В соответствии с этим вариантом, в статьях не будут указаны российские и белорусские институты, а также Объединенный институт ядерных исследований. Однако в списках имен авторов будут индексы исследователей в системе ORCID, а редакции журналов будут получать полные списки имен и аффилиаций без изъятий — не для публикации, а для машинной обработки и сбора исторических данных. Некоторые российские физики ранее уже называли такой вариант дискриминационным.

Участие российских исследователей в международных проектах и программах последовательно сворачивается с начала военных действий на территории Украины. Фактически закрыт российско-европейский проект «ЭкзоМарс», российских пользователей отключили от базы научных статей Web of Science, а немецкие ученые выключили телескоп eRosita на борту космического аппарата «Спектр-РГ».

https://nplus1.ru/news/2023/02/03/no-russian

Томас Беддоус не собирался придумывать наркотик. Англичанин искал способ вылечить туберкулез. Беддоус считал, что от болезней легких может помочь «искусственный воздух» с пониженным содержанием кислорода. В экспериментах с собаками, которых он заставлял дышать разными газами, он установил, что ингаляции водорода или углекислого газа «убивают жизнь» (да, собаки задыхались), и надеялся теперь, что газ сможет погубить болезнь в легких — если подобрать нужную концентрацию.

К тому времени — а дело происходило в конце XVIII века — химики уже умели получать в чистом виде и углекислый газ, и водород, а за пару лет до экспериментов Беддоуса естествоиспытатель Джозеф Пристли открыл кислород. Кроме этих газов, в состав искусственного воздуха должны были войти и соединения азота. Их тоже первым получил Пристли, когда полил железные опилки азотной кислотой — выделился «нитрозный воздух», смесь закиси азота (N2O) и монооксида азота (NO). Пристли заметил, что в атмосфере такого воздуха гибнут растения — и, вероятно, это послужило еще одним аргументом для Беддоуса, чтобы использовать его и для «убийства» болезней.

Тогда перед врачом встал закономерный вопрос: откуда этот самый «воздух» брать в промышленных масштабах? С ответом ему помог физик Джеймс Ватт (да, тот самый). Он придумал Беддоусу машину для производства искусственного воздуха, а заодно и аппарат, чтобы этот воздух вдыхать.

Машина состояла из трех частей: печи (для закиси азота в ней жгли аммиачную селитру), сосуда с водой, который охлаждал выделяющийся газ и осаждал примеси, и газового баллона с газометром. К баллону можно было подключить переносной воздушный мешок из маслянистого шелка, от мешка отходила трубка с мундштуком, чтобы вдыхать полученный воздух.

Устройство машины Беддоуса для производства газов Thomas Beddoes / Considerations on the medicinal use and on the production of factitious airs, 1795

По описаниям современников, Беддоус был человеком энергичным и умным, его идеям верили и даже давали на них деньги. В 1798 году он создал Пневматический институт в Бристоле, где пытался лечить пульмонологических больных ингаляциями искусственного воздуха, куда в разных комбинациях и концентрациях добавляли кислород, водород, азот и углекислый газ.

Однако «пневматическая» медицина просуществовала недолго. Обнадеживающих результатов Беддоус не получил, зато шокировал коллег и общественность новыми идеями — например, гипотезой о том, что на пациентов с туберкулезом может благотворно повлиять дыхание коров. И как раз в то же время началась эпидемия сыпного тифа, из-за которой здание института переформатировали в обычную больницу, а в 1802 году организация прекратила свое существование.

Но именно в этот период закись азота привлекла внимание других людей — которые собирались использовать ее уже совсем не в медицинских целях.

Лекарство от похмелья

В подвале Пневматического института за машиной Ватта-Беддоуса наблюдал молодой химик Гемфри Дэви — и заодно пробовал на себе разные газовые смеси, которые производила машина. В 1800 году в своей книге «Исследования, химические и философские» Дэви описал неординарный эффект одного из газов — закиси азота, которую ему удалось выделить в чистом виде: она помогла ему справиться с похмельем. «После третьего вдоха я не почувствовал головной боли, возникло приятное возбуждение, сила воли была ослаблена, яркие идеи быстро промелькнули в моем уме; я прошелся по комнате и несколько минут пребывал в сильном возбуждении».

Идея облегчить похмелье закисью азота возникла у химика неспроста — до этого он уже дышал этим газом. При этом, писал он, «повышенная мышечная активность сопровождалась очень приятными ощущениями. <...> Я засмеялся, пошатнулся и попытался заговорить, но не смог произнести ни слова».

Дэви назвал закись азота «веселящим газом» — и это имя, а заодно и само вещество, быстро ушли в народ. Беддоус все еще разбирался, помогает ли закись азота от туберкулеза — а британские вельможи уже начали проводить светские приемы, где вместо вина и деликатесов подавали мешки с веселящим газом. По описанию современников, на этих вечеринках некоторые «бегали вверх и вниз по лестнице и по всему дому, говоря странные вещи», другие «теряли ощущение собственного веса», а третьи и вовсе «чувствовали себя звуком арфы». Были и те, кто описывал ощущения как «возвращение с прогулки по снегу в теплую комнату».

В общем, развлечение, на которое подсели британские аристократы в 1799 году, современные люди, в зависимости от контекста, назвали бы или рекреационным употреблением наркотиков — или злоупотреблением психоактивными веществами.

«Жить стало легче: лекарство для склочных жен» — сатирическая гравюра 1830 года, изображающая Гемфри Дэви, вводящего дозу веселящего газа женщине CC0

Как именно закись азота «веселит», никто в то время объяснить не мог. Более того, и сейчас это ясно не до конца. Эксперименты на крысах показали, что она блокирует NMDA-рецепторы, из-за чего в участках мозга, ответственных за удовольствие, высвобождается дофамин. С точки зрения нейрофизиологии эти процессы действительно должны отвечать за чувство радости и положительные эмоции. Но на людях никто до сих пор этого экспериментально не подтвердил.

Не знали Дэви и его последователи и о том, что вызванное газом веселье не проходит для них без следа. Любое вещество, вызывающее чувство удовольствия, может вызвать зависимость — закись азота здесь не исключение. Высвобождение дофамина, которое приносит смех и хорошее настроение, связано с формированием психической зависимости, если он высвобождается в определенных участках мозга. То, что пристрастившимся к веселящему газу полномасштабная химическая зависимость не грозит, за три века доказательно не ответил никто. Хотя и клинических примеров химической аддикции к N2O тоже никто не предоставил.

Есть отдельные соображения о том, что газ недостаточно сильно действует на дофаминергические пути и нейроны от его воздействия не теряют чувствительности: это, по идее, должно отменять синдром отмены. Но все это не мешает закиси азота, такой дешевой, доступной и простой в употреблении, губить пристрастившихся потребителей.

Вдох бесчувствия

Сэра Дэви, впрочем, сложно назвать Шульгиным викторианской эпохи — он, как и его работодатель, не собирался изобретать наркотик. Химик пробовал применять свои смеси газов в самых разных целях — и, среди прочего, обнаружил у закиси азота обезболивающий эффект. Дэви предложил использовать веселящий газ во время хирургических операций, но медики к нему не прислушались и продолжили оперировать без анестезии. Поэтому в середине XIX века эту идею пришлось придумать заново.

10 декабря 1844 года американский стоматолог Гораций Уэллс продемонстрировал публике человека, который под действием закиси азота подпрыгивал от радости и никак не реагировал на то, что бьется ногами о скамейку, а потом не мог вспомнить о своих действиях — только удивлялся синякам и ссадинам на ногах. Уже на следующий день Уэллс попросил своего коллегу удалить ему зуб. Перед процедурой он вдохнул закись азота — и совершенно не почувствовал боли. После этого Уэллс использовал веселящий газ по крайней мере на 12 своих пациентах.

О том, почему закись азота не только веселит, но и снимает боль, физиологи тоже пока не договорились. Возможно, дело в самой эйфории, которая притупляет чувство боли. Или в том, что закись азота может блокировать глициновые рецепторы нейронов мозга, из-за чего отключается глутаматергическая система, которая ответственна в том числе и за боль. Или же в эндогенных опиоидах — это подозрение возникло после эксперимента на грызунах.

В нем из мышей и крыс сначала «подсаживали» на морфий — вводили до тех пор, пока тот не переставал работать (развивалась толерантность) — животные после инъекции продолжали чувствовать боль. Введение закиси азота испытуемым морфинистам также не помогало снизить чувствительность: а значит, заключили ученые, оба препарата действуют одинаково, то есть через опиатную систему.

В поисках славы и признания Уэллс отправился показывать свое изобретение в Бостон. Но там ему не повезло: во время демонстрации пациент закричал от боли. Позже, однако, пациент признался, что, хотя он и кричал от боли в процессе, после он не помнил не только боли, но даже и того, в какой момент ему удалили зуб. Оправдываться было поздно: студенты в хирургическом театре уже начали шутить, что их просто «надули», а врачи усомнились в эффективности и безопасности этого новшества. Через год основателем анестезии назовут Уильяма Мортона, который поспособствовал демонстрациям своего друга Уэллса в Бостоне, а сам в это время придумал использовать в качестве наркоза совершенно «несмешной» диэтиловый эфир.

Первая публичная демонстрация действия медицинского эфира Уильямом Мортоном 16 октября 1846 года Massachusetts General Hospital

Лишь спустя 15 лет после смерти Уэллса, в 1863 году, стоматолог Гарднер Колтон (который помогал ему с демонстрациями еще до Мортона) начал использовать закись азота в клиниках, которые он основал в Нью-Хейвене и Нью-Йорке. За следующие три года анестезию веселящим газом получили более 25 тысяч пациентов. Но, как оказалось, ни на что большее, чем удаление зуба, анестезирующего эффекта закиси азота не хватало. Диэтиловый эфир и здесь преуспел больше.

