хвостом. Его и прозвали соответствующе - Рапунцель.

Проживает он в горячих источниках и охотится на местных бактерий, одних из наиболее устойчивых к адским условиям. Как работают фаги, вы уже наверняка знаете. Это очень распространённая форма не-жизни, существующая везде, где есть бактерии. В отличие от вирусов, поражающих животных, в теле фагов не одно отделение, а два - оболочка с ДНК и хвост.

Хвосты у фагов не менее разнообразны, чем наши причёски. Но в основном у них достаточно короткие и жёсткие хвосты.

Но у Рапунцель хвост просто гигантский, раз в 10 больше, чем обычно. Он достигает почти 1 микрометра в длину, что сопоставимо с диаметром нити паутины. Так как хвосты нужны, чтобы проникать в бактерии, то монструозный хвост Рапунцель помогает разбираться с самыми крутыми бактериями.

Заодно этот хвост помогает Рапунцель выживать в экстремальных условиях с температурой до 170 градусов. И не спрашивайте, как глагол "выживать" относится к неживому фагу, но спросите - как хвост помогает?

Учёные определили что хвост состоит из маленьких строительных блоков - белков, соединяющихся в длинную полую трубку. Что интересно, эти блоки могут менять свою форму, когда они присоединяются к другому блоку. Это очень важно, потому что позволяет избегать ошибок во время сборки. Крио-электронная микроскопия позволила в деталях разглядеть строение и работу таких белков. Механизм соединения очень напоминает шарнирный механизм, но в то же время хвост собирается из белковых колец, оставляющих внутри полость.

Исследователи заявили, что ближайшая аналогия тут - это Лего. Но только пока деталька не присоединилась, её выемки закрыты. Поэтому процесс самосборки саморегулируется.

Также количество типов белков, из которых состоит хвост, меньше, чем обычно у фагов, примерно вполовину. Учёные считают, что некий древний вирус спаял несколько разных белков в один, да так и оставил.

А ведь если пару-тройку деталек лего, составленных вместе, заменить на цельную деталь аналогичной формы, то она явно будет прочнее. То есть хвост из более крупных и более устойчивых блоков и делает вирус более устойчивым к высоким температурам.

Излечение от ВИЧ по новому сценарию

Кажется, появляется новый способ избавления от ВИЧ. Описали новый случай излечения у пациентки, как она сама заявляет, смешанного происхождения, после переливания пуповинной крови с особой мутацией. Окрестили женщину нью-йоркским пациентом.

С 2017 года она живёт без вируса. Её случай отличается от трёх других известных случаев излечения от ВИЧ тем, что в нём использовалась не трансплантация костного мозга с мутацией CCR5-дельта32, защищающей владельца от ВИЧ, а переливание пуповинной крови от младенца с такой же мутацией.

Согласитесь, чем пересаживать костный мозг, предварительно убивая остатки собственного иммунитета пациента, гораздо безопаснее перелить кровь, содержащую нужные стволовые клетки. А пуповинная кровь как раз ими и богата. Ещё один нюанс в том, что предыдущие пациенты были белыми, а нью-йоркская пациентка - смешанной расы.

Это важно, поскольку для ВИЧ-инфицированных людей неевропеоидной расы достаточно сложно находить подходящих взрослых доноров. А с пуповинной кровью процесс будет гораздо легче.

Нужен только достаточно обширный скрининг младенцев на предмет мутаций, защищающих от ВИЧ. Собственно пересадка костного мозга с такой мутацией как раз и нужна, чтобы у пациента начали вырабатываться здоровые лимфоциты. Да, у всех четырёх пациентов вдобавок к ВИЧ был рак крови, при котором нужна пересадка.

Взрослого донора костного мозга нью-йоркской пациентке найти было бы почти нереально, но в банке крови нашлись пять подходящих образцов пуповинной крови с мутацией CCR5-Δ32. В 2017 году пациентке влили пуповинную кровь вместе со стволовыми клетками её родственника и назначили иммуносупрессивную терапию, чтобы не было отторжения. Уже к 14 неделе все пересаженные клетки прижились и начали работать. Стволовые клетки от донора-родственника были нужны, потому что в пуповинной крови не так много клеток, и процесс заселения организма лимфоцитами только с такой кровью занимает слишком много времени.

В итоге и ВИЧ, и лейкемия у пациентки отступили, и вот уже 4 года она живёт без ВИЧ. 37 месяцев после переливания она ещё принимала антиретровирусную терапию, но потом отказалась от неё, а ВИЧ за ещё 30 месяцев так и не вернулся. Так что этот метод позволяет не искать взрослых доноров костного мозга и применим к неевропеоидным расам, хотя всё ещё применим не так широко, как хотелось бы.

Статья HETDEX Public Source Catalog: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/aca962

Сайт HETDEX: https://hetdex.org/

Подключиться к поиску тёмной энергии: https://www.zooniverse.org/projects/erinmc/dark-energy-explo...

Масса Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) составляет 6,2 т. Полет до лун Юпитера займёт около 8 лет и достигнет орбит Юпитера в июле 2031 года, научная работа продлится чуть больше 4 лет. На борту аппарата будет 10 инструментов для изучения магнитных полей и получения других данных в системе Юпитера и его спутников.

После почти трёх с половиной лет облёта Ганимеда, Европы и Каллисто на орбите Юпитера в декабре 2034 года космический аппарат должен будет выйти на орбиту вокруг Ганимеда, чтобы поближе рассмотреть самую большую луну Солнечной системы. После завершения миссии, стоимость которой оценивается примерно в 1,5 млрд евро ($1,6 млрд), ожидается, что JUICE упадёт на Ганимед в конце 2035 года, когда у него закончится топливо, необходимое для поддержания орбиты вокруг луны.

Содержание ролика:

• 00:00 Галилеевы луны

• 01:47 Русские ученые в проекте

• 03:00 Леонид Гурвиц

• 04:50 Задача проекта Juice

• 08:10 Магнитное поле Юпитера

• 08:50 Как открыли океаны?

• 12:51 Как Juice откроет океаны?

• 13:55 Запуск и полет Juice

• 16:30 Участие команды PRIDE

• 18:46 Точность определения аппарата

• 20:00 Катастрофа для российских ученых

Содержание ролика:

00:20 Школьник впервые отсеквенировал геном популярной рыбы

01:19 Луна могла быть активной дольше, чем считали ранее

03:07 Насекомые могут влиять на атмосферное электричество

04:44 Солнце не влияло на события Мияке

07:18 Учёные создали часы, работающие на новом принципе

09:26 Лучшая новость предыдущего выпуска

Школьник впервые отсеквенировал геном популярной рыбы

Скаляриям, этим маленьким популярным аквариумным рыбкам не повезло. Их геном никогда не секвенировали полностью. Эту несправедливость исправил школьник из Калифорнии по имени Индивер. Его рыбка Кельвин почила в бозе, но Индивер решил увековечить её по-научному. Он отправился в местную общественную лабораторию, предоставляющую сложное оборудование за плату, там он прочитал и оцифровал полный геном своей рыбки, а затем выложил его в открытый доступ на гитхабе. Деньги, правда, были не его собственные, а краудфандинговые, но это делает эту новость только интереснее. В удивительное время мы живём. Когда-то к секвенирование генома было чуть ли не научным таинством, а сейчас этим занимаются школьники. Кир Булычёв был бы доволен. Верю, что это новая нормальность.

Луна могла быть активной дольше, чем считали ранее

Луна - безжизненный кусок камня, недра которого холодны и неподвижны. Считается, что вся активность недр Луны прекратилась почти 3 миллиарда лет назад. Но мы помним, что когда Луна образовалась в результате катаклизма почти сразу после формирования Земли, она представляла собой шар из расплавленных пород, который остывал весьма приличное геологическое время. По этому времени остывания можно многое узнать о составе недр и о геологических процессах прошлого.

Новые образцы с китайского зонда Чань Э содержали вулканические породы, возраст которых составлял всего 2 миллиарда лет. Конечно, это насторожило учёных, поскольку все расхождения в оценках возраста требуют новых теорий и моделей. Через почти миллиард лет после остывания недр что-то разогрело базальт до температуры плавления и выкинуло на поверхность. Либо что-то было не так с китайскими образцами. И это логично, поскольку до этого на Землю доставили килограммы реголита. После серии экспериментов с новым грунтом выяснилось, что у него была более низкая температура плавления из-за химического состава. Разница с образцами Аполлонов составляла практически 80 градусов. Базальты, доставленные китайцами оказались легкоплавкими, так что, вероятно, поздний вулканизм на Луне всё же присутствовал. После основного остывания недр 3 миллиарда лет назад в течение какого-то времени наружу выходили всё менее тугоплавкие материалы, и слабенькие процессы сохранялись ещё сотни миллионов лет. Хотя это ещё не точно, нужно больше образцов с других площадок, а ещё лучше с глубин.