Правда, ближе к концу XIX века выяснилось, что от веселящего газа может быть кое-какая медицинская польза. Врачи заметили, что закись азота хороша для вводного наркоза — этапа анестезии, который позволяет быстро выключить сознание и «пропустить» стадию возбуждения — так засыпание для пациента становится более приятным. Это также позволило использовать меньше эфира — что безопаснее для пациента.

Сочетать два вида наркоза помогал газоэфирный ингалятор — изобретение 1876 года, которое подавало пациенту смесь закиси азота и эфира, а их концентрации врач мог менять по своему усмотрению. Так в больницах стало обычной практикой начинать все анестезирующие процедуры с умеренного потока закиси азота, а затем постепенно увеличивать анестезию более сильным эфиром или хлороформом. На этом принципе смешивания газов построены и современные наркозные аппараты — правда, веселящий газ в них используют крайне редко.

Джозеф Кловер готовит хлороформный наркоз. За его правым плечом — мешок с воздухом, содержащим 4,5 процента паров хлороформа CC0

Запретный воздух

Двоюродный брат Эдгара По, Джордж, тоже поучаствовал в деле популяризации веселящего газа — когда придумал способ его сжижать. До того закись азота приходилось возить в огромных мешках, это было дорого и неудобно, особенно по сравнению с инъекционными анальгетиками — например, морфином, который во второй половине XIX века уже набирал популярность. Сжиженная закись азота занимала значительно меньше места, на смену мешкам пришли металлические баллоны, которые надолго обосновались в стоматологических кабинетах. А оттуда попадали на вечеринки.

В этом качестве закись азота просуществовала весь XX век. И если оборот медицинской закиси азота еще можно было как-то контролировать, то баллоны поменьше, которые использовались, чтобы взбивать сливки в ресторанах, из-под этого контроля ускользали. Поэтому добыть веселящий газ было несложно. К тому же он недорого стоил — например, на американском рок-фестивале 1970-х газ обходился по 25 центов за воздушный шарик.

Философ Бертран Рассел в 15-й главе «Истории западной философии» вспоминает со ссылкой на Уильяма Джеймса (того самого, с которого мы начали наш рассказ) такой анекдот о некоем любителе веселящего газа: «Всякий раз, когда он находился под воздействием этого газа, он знал тайну Вселенной, но когда приходил в себя, то забывал ее. Наконец ему удалось путем огромного усилия записать эту тайну до того, как видение исчезло. Совершенно очнувшись, он бросился посмотреть то, что записал. Это было: „Повсюду пахнет нефтью“».

Судя по всему, Рассел ошибся с источником и немного изменил цитату — есть основания считать, что это отсылка к экспериментам медика Оливера Холмса не с веселящим газом, а эфиром, никакого отношения к тайне Вселенной не имевшим, а пахло для Холмса все не нефтью, а скипидаром. Тем не менее, широкую известность получила именно версия Рассела, Летов спел «вечность пахнет нефтью», а веселящий газ, под действием которого Джеймс изучал Гегеля, помимо эйфории, действительно может вызывать галлюцинации.

Несмотря на неоднозначность своих эффектов, веселящий газ не только не растерял свою аудиторию — но даже, наоборот, нарастил ее по мере криминализации конкурентов. К концу 2000-х годов в США около 15 процентов подростков хотя бы раз в жизни пробовали закись азота. А у себя на родине, в Великобритании, она к 2016 году стала восьмым по популярности наркотиком. С ней был лично знаком по крайней мере каждый третий житель королевства — в то время как опиоиды принимали меньше процента взрослых британцев. Сколько потребителей веселящего газа в России — неизвестно, хотя, судя по отдельным медицинским исследованиям, они есть, и их немало.

Таких исследований последствий потребления веселящего газа появляется все больше по всему миру — и мы все больше узнаем о возможных побочных эффектах, которые, как оказывается, у веселящего газа тоже есть. Сами по себе ингаляции обычно безвредны: психогенный эффект газа проходит уже через пять минут, поскольку долго он в крови не задерживается и выходит через легкие обратно. Хотя дезориентация в пространстве и возможные галлюцинации могут, конечно, привести к травмам — особенно если человек находится за рулем автомобиля.

Но от «веселых передышек» могут быть и долгосрочные последствия. Закись азота в больших количествах окисляет кобальт в молекуле витамина B12 и выводит его из строя. А B12, в свою очередь, участвует в синтезе ДНК. Поэтому хронические ингаляции могут привести к снижению числа эритроцитов и лейкоцитов в крови. Кроме того, нарушение обмена витамина приводят к накоплению метилмалоновой кислоты, которая вызывает повреждение миелиновых оболочек в спинном мозге и, как следствие, неврологические нарушения. Их часто описывают исследователи из Китая: пациенты жалуются на слабость, нестабильность походки и бегание мурашек по телу.

На фоне растущего спроса на веселящий газ правительства сразу нескольких стран решили объявить закись азота вне закона. Великобритания в 2016 году ужесточила наказание за нелегальные производство и сбыт веселящего газа (правда, это снова относится только к медицинской закиси азота, а «пищевой» веселящий газ остается легко доступным). Северная Ирландия тоже приняла такой закон — в 2020 году, после смерти пятнадцатилетнего подростка.

В России с 1 января 2021 года действует федеральный закон № 472-ФЗ «Об ограничении оборота закиси азота в Российской Федерации». Согласно нему, запрещены производство, изготовление, поставка, хранение, перевозка и пересылка закиси азота не для медицинского, промышленного или технического применения. Кроме того, запрещена реализация и сбыт такой продукции, а сама закись азота считается «одурманивающим веществом».

Глоток благополучия

Пока законодатели перекрывают воздух дилерам веселящего газа, врачи ищут ему достойное применение. Когда стало ясно, что он не состоится ни как антибиотик, ни как анестестик, появилась новая идея — использовать веселящий газ при психических расстройствах. Еще в первой половине XX века врачи проверили его на пациентах с шизофренией и заметили, что он будто бы облегчил ее симптомы — хотя, по-видимому, в дальнейшем усугубил тяжесть течения болезни.

Чем именно закись азота может помочь поврежденному мозгу, тогда было непонятно. Некоторые психиатры, например, считали , что кислородное голодание может быть полезно при психических расстройствах. Для этого больной должен был вдыхать смесь газов, в которой доля воздуха могла достигать всего 45 процентов, а то и вовсе нуля. В таких смесях часто использовались углекислый газ и, конечно, закись азота. И несмотря на то, что эффекты самого газа в отдельности тогда никто не проверял (его использовали исключительно для удушающего действия), в некоторых работах психиатры докладывали, что их пациенты сообщали о «ярких снах», хотя вспомнить они их не могли, и чувстве «благополучия» (но не эйфории), которое длилось несколько часов после процедуры.

С 1970 года закись азота начали испытывать отдельно от других газов — уже не в качестве инструмента кислородного голодания, а просто поддержки психотерапии. Смесь с равными долями веселящего газа и кислорода оказалась особенно полезна для заторможенных пациентов, с которыми было сложно установить словесный контакт: они становились более активными и даже разговаривали. Помимо этого газ, по-видимому, помог пациентам с фобиями и навязчивыми состояниями, а вслед за тем — и пациентам с депрессией при алкоголизме. А вот с эндогенной депрессией он не справлялся и даже усугублял ее течение при вдыхании больших концентраций.

С тех пор немало наркотиков нашли себе лекарственное применение, причем чаще всего их снаряжают на терапию именно психических заболеваний. Так, МДМА на клинических испытаниях помогает людям с ПТСР и алкоголизмом, а кетамин уже получил в США одобрение регулятора в качестве антидепрессанта. Марихуаной тоже пытаются облегчить депрессию при ПТСР, выписывают при хроническом болевом синдроме.

Не прекращаются и клинические исследования веселящего газа, причем последняя такая работа вышла совсем недавно — в июне 2021 года.

В этом эксперименте после вдыхания закиси азота у почти половины участников с депрессией, устойчивой к обычным лекарствам, значимо улучшилось состояние. И что более удивительно, эффект от одной ингаляции психиатры отмечали на протяжении двух недель. Но что за механизм стоит за этим эффектом, медикам все еще совершенно неясно — поскольку известно, что газ не накапливается в организме и почти сразу пропадает из крови.

Возможно, однажды для закиси азота еще найдется место среди лекарств. Для нее там уже готова одна из наиболее востребованных ниш — антидепрессанта с минимальным количеством побочных эффектов, по сравнению с «профессиональными» психотропными лекарствами. Но для того, чтобы веселящий газ смог ее занять, придется окончательно разобраться с тем, что именно он творит с организмом человека — и как на самом деле устроена нейрофизиология газообразного веселья.

Автор: Вячеслав Гоменюк

Источник

A hard day's morning

Если проследить за жизнью человека на протяжении недели, можно заметить, как изо дня в день он повторяет одни и те же действия. Проснувшись, он встает с кровати, распахивает шторы, заправляет постель и, возможно, делает зарядку. Умывается, проверяет сообщения в телефоне и погоду. Если человек любит бег по утрам, то надевает беговые кроссовки, а после пробежки его ждут прохладный душ и горячий завтрак.

Сначала может показаться, что эти действия — результат взвешенных осознанных решений, но спустя несколько дней наблюдений становится заметно, что в поведении человека есть повторяющиеся паттерны. Он всегда раздвигает шторы по утрам, чистит зубы, делая одни и те же движения. И машинально устанавливает комфортную температуру воды в душе. Его тело знает, куда потянуться за полотенцем и в каком порядке удобнее и быстрее одеться. Все это происходит «на автопилоте» и не требует сознательного контроля.