Насекомые могут влиять на атмосферное электричество

Кажется, теперь понятно, почему нельзя верить гидрометцентру. Всё дело в пчёлах. Точнее - дело в том, что синоптики по какой-то неведомой причине до сих пор не учитывают в своих моделях атмосферное электричество, на которое влияют пчёлы.

Электрические процессы в атмосфере крайне важны для погоды. И речь идёт не только о молниях. Электричество влияет даже на скорость формирования дождевых капель. Но что влияет на электричество? На электрические процессы влияют, само собой, движения воздушных масс, космические лучи, объекты, построенные человеком, в какой-то степени ландшафт и даже насекомые. Известно, что пчёлы могут переносить электрический заряд. Очень небольшой, порядка 100 пикокулон. Но рой пчёл, наверное, может быть серьёзным таким переносчиком. После замеров, проведённых в полевых условиях при помощи зонда, выяснилось, что рой пчёл значительно так влияет на градиент электрического потенциала в воздухе. Причём тем больше влияет, чем плотнее рой. Для роя в 500 пчёл градиент потенциала может достигать 300 Вольт на метр. Для сравнений - вот градиент потенциала восьмиметрового дерева. Но 500 пчёл это ничто по сравнению с нашествиями саранчи, которая иногда передвигается роями в сотни миллионов особей. Такие миграции могут создавать электростатические эффекты, превышающие эффекты грозовых туч. В поговорку про бабочку и тайфун можно довнести ещё и смысл про градиент потенциала. А учёные заявляют, что эти нюансы помогут улучшить климатические модели в отношении переносимой пыли. Хотя, возможно, что для идеального прогнозирования погоды не хватало как раз влияния пчёл, бабочек и птиц.

Солнце не влияло на события Мияке

Дендрохронология - это научная дисциплина, позволяющая заглянуть в прошлое, изучая спилы, срезы деревьев, их годичные кольца. В 2012 году японцы обнаружили в кольце японского кедра, относящегося к 775 году аномально высокое содержание изотопа углерода-14. После этого изучили множество других деревьев и обнаружили ещё 5 таких аномалий. Все они получили название события Мияке.

Что такого интересного в этом событии? Углерод-14 это нередкий гость в нашей атмосфере, он образуется, если из атома азота нейтроном выбить один протон и накапливается везде, где только можно, и, между прочим, используется для радиоуглеродного датирования. Синей линией отмечен его естественный для Земли уровень. Надо сказать, что до эры ядерных испытаний, его концентрация была невысокой, да и после 65го года тоже пошла на спад. Крайне рассчитываю, что и далее уровень не повысится. Но если аномальные уровни наблюдались сильно до изобретения ядерной бомбы, то что-то привносило в атмосферу сильно много нейтронов. Напомню, что время жизни свободного нейтрона было недавно уточнено с высокой точностью, мы об этом рассказывали, и составляет оно 15 минут.

Тогда откуда могло попасть в нашу атмосферу сильного много нейтронов? Правильно - из Солнца, когда в нём происходят какие-то катаклизмы. Однако, глубокий космос тоже может облучить атмосферу жёстким излучением, что порождает каскады реакций, вызывающих в том числе и высвобождение нейтронов. Событий Мияке обнаружено очень мало - всего 6. Три из них произошли более 7 тысяч лет назад, и 3 в пределах 2,5 тысяч лет (В 7176, 5410, 5259 и 663 годах до н.э. и 775 и 993 годах н.э.)

Но что так сильно облучило атмосферу Земли? Что было причиной явлений, потенциально способных вывести половину электроники Земли и её орбиты из строя, случись это сейчас? Нет ответа. Единственное, что смогла доказать недавняя статья, что это не Солнце. По крайней мере не для всех событий Мияке. Дело в том, что во-первых, эти события никак не совпадают с 11-летним солнечным циклом. Во-вторых, в разных событиях процесс накопления углерода-14 был разным по времени. Где-то всё событие укладывалось в год, а где-то длилось несколько лет. Именно поэтому Солнце тут не при чём. Хотя надежды, конечно, были. Всё же его проще предсказывать, чем неожиданные вспышки из космоса, угрожающие цивилизации. Так что я бы именно эту загадку включил бы в самые важные загадки для Человечества.

Учёные создали часы, работающие на новом принципе

Если сказать "тик-так", то мы опишем всю суть практически любых часов. Периодические колебания - это то, что помогает измерять время. После механических часов человечество освоило атомные, затем оптические, но и их суть заключалась в измерении некоторых периодических явлений - например переходов между атомными уровнями. Само собой даже очень точные "тик-таки" атомных часов сами по себе не укажут на точное время, их нужно отмерять от какой-то изначальной точки, определённой совместными усилиями.

Но вот учёные добрались до переосмысления атома применительно к измерению времени. Они решили использовать его непериодически. Для этого они окунулись в квантовую физику. Основой нового типа квантовых часов стал ридберговский атом. Это атом с так сказать очень большой внешней электронной орбитой. У его внешних, валентных электронов волновая функция сильно зависит от времени. Что интересно, за счёт интерференции волновую функцию таких атомов можно заставить вести себя таким образом, что она не будет повторяться. По крайней мере на время жизни системы, собранной из десятков таких атомов. Т.е. узор волновой функции будет уникальным в любой точке того времени, что работает устройство. Эксперименты ставили на атомах гелия, облучаемых ультрафиолетом. Показания снимали инфракрасным импульсом - он вызывал вылет электрона, и его спектр говорил об определённых значениях волновой функции. Она была постоянно уникальна на всём отрезке времени. Причём эксперименты повторяли многократно, уникальность присутствовала на отрезках времени выше примерно 2 пикосекунд. Чтобы подчеркнуть уникальность нового типа часов их назвали не atomic или quantum clock, а watch. Т.е. не часы типа настольных или настенных, а часы типа наручных. Хотя портативностью новая установка, конечно, не отличается. Как вы поняли, основной смысл новых квантовых часов в том, что им не нужна некая точка отсчёта. Точное время можно определить по одному измерению, если ты знаешь саму функцию колебания, свойственную часам.

Содержание ролика:

01:36 Самое точное измерение постоянной Хаббла

04:02 Комаров привлекают определённые запахи

06:17 Золото помогает оценить выдержку виски

08:51 Лучшая новость предыдущего выпуска

09:22 Учёные срастили нейроорганоид и мозг животного

Британский учёный Ильдар Рахматулин собрал лазерную турель для охоты на тараканов. Электронная начинка состоит из одноплатного компьютера, двух камер для имитации бинокулярного зрения и определения расстояния до цели и моторчика для управления зеркалом. А боевая часть состоит из боевого лазера. Ну как боевого, самый лучший результат показал лазер мощностью 1,6 ватта. Если система засекает движение, она при помощи нейросетей определяет, таракан ли это. Если это он, она определяет его координаты и поворачивает зеркало так, чтобы луч лазера поразил его корпус. За секунду устройство способно нейтрализовать таракана на расстоянии чуть больше метра. Если конечно попадёт в корпус.

Точность наведения до 1 сантиметра на расстоянии в 10 метров, поэтому иногда луч попадает по ногам, где расположены тепловые сенсоры, что придаёт таракану ускорение, ну а системе при этом сложнее повторно наводиться.

Самое точное измерение постоянной Хаббла

Некоторые учёные, думаю, были потрясены недавними измерениями скорости расширения Вселенной. Ведь они усилили напряжённость Хаббла. Во-первых, существует два способа измерения скорости расширения. Первый основывается на реликтовом излучении. Этот способ даёт оценку примерно в 66,9 километров в секунду на мегапарсек. Этот показатель называется постоянная Хаббла. Это весьма быстро, представьте себе скорость в 250 тысяч километров в час на каждые 3 с небольшим световых года. Второй способ измерения постоянной Хаббла основывается на стандартных свечах. По факту это сверхновые определённого типа, Ia. Они взрываются строго по достижению определённой массы, когда белый карлик перетягивает на себя вещество звезды-партнёра. А значит, что их мощность и яркость свечения всегда будут одинаковыми в любой точке Вселенной. Кстати, именно по таким сверхновым вообще узнали, что Вселенная расширяется ещё в 98м.