На автомате

Около 40 процентов действий в течение дня мы совершаем автоматически, считают психологи. Привычки рождаются в момент, когда человек повторил осознанное действие столько раз, что отныне способен делать то же самое бесконтрольно. В результате закрепления даже такие сложные процессы, как занятия спортом, становятся рутиной и не требуют мотивации или усилия воли.

Кроме привычных ежедневных активностей, существуют и другие действия, которые человек совершает незаметно для себя. Мы облизываем губы, потираем ладони, издаем звуки и делаем много других странных вещей, о которых даже не помним. Такие процессы называются автоматизмами. Выделяют также стереотипии — многократно повторяемые одинаковые действия, которые часто наблюдают при психических расстройствах — ОКР, шизофрении и расстройствах аутистического спектра. У здоровых людей стереотипии служат для того, чтобы эмоционально разрядиться или заполнить время. Среди них, например, нервное расхаживание из угла в угол, монотонное покачивание ногой, постукивание пальцами.

Еще одна группа автоматических действий — навыки. Это процессы, которые мы намеренно запускаем и специально развиваем, чтобы повторять действия почти бессознательно — и справляться как можно лучше. Как только навык становится не нужен, человек перестает тренировать его на регулярной основе и может забыть все, чему научился до сих пор. Это подтвердят люди, которые работают не по профессии и быстро забыли навыки, полученные во время учебы. Целенаправленное повторение и возможность сознательно остановиться — это то, что отличает навыки от большинства привычек.

Привычки запускают сигналы, или так называемые триггеры, которые мы ассоциируем с определенным местом, состоянием или временем. В свою очередь, триггеры провоцируют действия, выполнение которых завершается вознаграждением (например, радостью от пробежки в парке).

Поэтому мы ассоциируем привычки с чувством удовольствия и испытываем потребность в их реализации. Несоблюдение привычек, наоборот, сопровождается чувством неудовлетворенности — например, некоторые люди как будто физически ощущают микробов на руках, когда садятся за стол с немытыми руками.

Контроль над удовольствием

Итак, действия, выполняемые по привычке, прочно связаны с получением удовольствия. И в отличие от автоматизмов и стереотипов, ими можно управлять: предсказать появление определенных привычек и даже навязать их. Ученые пользуются этим при разработке экспериментов, а индустрия рекламы — для продвижения товаров и услуг.

Исследователи выяснили, как реклама может влиять на решения людей. Так, например, демонстрация косметики может заставить женщин оценивать себя хуже по сравнению с маркетинговым идеалом, а пропаганда здорового образа жизни — заинтересовать в правильном питании и улучшении собственного здоровья.

Бренды стараются так конструировать рекламную компанию, чтобы связать продукт с определенным ощущением, действием или настроением: например, запах очистителя — с убранной комнатой. Так может формироваться привычка пользоваться продуктами, запах или структура которых дают нам чувство эффективно выполненной работы и удовлетворения. Это же касается и приложений, отслеживающих качество сна или количество тренировок в неделю.

Несмотря на то, что привычки бессознательны, именно они делают человека самим собой. Каждый день в ответ на триггеры срабатывают сотни заученных программ, которые в итоге создают наш облик в обществе.

Мысль о том, что мы не контролируем почти половину собственных решений, может быть пугающей и демотивирующей. Выходит, что человек не полноценный хозяин своей жизни и не способен отказаться от привычной рутины, например бросить курить, пить кофе или перестать есть сладкое без разрешения своего мозга. Однако, если механизм формирования привычек закрепился в эволюции, значит, это давало нашим предкам больше преимуществ для выживания, чем создавало препятствий.

Не будь привычек, мы бы делали все как в первый раз. Нам приходилось бы вспоминать, как открывать бутылку с водой или заново учиться выражать одобрение или недовольство. Простейшие действия, не говоря уже о сложных процессах, стоили бы нам недюжинного умственного напряжения и времени.

Еще одно преимущество привычек — они заставляют нас действовать даже при отсутствии мотивации, например, выходить на пробежку или на работу. Привычки, закрепленные в одних условиях, могут распространяться на другие ситуации: если человек привык ездить на работу на велосипеде, есть вероятность, что он выберет велосипед, чтобы поехать в магазин или в гости.

Хорошо = плохо

Этот механизм работает одинаково и для хороших привычек, и для плохих. Мозг в целом не разделяет привычки по такому критерию. Главное для него — в конце концов получить вознаграждение. Поэтому если привычка негативно сказывается на качестве жизни, побороть ее очень сложно, даже если человек обладает мотивацией.

В некоторых случаях привычки начинают бесконтрольно инициироваться без триггера и превращаются в зависимости. Зависимости можно условно разделить на химические, то есть зависящие от наличия какого-либо химического соединения, и на психологические. К психологическим эксперты, например, относят зависимость от интернета или от одобрения окружающих, а в последнее время начали выделять маниакальное соблюдение здорового образа жизни.

Со временем зависимости начинают занимать серьезную часть жизни человека. В большинстве случаев их невероятно сложно побороть, а негативные последствия очевидны для окружающих и порой могут трагическим образом влиять на жизнь человека.

Более того, отсутствие возможности удовлетворить зависимость может вызывать раздражение. Человеку, который находится под контролем зависимости, может понадобиться помощь. Многочисленные общества взаимопомощи — добровольные бесплатные объединения, где участники делятся своим опытом — тому подтверждение.

Формирование привычек

Привычки формируются в связке с триггером, временем и местом и развиваются из акта осознанного поведения. Можно представить ситуацию: человек, который следит за собственным питанием, приезжает в гости к бабушке. Здесь ее привычка досыта накормить гостя сталкивается с его принципами.

Сначала мозг сопротивляется, ведь бабушкина стряпня и объемы блюд противоречат убеждениям и принципам здорового питания. Но затем, чтобы сделать бабушке приятное, человек сознательно принимает решение съесть то, что она приготовила. В конце его ждет двойное вознаграждение: счастливая родственница и благодарные вкусовые рецепторы. Для инициации привычки все есть — место, ассоциация с человеком, чувство голода и подходящее время — обеденный перерыв.

За инициацией наступает стадия поддержания. В следующий раз ситуация повторится, а спустя несколько таких визитов к бабушке контроль уступает место привычке, а именно: в этом конкретном месте с этим человеком отступать от принципов здорового питания.

В конце концов, человек специально ездит к бабушке за вкусной едой, а вид и запахи знакомой кухни служат триггером.

На принцип формирования привычки можно посмотреть и иначе. Например, с точки зрения бихевиоризма и оперантного научения. Некоторое поведение закрепляется с помощью поощрений или наказаний, и через определенное количество повторений — для каждой привычки оно будет своим — у человека вырабатывается условный рефлекс на появление триггера, так называемый динамический стереотип. С таких позиций можно рассматривать обучение в школе. В последнее время для обучения используют геймификацию — представление неигровых процессов в виде игры, которое помогает сделать формирование привычек более интересным и эффективным процессом.

Как ни посмотри, основа всего — сложная работа, происходящая в головном мозге. Формирование привычек — это комплексный и динамический процесс, в котором участвуют нейромедиаторы и разные области мозга, образуются и укрепляются нейронные связи. В частности, изменения в нейронной активности происходят в базальных ядрах.

Искоренение старых привычек — процесс перестраивания существующих контактов между нейронами. Это одна из причин, почему привычки так сложно менять.

Как показывают эксперименты, однажды усвоенный паттерн остается в мозгу навсегда. И в определенных условиях нейроны, связанные с забытой привычкой, вновь могут стать активными. Поэтому старые привычки с трудом забываются.

Против стресса и ради чувства принадлежности

Привычки закрепляются благодаря положительным эмоциям, которые мы с ними ассоциируем. Поэтому некоторые из них помогают нам справляться со стрессом. Частные примеры — заедание стресса, шоппинг или видеоигры. Сладкая и калорийная еда расценивается организмом как источник энергии на борьбу со стрессом. Поход по магазинам и видеоигры — виды деятельности, которые отвлекают внимание от стресса и не дают на нем сфокусироваться, создают ощущение контроля над ситуацией.

Однако когда стресс становится хроническим, отвлекающие привычки становятся способом сбежать от реальности. Из метода борьбы со стрессом превращаются в аддиктивное поведение. Человек попадает в мир собственных фантазий, который кажется ему более важным, чем реальность. И с этой проблемой он зачастую не в состоянии справиться самостоятельно.

Кроме того, значение играет социальный аспект. Например, если человек считает себя интеллектуалом, ему будет приятно читать книги. Если ему кажется, что он занимает высокое положение в обществе, он будет подтверждать свое место в иерархии дорогими покупками. Со временем эти действия закрепятся как привычки. Если в среде подростков хорошая учеба не очень ценится, привычка делать домашнее задание рассматривается как негативная и не формируется. Таким образом, привычки помогают нам коммуницировать с окружением, косвенно заявляя о нашей принадлежности к определенной социальной группе.

Привычки, которые являются общими для социальной группы и воспитываются, могут быть представлены как некие ритуалы. Это, например, манеры поведения, правила хорошего тона, празднования по определенным поводам, вопросы и комментарии, которые считаются уместными и неуместными и так далее. Ритуалы могут быть общими для групп или уникальными для какого-то места.

Слово «ритуал» порой употребляется и в ином значении: характеристика или механика привычки, которая играет почти настолько же важную роль, как и долгожданное вознаграждение. Отмечается, что бывшие курильщики все время стараются занять руки и рот — например, калорийной едой и сладостями. На это в «Форсаже-5» обращает внимание Жизель (Галь Гадот) в диалоге с Ханом (Сон Ган), который во время разговора ест чипсы и вообще редко появляется в фильме с пустым ртом. «Ешь много чипсов. Пачки по две в день выкуривал», — предполагает она.