Второй способ после измерения тысячи стандартных свечей дал значение постоянной Хаббла примерно в 73,2 километра в секунду на мегапарсек. И это расхождение между двумя способами измерения не особо радовало астрономов. Это в повседневной жизни можно взвесить пакет гречки напольными весами, а потом ещё и кухонными. Получить разный результат, озадачиться, рассчитать среднее значение и на этом успокоиться. В астрономии так нельзя. Нужно уточнять. Вот это расхождение в значениях и называется напряжённостью Хаббла.

Во-вторых. Собственно, этим уточнением учёные, которые рассчитывали постоянную вторым способом, и занялись. Это делалось в рамках обзора неба Pantheon+, и теперь в расчёты включили не 1000, а полторы тысячи сверхновых. Уточнённые данные с высокой точностью дали показатель постоянной Хаббла в 73,4 километра в секунду на мегапарсек. Что, как вы догадываетесь, ещё дальше отодвигает результат от первого способа измерения. Т.е. расхождение между двумя способами стало ещё больше, что как бы не упрощает жизнь астрономов вот ничуточку. Нужно придумывать новые способы расчётов, новые модели и всё такое. Хорошо, что заодно уточнили и содержание тёмной энергии и тёмной материи, непосредственно связанных с процессами расширения Вселенной. 66.2% Вселенной приходятся на тёмную энергию, а оставшиеся 33.2% совместно на тёмную материю и обычную материю.

Комаров привлекают определённые запахи

В компании, которая выбирается в поход, на шашлыки, на речку вы обычно тот, кого комары почти не кусают, или тот, на кого они набрасываются едва услышав ваш…. запах? 

То, что у комаров есть свои предпочтения, известно давно. Однако, что именно привлекает или отталкивает их, до сих пор было не очень понятно. Вот неполный список возможных причин: группа крови, температура тела, состояние беременности, ацетон, особый запах тела, вероятно немытого.

Запах, вообще-то очень логичная причина. И если иные причины узаконить пока сложно, но запах был подтверждён одной недавней научной работой. Анализировали неповторимый запах кожи, а точнее его химический профиль. Он отличается у всех людей примерно как отпечатки пальцев.

Чтобы собрать запах с кожи рук, а точнее летучие вещества, на добровольцев надевали нейлоновые рукава на несколько часов, чтобы они хорошенько пропитались запахами. Затем учёные поочерёдно брали по два фрагмента рукавов разных людей и подбрасывали их комарам, замеряя их интерес к тому или иному фрагменту. Постепенно они выстроили рейтинг привлекательности запахов. Лидеры были в 100 раз более привлекательными для комаров, чем запахи аутсайдеры. Затем летучие вещества с рукавов проанализировали и обнаружили одну простую закономерность. В самых привлекательных запахах в больших количествах присутствовали карбоновые кислоты или продукты их переработки. Перерабатывать их могут микроорганизмы на коже.

Карбоновые кислоты - это достаточно простые соединения, их вырабатывают наши сальные железы, причём больше, чем у других млекопитающих. Интересный факт, сами по себе они скорее нейтральны или отталкивают комаров, но если они смешиваются с аммиаком из пота, то комары не могут устоять. Про смесь аммиака и молочной кислоты известно давно. Сейчас же учёные назвали несколько самых привлекательных кислот - пентадекановая, гептадекановая и нонадекановая кислоты (pentadecanoic, heptadecanoic, and nonadecanoic).

Непривлекательность же наоборот не характеризовалась присутствием каких-то веществ. Скорее их отсутствием. Ещё более интересный факт. Применение всяких гелей для душа, кремов и даже диет не сильно меняет профиль запаха. Также он почти не меняется с возрастом. Что говорит об одном: кто-то из нас обречён навечно.

Золото помогает оценить выдержку виски

К виски можно относиться по разному, но отрицать, что вокруг этого напитка сложилась определённая культура, сложно.

Одна из характеристик этого напитка - выдержка. А именно - сколько времени виски находится в дубовых бочках. Бочки отдают напитку ряд веществ, определяющих тонкости вкуса и аромата. А так как процесс зависит от множества нюансов вроде особенностей древесины, заполненности бочки, наличия воздуха и даже финиширования в бочках из-под других напитков типа хереса, то заранее определить конечный результат крайне сложно. Нельзя просто отмерить, скажем, 8 лет, а по истечении срока просто опустошить бочку. Нужны некие вкусовые измерения. Сейчас это под силу специалистам своего дела, купажистам, которых приглашают для того, чтобы оценить результат выдержки и сообщить, образно говоря, что в общем-то достигнута некая планка для конкретного сорта виски, и можно его доставать и разливать по бутылкам. Но если бочек тысячи, представляете, насколько это кропотливый и трудоёмкий процесс? Это не газировку замесить на одной рецептуре.

Лабораторные исследования, к сожалению, ограниченно применимы. Это методы газовой и жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии, нацеленные на обнаружение концентраций нужных веществ. Просто оборудование для них ну уж очень сложное и большое, небольшим винокурням с ним делать нечего. И вот появился метод, способный, вероятно, в перспективе удешевить производство виски. Основан он на химии. Работает это так - берём в равных долях виски и раствор золота. Вы не ослышались, это всё равно будет дешевле, чем ручной труд. Далее - нужно будет их смешать.

Те самые вещества, которые создают суть виски, начинают взаимодействовать с тетрахлорауратом водорода, что приводит к появлению наночастиц золота. Грубо говоря, выпадают золотые хлопья. Выглядит это так, будто виски меняет свой цвет, добавляя розово-красноватого. По количеству, составу и размеру хлопьев, а точнее по их спектру, ведь в итоге анализ делается не на глаз, а при помощи аппаратуры, можно определить и сорт виски, и время его выдержки. По факту, наличие наночастиц золота создаёт условия для плазмонного резонанса, а его можно обнаружить в качестве пиков вот на таких графиках спектра поглощения. По этим пикам и определяются характеристики виски.

В воде, водке никаких таких пиков и наночастиц не было. Т.е. в дело вступают именно вещества, получаемые из бочек. А весь эксперимент шёл более 6 лет, ведь именно столько раз, каждый год, учёные делали забор материала с последующим анализом из бочки, находившейся в Шотландском НИИ виски. Да, у них там есть и такой. В общем, практически золотой стандарт.

Учёные срастили нейроорганоид и мозг животного

В прошлом ролике я намекнул, что учёные сделали не менее интересную вещь с человеческим нейроорганоидом и мозгом крысы, и теперь, похоже, настало время рассказать об этом подробнее.

Вообще, все исследования нейроорганоидов идут не от хорошей жизни. Просто мы не в состоянии изучать процессы в живом человеческом мозге, а если брать мозг собак или обезьян, то он сильно отличается от человеческого. Поэтому и приходится изворачиваться с моделированием при помощи церебральных органоидов.

Как ни крути, органоид, выращенный из стволовых клеток в пробирке - это искусственная субстанция. Поэтому, когда его нужно проверить на боевых условиях, скажем, подсадив в реальные условия живого мозга, тут начинаются проблемы.

Плохая приживаемость, скудная связь, недостаточная прорастаемость кровеносными сосудами. Но наука не стоит на месте. И вот новое достижение нейро-ксено-биологов. Сейчас расскажу подробнее. Задача стояла следующая - перенести органоид из человеческих клеток в мозг крысы. Но теперь пересадку делали не взрослым мышам, а новорождённым. Их мозг ещё продолжал развиваться, поэтому он смог встроить органоид в свою структуру. К тому же у этих мышей была модифицирована иммунная система, поэтому они не смогли отторгнуть подселенца.

Интересный факт: объём органоида из человеческих клеток за время взросления крысы увеличился в 9 раз. Крайне важно, что в него проросли кровеносные сосуды и проникли вспомогательные мозговые клетки - клетки микроглии. "Встроенные" нейроны чувствовали себя значительно лучше, чем их пробирочные братья. Они были крупнее, они экспрессировали гены так, как делают обычные нейроны во время созревания, более того, они связались с клетками крысиного мозга и могли передавать в него сигналы. Проверили это так. Крысы получали награду, если пили в тот момент, когда к человеческим клеткам применяли раздражитель. Через некоторое время у крыс выработалась привычка идти пить во время раздражения человеческих нейронов. А значит имплантированные клетки действительно связались с крысиными и передавали сигналы насчёт того, что пора сделать дело и получить награду. Но они не только смогли передавать, но и получать сигнал. Когда крысу трогали за усы, в имплантированных нейронах возникал сигнал, часть клеток активировалась. Т.е. связь возникла двусторонняя. Такие модели из человеческих нейронов в крысах можно использовать для многих исследований работы мозга в полевых условиях, а также для изучения заболеваний и отклонений от нормы.