Жизнь по привычке

Итак, у всех привычек есть общие черты: они запускаются триггером, закрепляются повторением, а следованием им предполагает вознаграждение. Часто привычки привязаны к определенным времени и месту. Это можно рассмотреть на примере нескольких привычек: пить кофе с утра, курить во время обеденного перерыва и бегать перед сном.

Триггером к употреблению кофе может быть что угодно: время на часах, вид кухни или кружка, из которой человек всегда пьет кофе, недосып. Или, например, человек может ощутить желание закурить, если увидит проходящего мимо коллегу, с которым обычно обменивается новостями за сигаретой. При этом совсем не обязательно, чтобы коллега в этот момент курил.

Пробежка тоже часто ассоциируется с определенным временем. Возвращение с работы домой или кроссовки у двери могут служить сигналом к тому, что нужно надевать спортивную форму. Уведомление, отправленное приложением, тоже может стать триггером, если у человека выработана привычка готовиться к пробежке после того, как смартфон напомнит ему об этом, — или если уведомление приходит в одно и то же время каждый день.

Следом идет фаза выполнения так называемой рутины, после которой человек получает долгожданное вознаграждение. Получение удовольствия включает биохимические процессы и подкрепление социальными взаимодействиями. С точки зрения биологии, поступление в организм кофеина или никотина сопровождается высвобождением дофамина и, как следствие, улучшением настроения. Такое положительное вознаграждение и порождает желание употреблять никотин и кофе вновь.

И снова важную роль играет и социальный аспект: люди часто курят и пьют кофе не в одиночестве, а в компании друзей или знакомых. За сигаретой или чашкой кофе обсуждают новости с друзьями. Время, проведенное за приятной беседой, мозг точно так же считает вознаграждением.

Для людей, которые бегают и, как правило, отслеживают свои показатели, наградой является прогресс в преодолеваемых расстояниях. К тому же это может быть ощущение чувства физической силы, улучшения здоровья или повышения привлекательности в глазах окружающих.

Самая первая чашка утреннего кофе, первая сигарета, выкуренная с коллегами, первая пробежка в жизни человека — это результат осознанного выбора. После получения первого вознаграждения, человеку хочется повторить чувство удовольствия, поэтому он возвращается к этим процессам снова и снова. Так в конце концов они превращаются в привычки.

Без привычки нет жизни

Постепенно привычки становятся все большей частью жизни человека, и он начинает ассоциировать себя с ними. Он может продолжить развивать их и пройти курсы бариста или начать готовиться к марафону. Привычки обрастают ритуалами, помогают найти единомышленников и расслабиться. Они становятся важным элементом каждого дня и приносят все больше удовольствия.

Без следования привычкам человек чувствует себя некомфортно. Например, ему кажется, что без пробежки не получается сбросить накопленную за день усталость, без кофе невозможно проснуться, а без сигареты — успокоиться. Длительное отсутствие привычки вызывает дискомфорт и желание снова почувствовать связанное с ними удовольствие — настолько прочно они укореняются в жизни человека.

Но несмотря на огромный контроль над волей и мотивацией, привычки все же можно менять. Для этого необходимо правильно определить триггер и вознаграждение. Новую привычку проще формировать так, чтобы триггер и вознаграждение оставались те же самые, а вот рутина была бы другой. Это сложный процесс, требующий времени. Но знание, из каких частей собираются привычки и что они, а не ваша воля, управляют вашей жизнью — это уже большой шаг, чтобы их побороть.

Автор: Мария Шамшуварова

Источник

Древность и Средние века. Все натуральное

Люди пользуются чернилами уже как минимум 7 тысяч лет, а может, и больше. К числу первых сообществ, достоверно использовавших чернила для письма, относятся древние царства Египта и Китая: там чернилами начали пользоваться уже в 4-5 тысячелетии до нашей эры.

И китайские, и египетские чернила хранили в виде твердых стиков и размешивали в воде непосредственно перед использованием. Черный цвет давала сажа (от жженого дерева или кости), красный – охра. Известны египетские рецепты: жидкую основу делали из воды с добавлением гуммиарабика (смолы акаций или вишни), растительных масел и уксуса.

У Плиния-старшего мы находим больше десятка рецептов чернил, в том числе невидимых – из сока молочая. Плиний знал и рецепт железисто-галловых чернил. В основе этого рецепта – любопытный естественный продукт, а именно дубовые галлы. Часто их называют орешками, но галлы – это не орехи, а образования на дубовых листьях, в которых растут личинки гусениц-орехотворок.

В дубовых галлах много танинов, которые в реакции с солями железа образуют окрашенные в темный цвет комплексные соли – пигмент старинных чернил. Чернильные орешки выдерживали в уксусе, а затем засыпали железными опилками, ржавчиной или железным купоросом; с некоторыми нюансами эта технология получения чернил просуществовала до XIX века.

В средней полосе России дубовые орешки достать труднее, чем в Европе, поэтому железистые чернила часто делали на основе других богатых танинами продуктов – в основном дубовой или ольховой коры. Использовались и чернила, по древнему рецепту замешанные на воде, с сажей и камедью.

Составители берестяных новгородских грамот почти не пользовались чернилами – они просто царапали на бересте металлическим писалом. Археологи нашли всего несколько, предположительно, чернильных грамот; анализ показал, что на них писали сажевыми чернилами (но это неточно).

Начало книгопечатания. Чернила Гутенберга

Первый книгопечатник Иоганн Гутенберг изобрел не только печатный станок, но и чернила для него – и к задаче, судя по всему, подошел так же, как подошел бы современный химик-технолог. Гутенберг определил свойства нужных чернил: они должны были быть достаточно густыми и вязкими, чтобы не стекать с металлических литер.

Для этого подходили саженные краски на масляной основе, которые в начале XV века уже использовали граверы. Чернила Гутенберга в целом повторяли состав краски для гравюр. Черный пигмент в таких чернилах – это графит; под микроскопом можно увидеть его крупные блестящие частички.

Но четкость и яркость текста гутенберговских книг объясняются не только качеством пигмента. Как показал проведенный в восьмидесятые годы анализ, первопечатник добавлял в свой состав соединения олова и меди – вероятно, именно они сделали шрифт четче, долговечнее и ярче.

XV-XVII века. Развитие чернильной промышленности

Следом за Гутенбергом печатники начали экспериментировать с составом чернил, и к XVII-XVIII векам их производство превратилось в развитый и широко описанный раздел химической технологии. В чернилах использовались растительные масла (льняное, ореховое и другие) и канифоль (выделенное из смолы хвойных вещество). Типографы много экспериментировали с присадками: так, добавление скипидара в масло оказалось хорошим способом повысить клейкость чернил, а мыло помогало чернилам отставать от металлических литер.

В общих чертах процесс приготовления чернил выглядел так: в металлический котел наливали масло и долго грели его на огне – до тех пор, пока масло не становилось липким. Затем в горячее или охлажденное масло добавляли присадки. Так получалась масляная основа. Пигмент готовили отдельно. Черноту давала сажа, жженое дерево и кость; чернила других цветов получали, добавляя к основе минеральные и органические красители.

Самым популярным красным пигментом был кармин – краситель, который получали, обрабатывая массу кошенильного червеца. Оттенки оранжевого давала сиена – природный минеральный краситель, состоящий в основном из оксидов железа. За синий цвет отвечал краситель индиго, который до XIX века получали из растительного сырья, а позднее – берлинская лазурь, полученная в XVIII веке немецкими химиками. Сложные цвета получали, смешивая красители – так, смесь кошенили и берлинской лазури давала фиолетовый.

Технологии чернильного производства Нового времени касались только типографских красок; документы по-прежнему писали железистыми или сажевыми чернилами. Однако знания и технологии, накопленные типографами, пригодились в XIX и даже XX веке – для создания чернил для новых печатных устройств.

XIX век. Первая синтетика

В XIX веке в производстве красителей произошла технологическая революция. На основе выделенного из каменного угля вещества анилина химики научились делать красители, не уступавшие в яркости натуральным – они получили общее название анилиновых. Вы наверняка знакомы по крайней мере с одним из них – бриллиантовым зеленым, а в быту – просто зеленкой. Врачам и биологам хорошо знаком другой анилиновый краситель, метиловый фиолетовый – с его помощью исследуют бактерии.

В 1848 году академик Зинин нашел способ получения анилина, пригодный для промышленного использования; вскоре анилиновые краски захватили рынок. Яркие, а главное – дешевые красители вытеснили дорогую кошениль, индиго и другие естественные пигменты. Революция затронула и чернильную индустрию.

У анилиновых чернил были и достоинства, и недостатки. Они были дешевы, выпускались в широком ассортименте цветов, легко стекали с пера, в отличие от кислых железистых чернил не вызывали коррозии пера и хорошо хранились в упаковке.

Но на бумаге они вели себя не слишком хорошо: расплывались кляксами при увлажнении и быстро выцветали. Поэтому до середины прошлого столетия они конкурировали с традиционными железисто-галловыми и им подобными (в СССР, например, выпускались железистые чернила на соке коры кампешевого дерева).

XX век – век печатной машинки

Создателям печатных машинок пришлось решать задачи, схожие с теми, что стояли перед Гутенбергом и его последователями – в том числе и в вопросах композиции чернил. Или, вернее сказать, красящего напыления на ленте печатной машинки.

Напыление на лентах (сначала целлулоидных, позднее нейлоновых) должно было соответствовать ряду требований. Оно

не должно было осыпаться с ленты,

должно было легко переходить на бумагу при ударе литеры,

не должно было прилипать к литере и менять ее геометрию,

не должно было делать ленту хрупкой или разрушать ее,

должно было быстро высыхать на бумаге.