Содержание ролика:

00:25 Как мини-мозг научился играть в понг

03:09 У "спящих" бактерий постоянно работают датчики

05:01 Тихоходки не стареют в криобиозе как "Спящая красавица"

06:27 Противоастероидная защита показала высокую эффективность

07:20 Учёные научились видеть сквозь мутную среду

10:22 Лучшая новость предыдущего выпуска

Как мини-мозг научился играть в понг

Нейроорганоид — это сгусток нервных клеток, содержащий почти миллион нейронов мыши и человека, был выращен на подложке с матрицей из электродов. Электроды позволяют считывать активность нейронов и отправлять её в компьютер и получать обратную связь из компьютера. Для мозга в пробирке написали подобие классической аркады - игры Понг, но только без оппонента, со стеной. Выглядит это до боли узнаваемо. Информация о нахождении мяча подаётся на электродную матрицу с правой или левой стороны в виде электрической стимуляции. Положение сигнала говорит о положении мяча, а частота сигнала о расстоянии до него.

Ну а нейроны органоида могут реагировать, отправляя сигналы, говорящие о том, куда нужно передвинуть платформу. Локация сигналов кодирует направление движения, а частота - скорость.

Как оказалось, мини-мозги не могут играть в понг так же хорошо, как человек, но они учатся быстрее, чем некоторые виды ИИ. Иногда процесс обучения занимает всего 5 минут.

Окей, но что же с системой подкрепления? Дофаминовой системы у этого мозга просто нет. Как и любой другой системы вознаграждения. Но зато, как и любая система, этот органоид стремится к минимизации энтропии.

Исследователи сообщили, что «клеткам органоида подаётся непредсказуемый стимул, и система формирует свою активность таким образом, чтобы лучше играть в игру и минимизировать случайности. Отбивая мяч и получая предсказуемый ответ, она создает для себя предсказуемое окружение». То есть, когда мяч не отбит, органоиду подаются хаотичные сигналы, что не очень-то приятно, а если отбит - предсказуемый приятный сигнал.

У "спящих" бактерий постоянно работают датчики

Известно, что бактерии умеют переживать плохие времена, не пересекая границу, а образуя так называемые споры.

Спора в этом случае это не половая клетки, используемая для размножения, как у грибов, а скорее скафандр с очень плотной оболочкой, в который превращается бактерия. Она теряет много воды, скукоживается, и под мембраной образуется эта оболочка. В таком состоянии в неблагоприятных условиях бактерии могут находиться долгое время, десятилетиями, а в редких случаях вплоть до десятков миллионов лет, а затем расконсервироваться и продолжить жизнедеятельность, вернувшись к обычному состоянию и впитав воду.

Есть вопрос, учитывая, что все физиологические процессы бактерия в таком состоянии останавливает, остаются ли некие процессы опрашивания состояния внешней среды, работают ли какие-то датчики, подсказывающие, что пора пробуждаться?

Да, остаются. Например, споры сенной палочки, находясь, в анабиозе, работают как конденсаторы. Накопленная ими электрохимическая энергия используется для отслеживания внешних условий. Это происходит так. На внешней мембране у споры имеется определённая концентрация ионов калия. При изменении окружающей среды, например появлении питательных веществ, спора выделяет дополнительные ионы калия из ядра к мембране и происходит измерение концентрации ионов на мембране и во внешней среде. Когда концентрации достигают определённых значений, превышается некий порог, пора пробуждаться. Если же изменения незначительны, то спора продолжает спать. Т.е. спора чувствует практически все изменения, но пробуждается только тогда, когда эти изменения превысят некий порог приемлемости.