Кроме того, пигмент должен был хорошо прикрепляться к бумаге, не рассыпаться, не расплываться от влаги и подолгу сохранять цвет. Выполнение этих требований зависело от трех главных компонентов – основы, чернил и присадок.

На роль черного пигмента иногда выбирали и анилиновый краситель нигрозин, каменноугольную смолу и даже старые-добрые галловые пигменты. Но лучше всего подошли аналоги древнейшего черного пигмента – сажи. Цветные красители использовали и природные минеральные, и анилиновые.

Основа была, как правило, масляная. В ее состав входили – всегда в сложных комбинациях – глицерин, растительные масла (в частности, касторовое масло), иногда даже китовый жир. В качестве пластификаторов (присадок для повышения эластичности) использовали высокомолекулярные спирты и смеси органических фосфатов; в некоторых формулах можно было встретить соли алюминия. Вместе с глицерином они составляли защиту от высыхания: алюминиевые соли привлекали и удерживали воздушную влагу, а глицерин предотвращал испарение.

Современные чернила для принтеров: сложная задача и сложный состав

Краски для современной оргтехники устроены гораздо сложнее, чем старинные сажевые и железистые чернила, типографские краски и напыление лент печатных машинок. И требования к ним гораздо серьезнее. Чернила для струйных принтеров должны давать четкий отпечаток, быстро впитываться в бумагу, не склеивать подвижные детали принтера и не расслаиваться при хранении. Порошковые тонеры лазерных принтеров должны состоять из частиц строго определенного размера и формы, проявлять заданные магнитные свойства, легко ссыпаться с барабана, чтобы не оставлять полос, не слеживаться в картридже.

Производители не раскрывают состав своих чернил, но мы можем выделить несколько категорий веществ, которые обязательно входят в формулу.

Чернила для струйных принтеров состоят из основы пигмента и присадок. В качестве основы используется вода или другой растворитель; растворяющую способность обычно усиливают с помощью экстрагентов. За то, чтобы чернила не липли к печатающей головке, отвечает целый набор поверхностно-активных веществ; в некотором смысле их можно считать новыми, технологичными аналогами мыла, которое добавляли в типографские краски печатники Нового времени.

Для чернил, которые хранятся в герметичном картридже, очень важно постоянство состава, поэтому в формулу вводят консерванты, вещества, предотвращающие расслоение, и биоциды – для защиты от микробиологического заражения. А за качество печати отвечают регуляторы кислотности, вязкости, поверхностного натяжения и антистатики.

Тонер для лазерных принтеров представляют собой мелкодисперсные порошки из довольно сложно устроенных гранул. Ядро каждой гранулы состоит из парафина – при нагревании он плавится смазывает бумагу, чтобы та лучше проходила вдоль механизма принтера. Полимерная оболочка гранулы служит основой, на которую «садятся» полезные частицы, в том числе пигмент. Любопытно, что в качестве черного пигмента до сих пор используются аналоги сажи – графит высокого качества. Ничего более черного, стойкого и одновременно дешевого человечество пока не придумало.

Для того, чтобы переносить частицы тонера с барабана принтера на бумагу, используется магнитный механизм. Поэтому в состав тонера входят частицы оксида железа, которые сообщают ему нужные магнитные свойства. Отдельный класс компонентов, модификаторы, отвечают за постоянную температуру плавления тонера; если модификаторы в тонере не те или не в том количестве, печать будет некачественной.

Путь усложнения

Самые простые чернила можно сделать «на коленке», размешав в воде толченый уголек. Если очень постараться, то можно в домашней лаборатории повторить формулу Гутенберга или даже получить, например, берлинскую лазурь. А вот чернила для принтера приготовить самостоятельно не получится. Никто, кроме технологов фирм-производителей, не знает наверняка, что нужно смешать и в какой последовательности.

Даже совсем не кустарным, а вполне промышленным производствам бывает трудно выдать правильный продукт. Тайной формулой чернил для каждой модели принтера владеет, как правило, только производитель; у него же есть мощности для точного соблюдения технологии и контроля качества. У компаний поменьше нет ни того, ни другого. Поэтому попытки создать «совместимые» чернила или тонеры (и картриджи к ним) часто заканчиваются неудачей.

Автор: Эдуард Кацман

Источник

Золото как концепция

С точки зрения современного химика или физика, трансмутация железа в золото — ядерная реакция, в результате которой из атома с 26 протонами в ядре образуется атом с 79 протонами (уж не важно, при каких условиях такая реакция возможна). С точки зрения египетского или средневекового алхимика, золото — это желтый ковкий материал с металлическим блеском.

Золото есть совершенное тело, порождаемое чистой, неподвижной, прозрачной красной Ртутью и чистой, неподвижной, красной, не горящей Серой, и оно ни в чем не имеет потребности.
(Псевдо-)Роджер Бэкон, «Зеркало Алхимии», между XIII и XV веком

По-настоящему золотое золото, кроме того, проходит и другие тесты — например, плохо растворяется в кислоте. Но это не самое главное — в конце концов, алхимику нужно не золото, а философский камень, первоматерия. Искусственное золото настолько же далеко от золота, как и золото от философского камня, но намного ближе, чем изначальное вещество. Поэтому алхимики вполне гордились трансформацией железа, олова, свинца и меди в золотистый сплав — еще не венец Великого делания, но шаг в нужном направлении. Теперь дело за секретом трансмутации, изменения сущности вещей — а он уже позволит превращать что угодно во что угодно: грязь в золото, а болезнь в здоровье.

Про электрические свойства золота алхимики, конечно, не думали — это теперь мы пониманием, что металлический блеск и ковкость напрямую связаны с электронной структурой материала, а говоря «металл», в первую очередь имеем в виду кристалл, в котором электронный газ никак не привязан к решетке из атомных ядер. Так «желтое, ковкое и блестит» превращается в «проводит ток как металл».

У воды нет ни цвета, ни формы, ни металлического блеска. На пути к секрету всех тайных вещей (и золоту) каждый уважающий себя алхимик в первую очередь изгонял из запертого в тигеле вещества всякий намек на влагу, которая не благородна и суть «дым, чернота и смерть».

Знай, что Небо должно быть соединено с Землей через посредника — но Форма в средней природе [помещена] между небом и землей сопряженными, которая [форма] суть является нашей водой. Но вода во всем воздерживается от первенства, которое следует из этого камня; но второе суть золото и третье золото только в том, что более благородно, чем вода и испражнения.
«Золотой трактат Гермеса Трисмегиста»

Суть воды

Вода — настолько не золото, насколько это вообще возможно. Нет кристаллической решетки, состоит из совсем других атомов. А кроме того, вода диэлектрик, и свободных электронов в ней нет вообще. Чтобы сделать из нее что-то близкое к золоту, придется увеличить количество проводящих электронов на много порядков — не просто чтобы они там появились, а чтобы еще и перешли в свободное состояние. Растворять в воде электроны — не самая простая задача, но можно попытаться превратить воду в металл, начав с более естественных для воды носителей заряда — протонов, катионов металлов и анионов.

Вопрос: Каков материал Хаоса?
Ответ: Это ничто иное, как влажный пар, так как среди всех веществ только создание воды завершается в нехарактерные сроки, и она одна подлинный предмет, подготовленный к получению формы.
Барон де Чуди, «Пламенеющая Звезда, катехизис степени Подмастерья Устава Неизвестных Философов», ок. 1770 г.

Перед тем, как переходить непосредственно к превращениям, тщательно оценим начальное состояние вещества, с которым нам предстоит работать. Даже в чистой воде без примесей есть некоторое количество заряженных частиц. Из-за автопротолиза, во время которого одна молекула отбирает у соседней протон, в воде возникают заряженные частицы: первая молекула превращается в положительно заряженный ион H3O+, а ее соседка — в гидроксид-анион OH-. Но их в воде совсем немного, 10^-7 моль на литр. Это примерно 6 × 10^16 катионов. Благодаря механизму транспорта катионов водорода между молекулами у воды аномально высокая протонная проводимость — намного выше, чем была бы при обычной диффузии, — но от нужного нам состояния металла вода невообразимо далеко. В таком же объеме золота примерно 6 × 10^25 электронов — это на девять порядков больше.

Попытка 0: солим воду

Хоть как-то приблизиться к нужному значению можно, насыпав в воду дополнительных носителей заряда. Разница в электроотрицательности между атомом водорода и кислорода в молекуле воды делает ее электрическим диполем. Это помогает воде хорошо растворять, образуя гидратные оболочки вокруг ионов, которые появляются в результате диссоциации. Ионы — заряженные частицы, поэтому двигаясь по воде они переносят заряд и превращают ее в электролит. Таким образом мы точно приближаем ее к металлическому состоянию, но насколько сильно?

Хорошо растворимые соли диссоциируют в воде практически полностью. Для разных солей величины будут отличаться, но оценить их порядок можно на примере хлорида натрия. Максимальная масса соли, которую можно растворить в литре воды при комнатной температуре, — 359 граммов, все лишнее останется лежать на дне сосуда. Это примерно 6 моль соли, то есть 3,6 × 10^24 ионов одного знака. Это намного ближе к концентрации электронов в золоте (их там 6 × 10^25).

Но ионы — это не электроны. Они не образуют единой среды, а скорость их перемещения определяется скоростью их диффузии в воде. Этого вполне хватает, чтобы на соленых растворах работали гальванические элементы, но в состояние, аналогичное электронному газу, ионы не переходят.

Засолить воду до состояния металла не получится — для хризопеи воды нужен более изощренный способ.

Попытка 1: делаем лед

Вообще, превращение диэлектрика в металл — фазовый переход, который происходит по квантовому механизму. Если постепенно увеличивать концентрацию электронов в веществе, то в какой-то момент их станет так много, что радиус экранирования кулоновского взаимодействия станет совсем маленьким, они полностью потеряют свою связь с положительно заряженным ядром атома и превратятся в единый электронный газ. Как единое целое он распространяется и по среде (обычно это кристаллическая решетка). Увеличить концентрацию носителей заряженных квантовых частиц в диэлектрике или полупроводнике можно изменяя температуру, давление, внешнее поле или степень допирования.

Чтобы применить существующие для твердых материалов наработки к воде, можно попробовать сначала ее заморозить и доводить количество носителей заряда до нужного количества уже в кристалле льда. По данным расчетов, лед действительно можно превратить таким образом в настоящий металл, только стабильными эти фазы становятся при невероятно высоких давлениях — около 50 миллионов атмосфер. В лабораторных условиях такое пока невозможно.

В конце XX века появилась еще одна идея. Раз у жидкой воды очень высокая протонная проводимость, то, может быть, возможны кристаллические фазы, в которых протоны тоже образуют единый газ и превращают лед в «протонный металл» — то есть проводящий материал, где заряд разносят не электроны, а протоны? Сначала моделирование показало, что такая фаза действительно есть — это суперионный лед XVIII. В нем атомы кислорода образуют упорядоченную решетку, а протоны не связаны с ними валентными связями и свободно перемещаются между ними. Такая кристаллическая фаза льда возможна, но стабильной она будет только при давлениях, которые приближаются к 10 миллионам атмосфер, — как в ядрах ледяных гигантов (например, Нептуна или Урана). В 2018 году такую воду удалось получить в лаборатории.

Модель суперионного льда. Шариками обозначены атомы кислорода, линиями — траектории ионов водорода S. Hamel, M. Millot, J. Wickboldt / LLNL—NIF

Проблема в том, что в это состояние вода переходит в ячейке с алмазными наковальнями при давлении больше миллиона атмосфер, и даже для минимального количества вещества его можно поддерживать не дольше 20 наносекунд. Проводимость суперионного льда подбирается к проводимости золота значительно ближе, чем водные растворы соли: она в районе 10 тысяч сименсов на метр (у золота проводимость на три порядка больше: 45,5 миллиона сименсов на метр, а у морской воды на четыре порядка меньше, три сименса на метр). При этом протонная проводимость суперионного льда может дополняться и небольшой электронной проводимостью. Это состояние воды вполне могло бы претендовать на то, чтобы считаться алхимическим золотом, если бы оно было хоть немного более устойчивым и мы могли посмотреть на него своими глазами, оценив цвет и блеск.

Промежуточный итог первых двух попыток с более естественными для воды носителями заряда — ионами и протонами — скорее неутешительный. Несмотря на локальный успех с суперионным льдом, «золотым» его назвать все же нельзя. Поэтому придется вернуться к электронам, но искать более реальные условия, чем давление в 50 миллионов атмосфер.

Вопрос: Каковы предосторожности, которые необходимо принимать, чтобы не разувериться в работе?
Ответ: Нужно усердствовать в снимании испражнений материи и думать только о получении ядра или центра, который заключает в себе свойства смеси.
Барон де Чуди, «Пламенеющая Звезда, катехизис степени Подмастерья Устава Неизвестных Философов», ок. 1770 г.

Попытка 2: хризопея аммиака

Накачать воду электронами можно и в более приемлемых условиях. Для этого можно растворить в ней материал, который готов легко этими электронами делиться — например щелочной металл. Проблема в том, что в воде эти электроны не перемещаются в свободном состоянии по среде, а сразу же реагируют с молекулой растворителя, образуя гидроксид-анион и молекулу водорода. Эта реакция идет бурно, и в случае со многими щелочными металлами может привести к взрыву. Но чтобы удостовериться, что такой принцип вообще может работать, для начала можно потренироваться на какой-нибудь другой жидкости.

Один из подходящих кандидатов для такой тренировки — сжиженный аммиак. В нормальных условиях это газ, но его температура кипения всего -33 градуса Цельсия, и еще XIX веке его научились получать в жидком виде. Жидкий аммиак — тоже сильный ионизирующий растворитель, но, в отличие от воды, он не так бурно реагирует с щелочными металлами, поэтому может растворять в себе довольно много, например, лития.

Гемфри Дэви в начале XIX века заметил, что газообразный аммиак реагирует с литием, давая необычную синюю окраску, а когда аммиак стал доступен в жидком виде, наблюдения за взаимодействием щелочных металлов с аммиаком перенеслись в раствор. А в 1897 Хэмилтон Кэди увидел, что при определенной концентрации лития раствор начинает проводить как металл, а не как электролит. В течение XX века химики пытались определить, как много лития можно растворить в аммиаке и действительно ли он превращается в металл. Растворение в бесцветном аммиаке сравнительно небольшого количества лития придает ему голубую окраску, и связано это с повышением концентрации отрицательно заряженных частиц, в том числе свободных электронов. К середине века химики определились, что в аммиаке можно растворить до 21 мольного процента лития — его окраска при этом будет сначала синеть, потом станет зеленой, а затем — золотистой.

Изменение цвета аммиачного раствора лития в зависимости от концентрации лития. При концентрации около четырех мольных процентов лития происходит моттовский переход (TMS) в металлическое состояние и раствор приобретает золотистую окраску Eva Zurek et al. / Angewandte Chemie, 2009

Изменение окраски сопровождается расслоением раствора — связано это именно с увеличением концентрации электронов. Если при сравнительно небольших концентрациях лития и ионы металла, и растворенные в аммиаке электроны — отдельные частицы, то когда их становится больше, они начинают взаимодействовать друг с другом, собираться в пары и кластеры. В зависимости от количества растворенного лития могут формироваться молекулярные комплексы различной структуры с разным количеством молекул аммиака в комплексе, разной геометрией и разными свойствами.

В тот момент, когда у раствора появляется золотистая окраска, происходит моттовский переход: раствор лития в аммиаке действительно превращается в металл, электроны полностью теряют свою локализацию и становятся электронным газом. Происходит это, когда лития в аммиаке уже единицы мольных процентов. В литре раствора в этот момент находится около 10^24 электронов.

Вблизи насыщения концентрация металла в аммиаке составляет около 21 процента. По проводимости металлический аммиак превосходит даже ртуть.

Наблюдения: золотистый блеск

Если в веществе достаточно электронов, то оно начинает блестеть. Это происходит оттого, что фотоны взаимодействуют с электронным газом: свет рассеивается и дает блеск.«Металлизация» аммиака состоялась, именно когда он заблестел.

Если блеск возник, как только в нем появился электронный газ, то с золотистой окраской аммиачному раствору лития просто повезло. Электронная структура молекулярных кластеров из молекул аммиака и лития мало похожа на электронную структуру атомов золота — просто спектр поглощения этого раствора оказался достаточно близок к спектру поглощения золота.

Внешний вид аммиачного раствора лития при различных концентрациях лития, от 0 до 21 мольного процента Eva Zurek et al. / Angewandte Chemie, 2009

Попытка 3: металлическая вода

Имея на руках достаточно данных о том, как превратить аммиак в золото, можно вернуться к воде — надо только найти способ избежать взрыва при ее реакции с щелочным металлом. Как это сделать, показали только что химики под руководством Павела Юнгвирта (Pavel Jungwirth) из Института органической химии и биохимии Чешской академии наук. Они взяли каплю жидкого сплава натрия и калия, которая медленно вытягивалась из капилляра в вакуумную камеру. Там находился водяной пар под давлением 10^-7 атмосфер, у молекул которого было десять секунд, чтобы как-то провзаимодействовать со сплавом. Через десять секунд капля достигала 5 миллиметров в диаметре, отрывалась от капилляра и падала вниз. Пока она висела, на ее поверхности адсорбировалась пленка воды толщиной 80 мономолекулярных слоев. Этого хватило, чтобы вода прореагировала с металлом, не приводя к взрыву.

Образование металлической водяной пленки на поверхности капли сплава натрия и калия Philip E. Mason et al. / Nature, 2021

Практически сразу, как первые слои воды адсорбировались на поверхность капли сплава, в ней начали растворяться атомы щелочных металлов и резко возросла концентрация свободных электронов. Из-за этого капли из серебристых стали золотистыми. Ученые исключили связь окраски с интерференцией и другими оптическими эффектами и доказали, что связано это именно с металлизацией воды. Им удалось довести концентрацию электронов в воде до 5 × 10^24 штук в литре — этого вполне достаточно, чтобы стать металлом.

В металлическом состоянии вода находилась несколько секунд, после чего постепенно превращалась в обычный электролит — водный раствор ионов натрия и калия.

Внешний вид капли сплава натрия и калия, вытекающей из капилляра в вакуумную камеру с парами воды. На первом рисунке такая же капля, но в камере без водяных паров Philip E. Mason et al. / Nature, 2021

Так же, как и в аммиаке, золотистый блеск — прямое следствие появления в воде электронов проводимости. То, что этот блеск не серебристо-белый, а желтый — уже свойство взаимодействия электронов с ядрами атомов и тех энергетических переходов, которые приводят к поглощению света. Интересно, что именно окраска стала сигналом о том, что электронный газ появляется в водяной пленке, ведь у самого сплава этой окраски нет.

В итоге, хоть и всего на несколько секунд, химики превратили воду в металл с цветом золота, блеском золота и электронами, как в золоте. Хризопея прошла успешно.