Тихоходки не стареют в криобиозе как "Спящая красавица"

Тихоходки могут выживать вообще в невообразимых ужасных обстоятельствах. Радиация, кипяток, жидкий азот, выстрел из пушки. Как говорится, подчеркните актуальные для вас угрозы. Но для того, чтобы пережить, например, космические условия, они впадают в ангидробиоз. Т.е. избавляются примерно от 98% влаги своего организма. Так вот, пока они находятся в этом состоянии - они не стареют.

Т.е. если их дегидратировать, скажем, на 20 дней, то их продолжительность жизни увеличивается тоже на 20 дней. Прекрасно. Но и холод тоже полезен для долголетия.

Криобиоз, т.е. погружение в замороженное состояние, работает точно так же. Тихоходок попеременно то замораживали до температуры -30 градусов, то размораживали и кормили. Потом цикл повторяли до тех пор, пока они не умерли. В итоге продолжительность их жизни превысила продолжительность жизни тех тихоходок, над которыми не изд.. не экспериментировали, ровно на столько, сколько они провели в криобиозе.

Шутка про сон в холодильнике всё равно не актуальна. Хотя человек, вполне возможно, тоже не стареет в криобиозе, но никого ещё не смогли из него вывести.

Противоастероидная защита показала высокую эффективность

Вы уже знаете, как человечество применило таран по отношению к астероиду. Суть в том, что после столкновения полутонного зонда с астероидом Диморфос, вращающимся вокруг другого астероида, НАСА ожидало изменения периода обращения первого вокруг второго примерно на 7 минут. После всех измерений оказалось, что период обращения изменился не на 7, а на целых 32 минуты, что значительно выше средней оценки и соответствует верхней планке расчётных моделей. То есть вся процедура оказалась крайне эффективной. Во многом в этом помогло то, что после удара из Диморфоса было выброшено большое количество вещества, образовавшего тот самый хвост на 10000 километров, который мы показывали вам в прошлом ролике. В ролике вы можете увидеть новые снимки кратера, который образовался после столкновения.

Учёные научились видеть сквозь мутную среду

Камеры, да и наши глаза, работают с прямыми лучами света при помощи системы линз. Но если между источником и приёмником находится неоднородная среда, то изображение будет размытым из-за рассеяния.

Если рассеяние не сильное, то в объектив попадает достаточное количество прямых лучей, чтобы воссоздать картину. При этом нужно, чтобы было известно либо самое искажение, либо форма объекта, либо его внешний вид. Но если много зашумляющих сигналов и среда сильно рассеивающая, то восстановление изображения это прям сложная задача.

Сложно заглянуть за туман войны… За вот такой вот спекл. Да, так называется шум, который мы видим вместо объекта. Но это реально, потому что законы рассеяния в целом не зависят от рассеивающей среды.

И тут включается эффект оптической памяти, указывающий на знаменательную корреляцию между картиной, которую образует свет, проходящий сквозь мутную среду, и узором, который получается, если ту же среду осветить с другой стороны. С практической точки зрения можно получать информацию о скрытой стороне мутной среды без непосредственных измерений. При помощи весьма затратных вычислений, инверсии автокорелляций и всего такого, можно получить данные о скрытом объекте, но только если в поле зрения нет движущихся объектов.

Для эксперимента взяли гелиево-неоновый лазер, пропущенный через вращающийся диффузор, который освещал сцену с движущимися объектами на цифровом микрозеркальном устройстве, а отраженный свет затем проходил через рассеиватель и скармливался цифровой камере. Суть нового метода в том, что применяя к изображениям сложные вычисления, в т.ч. использующие эффект оптической памяти, а конкретно - вычисления кросс-корреляций, можно, во-первых обнаружить и исключить неподвижные объекты из уравнений. Это достижимо., если вычитать из смещенной во времени автокорреляции автокорреляцию в конечный момент времени Т1. А во-вторых, можно засечь подвижный объект, если он движется полностью,а не частично. В т.ч. можно определить изменения его формы, размеров, ориентации. На полученных экспериментальных видео движущийся объект всегда находится по центру, а вокруг него изменяется обстановка. Т.е. компьютер видит сквозь мутную среду и лоцирует движущийся объект. И всё это работает с незначительными затратами вычислительных ресурсов.

Конечно, в этой методике есть ряд ограничений. Например, движущийся объект должен быть рядом с каким-нибудь неподвижным объектом. Но зато потенциально наши машины смогут прекрасно видеть в условиях тумана и других неблагоприятных условий.