Вопрос: Возможно не избежать риска создания разновидности уродства, если искать золотоносное семя вне самого золота, ввиду отдаления его от природы?
Ответ: Не давайте повод сомнению, что золото содержит золотоносное семя и даже более совершенное, чем какое-либо другое тело, но это не вынуждает нас использовать вульгарное золото, так как вышеупомянутое семя находится во всех и в каждом по отдельности из остальных металлов. Оно не что иное, как неизменное зернышко, которое природа ввела в первоначальную замороженную ртуть. Все металлы имеют то же самое происхождение и одну общую материю, о чем узнают точно в следующем градусе те, кто стали достойными того, чтобы получить его применение и его последовательное освоение.
Барон де Чуди, «Пламенеющая Звезда, катехизис степени Подмастерья Устава Неизвестных Философов», ок. 1770 г.

Заметки на полях

Для настоящего алхимика трансмутация обычного металла в золото была скорее формальной целью, которая на самом деле должна приблизить понимание устройства мира. То, что при этом у них должен получиться драгоценный металл, больше волновало английских королей, которые своими указами ограничивали их деятельность.

Совершенствование технологий Великого делания повлияло на технический прогресс, но — по крайней мере, насколько известно миру — не привело к постижению секрета всех тайных вещей и власти над сущим. Таинство алхимической трансмутации в XXI веке, конечно, продолжает беспокоить умы отдельных людей, но для большинства из нас трансмутация давно стала делом физиков, синтезирующих новые элементы в поисках острова стабильности, а не космической власти.

Вряд ли приблизились к секрету эликсира философов и чешские химики, превратив в золото воду. И хотя им, как и настоящим алхимикам прошлого, само по себе золото было совершенно не важно, успех эксперимента уточнил наши представления о возможных состояниях воды, научил управлять скоростью бурных экзотермических реакций и насыщать жидкости свободными электронами. Но к «совершенной эмансипации воли» он не привел. В общем-то, потому, что к тому и не стремился.

Автор: Александр Дубов

Источник

Они умирают

«Я винила себя во всем, — жаловалась Кэтлин Фолбигг в 2018 году. — Я просто взяла на себя слишком много ответственности, потому что так делают все матери».

Младенцы умирают часто — по крайней мере, чаще, чем их родители. Причем риск смерти для них тем выше, чем они младше — даже если отбросить в сторону несчастные случаи и стихийные бедствия и учитывать только естественные причины смерти. Но о том, что это за причины, мы знаем совсем немного.

Смертность от естественных причин на 100 000 человек в зависимости от возраста Elvira D. Kinzina et al. / Cell Reports, 2019

20 февраля 1989 года мистер Фолбигг проснулся от криков жены, которая нашла их сына Калеба мертвым в кровати. Никаких травм на теле ребенка, которому не исполнилось и трех недель, не было, равно как и следов посторонних людей в доме. Врожденных патологий у ребенка родители не замечали, лишь обращали внимание на то, что он шумно дышит. Приглашенный педиатр списал это на ларингомаляцию (незрелость гортанного хряща) в мягкой форме, которая должна была со временем исчезнуть — но, не дождавшись этого, Калеб, по словам его матери, просто перестал дышать.

В мировой статистике детской смертности лидирует традиционный набор инфекционных болезней: пневмония, диарея, малярия, корь, СПИД, туберкулез. Но если сузить выборку до развитых стран, где этими инфекциями болеют гораздо реже, то список получится совсем другим. Чаще всего в смерти новорожденных виноваты оказываются аномалии развития, на втором месте после них — осложнения, связанные с преждевременными родами и недоношенностью.

На третьем месте стоит тот самый диагноз, который поставили врачи Калебу — «синдром внезапной детской смерти» (СВДС). Начиная со второго месяца жизни он выбивается в лидеры среди убийц.

Число случаев СВДС на 1000 новорожденных в разных странах Jacqueline Müller-Nordhorn et al. / BMC Pediatrics, 2020

В 1990 году Кэтлин Фолбигг родила второго мальчика, Патрика. Он тоже казался здоровым ребенком, но однажды ночью, когда ему было четыре с половиной месяца, он внезапно начал задыхаться и синеть. Родители успели реанимировать ребенка и довезти до больницы, где ему диагностировали эпилепсию. Вскоре его выписали домой, где еще через несколько месяцев приступ повторился. На этот раз спасти его не успели, и он умер в больнице — по версии врачей, от остановки сердца, без каких-либо явных на то причин. Как и в случае Калеба, эту смерть списали на СВДС.

Название этого синдрома подсказывает, что мы толком не понимаем, в чем его суть и почему от него умирают дети. Одни врачи считают, что не справляется сердце, другие — что отказывает диафрагма. Третьи говорят, что дело в неудачном стечении обстоятельств: ребенок с врожденной предрасположенностью к этому синдрому подвергается действию стресса (например, табачного дыма или неудобной позы для сна) в критический период развития.

Кэтлин Фолбигг уговорила мужа на третьего ребенка. Он сразу поставил условие: обязательные консультации специалистов по СВДС. Сара появилась на свет в 1992-м. Врачи заметили у нее легкую форму апноэ (задержку дыхания во сне) и порекомендовали родителям специальное одеяло для мониторинга дыхательных движений младенца. Но прибор часто подавал ложную тревогу, и Кэтлин перестала накрывать им ребенка. Через неделю после этого Сара умерла — так же, как ее братья: легкая простуда, беспокойный сон, остановка сердца.

Единственное, что мы знаем о жертвах СВДС наверняка — так это то, что они умирают внезапно и без предупреждения, а однозначную причину не удается найти ни на месте событий, ни в медицинском анамнезе, ни после вскрытия.

За четвертым ребенком Фолбиггов, Лорой, наблюдение установили с самого рождения, в 1997-м. Это был монитор, который тут же по телефону передавал сигнал врачам в больницу, хотя по результатам всех обследований Лора была здорова, за исключением легкого апноэ, как у старшей сестры. Новый аппарат тоже часто ошибался, чем сводил с ума Кэтлин Фолбигг, но муж настаивал на том, чтобы аппарат работал постоянно. Возможно, это одна из причин, по которой Лора прожила почти два года. Она умерла в 1999-м, после возвращения с прогулки. Единственная аномалия, которую врачи смогли у нее найти — это признаки легкого миокардита, воспаления сердечной мышцы.

Срезы сердца Лоры, сделанные на вскрытии. Скопление синих ядер — это иммунные клетки, признак воспаления Malene Brohus et al. / Europace, 2021

Кто виноват

Где-нибудь в середине XIX века никому не пришло бы в голову искать в этих событиях состав преступления. Дети умирали во младенчестве так часто, что средняя ожидаемая продолжительность жизни для новорожденных была в два раза меньше, чем для взрослых (40 против 79). Но к середине XX века детская смертность снизилась до таких значений, что массовая гибель младенцев в одной семье стала выглядеть подозрительно.

Одним из первых, кто увидел в этом проблему, стал британский доктор Рой Мидоу. Работая педиатром в больнице Лидса, он столкнулся с двумя детьми, которые страдали необъяснимыми заболеваниями. У девочки время от времени находили кровь и бактерии в моче, а мальчик страдал от приступов острой рвоты. Позже оказалось, что анализы девочки были фальшивыми — мать подмешивала в них собственные пробы, а сам ребенок был вполне здоров. Мальчика же, как оказалось, травили солями — тоже собственная мать — и в итоге спасти его не удалось. Оба эти случая доктор Мидоу опубликовал в журнале The Lancet в качестве поучительного примера и напоминания о том, как важно для врача относиться с долей разумного скепсиса к рассказам родителей о собственных детях. А для случая первой матери, которая сфабриковала болезнь своей дочери — вероятно, чтобы привлечь внимание к себе самой — Мидоу предложил использовать новый термин: делегированный синдром Мюнхгаузена.

К доктору и открытой им болезни, конечно, сразу возникло немало вопросов. Кого здесь считать пациентом, мать или ребенка? Как провести границу между настоящей болезнью и простым родительским недосмотром? И почему, собственно, педиатр берется ставить психиатрические диагнозы взрослым женщинам? Но, несмотря на эту критику, термин прижился и вошел не только в массовую культуру (его, например, заподозрила команда доктора Хауса у матери одного из пациентов), но и в практику психиатрических обследований. А Рой Мидоу получил звание профессора педиатрии и продолжил собирать свою статистику на младенцах из Лидса.

Показать, насколько опасен может быть делегированный синдром Мюнхгаузена, доктору Мидоу удалось лишь через пятнадцать лет, во время судебного процесса над Беверли Аллитт. Это медицинская сестра из Линкольншира, которую обвинили в убийстве четверых младенцев из местной больницы (еще шестерым удалось выжить). Мидоу выступил экспертом на заседании и показал, что Аллитт, судя по всему, страдала и «обычным», и делегированным синдромами Мюнхгаузена — то есть причиняла вред и себе, и своим подопечным — а значит, могла быть и дальше опасна для окружающих. Женщину посадили в тюрьму (где она находится уже почти 30 лет), а Роя Мидоу стали чаще приглашать экспертом на подобные процессы.

«Медея» Артемизия Джентилески, около 1620 года

Чем дальше, тем больше Мидоу обнаруживал свидетельств насилия матерей над их детьми. По его подсчетам, от 2 до 10 процентов детей, которых в то время считали погибшими от СВДС, на самом деле могли быть умерщвлены собственными матерями. В 1997 году он выпустил книгу «Азбука детского насилия» (ABC of Child Abuse), где перевел эти подсчеты в практическую рекомендацию для судей, которая получила имя «правила Мидоу»: одна внезапная детская смерть — это трагедия, две вызывают подозрение, а три — это убийство, если не доказано обратного.

Эти свои аргументы Мидоу воспроизводил и в судах, и был крайне убедителен. Так, в 1999 году он выступил на процессе Салли Кларк: суд рассматривал дело о смерти двух ее сыновей. Сама Кларк утверждала, что оба умерли внезапно, но на теле их оставались следы (например, деформация ребер), которые можно было принять за свидетельство неудачной реанимации — или намеренного удушения. В суде Мидоу заявил, что по его подсчетам в семьях, к которым относились Кларки (нестарым, некурящим и небедным), вероятность для ребенка умереть от СВДС составляет 1 на 8543. Перемножая две таких вероятности, настаивал Мидоу, вы получаете шанс примерно 1 из 73 миллионов. Никаких других причин, которые могли бы объяснить внезапную смерть двух детей подряд, ни Мидоу, ни судье известно не было. А поскольку обстоятельства смерти выглядели подозрительно, аргумент «от невероятности» оказался решающим — и Салли Кларк оказалась в тюрьме.

Правило Мидоу быстро и прочно вошло в судебную практику. Коль скоро вероятность совпадения настолько мала, то в случае любых внезапных детских смертей сразу появлялся подозреваемый, а, точнее, подозреваемая. Например, в 2001 году в Великобритании судили еще одну мать, Анжелу Кэннингс. Ее первая дочь умерла от СВДС, что подозрений не вызвало, но когда тот же диагноз получили еще двое детей Кэннингс, ее обвинили в убийстве. В отчете об этом процессе судья сравнил ситуацию Кэннингс с молнией, которая «не бьет трижды в одно и то же место». Если это происходит, логично предположить, что кто-то (или что-то) в этом замешан. И в таком контексте, по его мнению, все доступные свидетельства укладывались в версию о вине матери — включая и ее «странное поведение». В отличие от случая Салли Кларк, ничего похожего на физическое насилие на теле детей Кэннингс не нашли, но судью смутило, что после обеих смертей она бросилась звонить мужу раньше, чем в скорую помощь. Это обстоятельство подтвердило подозрения, вызванные «тройным ударом молнии». Кэннингс признали виновной.

Так за решеткой оказалась и Кэтлин Фолбигг. После смерти четвертого ребенка мистер Фолбигг обнаружил дневники жены, в которых она писала о своих детях — и тоже демонстрировала при этом крайне «подозрительное поведение». «Все, чего я хотела, когда была с Сарой, — писала, например, Фолбигг, — это чтобы она заткнулась. И однажды это произошло». Правило Мидоу сработало и на этот раз. Фолбигг получила пять приговоров: одно покушение на убийство (второго сына) и четыре убийства (из них одно — первого сына — по неосторожности). Вместе они принесли ей сорок лет тюремного заключения (которые позже сократили до тридцати) — а заодно и титул самой известной серийной убийцы Австралии.

Что делать

В 2001 году нашлись люди, которым аргументация Мидоу в судах показалась несостоятельной. Представители Королевского Статистического Общества заявили, что они обеспокоены тем, как доктор использует статистику — и разобрали несколько логических ошибок в его выступлении на процессе Салли Кларк.

Первая из них — это так называемая «ошибка прокурора». Фактически, суд обратился к Мидоу, чтобы выяснить, какова вероятность того, что Салли Кларк не виновна в двух внезапных детских смертях. Мидоу же ответил на другой вопрос: какова вероятность, что два ребенка умерли своей смертью, при условии, что Салли Кларк невиновна. В результате этой подмены никто не удосужился подсчитать вероятность того, что мать из благополучной семьи одного за другим убила двух своих сыновей — а эта вероятность могла тоже оказаться невысока.

Вторая ошибка заключалась в том, что он использовал средние значения смертности в стране, чтобы оценить риск смерти конкретных детей — не учитывая возможных факторов среды или семейных обстоятельств, которые могли повысить риск СВДС.

Наконец, он рассматривал события смерти как независимые и не допускал, что их может вызвать одна и та же причина. Однако они могли быть связаны друг с другом — если члены семьи несут общий ген, который их к этому предрасполагает. Годом раньше как раз появилось первое сообщение о варианте гена, связанном с риском СВДС.

На судах к Мидоу прислушивались около десяти лет. Переломным стал в 2003 году процесс Трапти Пател — очередной матери, потерявшей троих детей. Мидоу и в этот раз настаивал на том, что такое совпадение крайне маловероятно. Но генетик, работавший на стороне защиты, выяснил, что в роду Пател уже были похожие истории: ее бабушка потеряла пятерых детей во младенчестве. Так у череды смертей в семье Пател появилась вторая возможная причина, генетическая — и, в отсутствие других доказательств вины, женщину освободили.

«Медея» Эжен Делакруа, 1862 год

В том же году вышла на свободу Салли Кларк. У одного из ее детей при повторной экспертизе обнаружили золотистый стафилококк в легких и спинномозговой жидкости. Это означало, что он действительно мог умереть своей смертью — а если так, значит, речь шла об одном случае не на 73 миллиона, а уже на 8543 (если верить статистике Мидоу). Суд счел, что это недостаточно редкое событие, чтобы держать Кларк за решеткой.

Вслед за ней освободилась и Анжела Кэннингс. Предыдущие оправдательные приговоры послужили прецедентом, и судьям не потребовалось даже новых данных, чтобы пересмотреть вердикт по этому делу. Мы считаем, сообщили они, «что существует реальная, хоть и неопределенная, возможность того, что у этой семьи есть генетические трудности, которые могут помочь объяснить эти трагические события».

У необъяснимого синдрома, за которым доктору Мидоу виделись матери-убийцы, нашлись первые объяснения от биологии. И хотя ни Кларк, ни Кэннингс не получили никаких генетических диагнозов, громкие суды над «серийными убийцами» прекратились. Более того, генеральный прокурор Великобритании предложил пересмотреть все решения судов по подобным случаям за последние десять лет — правда, получил всего шесть апелляций. А в 2005 году после долгих разбирательств доктор Мидоу лишился лицензии за «ложное свидетельствование» в деле Кларк — с тех пор он не имеет права не только выступать в качестве эксперта в суде, но и вести медицинскую практику.

Все это время на другом конце планеты, в Австралии, Кэтлин Фолбигг продолжала сидеть за решеткой. Причем под стражей во имя ее собственной безопасности — чтобы никто не мог предать ее праведному самосуду (эти опасения оказались не беспочвенными: в канун нового года 2021 ее все-таки избила одна из заключенных). В 2005 году защита обжаловала приговор — но получила очередной отказ. Обвинение сочло, что «рассматривать каждый случай смерти по отдельности было бы несправедливо и искусственно». И хотя в британских судах ни о Мидоу, ни о его правиле уже не вспоминали, в Австралии статистика продолжала играть против Фолбигг: ни один из экспертов, которых опросило обвинение, не мог вспомнить случаев, когда по необъяснимой причине в одной семье умерли бы более трех детей.

Как доказать

18 лет назад, когда Фолбигг отправляли в тюрьму, ее защита не могла предоставить никакого альтернативного объяснения тому, что случилось с ее детьми. С тех пор представление врачей о внезапной детской смерти стало гораздо более подробным. Появились теории, которые связывают ее с дыханием или работой миокарда. Появились предположения о том, что в ранней детской смертности виноват не материнский недосмотр, а естественный отбор, который начинает свою работу еще внутри материнской утробы и продолжает в первые годы жизни ребенка, «отсеивая» носителей неблагоприятных мутаций. Появился перечень этих мутаций и реестр пациентов с такими мутациями — многие из которых тоже пережили по меньшей мере внезапную остановку сердца.

И если бы суд по делу Кэтлин Фолбигг заседал сегодня, то эксперты могли бы привести гораздо больше разнообразных примеров череды внезапных смертей. Они рассказали бы, например, про женщину, которая оказалась мозаиком по одной из мутаций — она возникла уже после оплодотворения и попала только в часть клеток. Поэтому матери мутация ничем не навредила, а вот двое из троих ее детей получили мутацию в наследство: дочь пережила внезапную остановку сердца, сына спасти не удалось.

Они рассказали бы и про семью марокканцев, в которой мать оказалась «бессимптомным носителем» такого же типа мутации. Из семерых ее детей мутацию унаследовали пятеро, четверо хотя бы раз испытали внезапную остановку сердца, и одного так и не удалось реанимировать. Они вспомнили бы и статью в журнале The Lancet о том, что не более 10 процентов «двойных смертей» в семье на самом деле оказываются насильственными.

«Медея со своими мертвыми детьми бежит из Коринфа на колеснице, запряженной драконами» Херман Эрнандес Аморес, около 1887 года

Вооружившись новыми данными, примерами и доводами, защитники Кэтлин Фолбигг попытались восстановить более подробную картину того, что произошло с ее детьми. В 2014 году они заказали повторную патологоанатомическую экспертизу, которая показала, что смерть Лоры может быть вызвана миокардитом, смерть Патрика — эпилепсией, смерть Сары выглядит действительно похожей на СВДС, а о смерти Калеба недостаточно информации, чтобы что-либо утверждать наверняка. В 2019-м защитники подключили к делу Фолбигг генетиков, которые отсеквенировали геном самой Кэтлин и всех ее детей — по образцам крови, оставшимся в роддоме.

Выяснилось, что обе дочери Кэтлин, Сара и Лора, были носителями мутации G114R в гене кальмодулина CALM2. Это белок, который отвечает за регулировку сердечных сокращений.

Внутрь клеток миокарда постоянно заходит кальций, который запускает сжатие мышечных нитей. Кальмодулин улавливает кальций, и, когда его накапливается слишком много, перекрывает кальциевый канал в мембране клетки. Мутантный кальмодулин с этой функцией не справляется, поэтому кальций продолжает «подтекать» внутрь клетки. В итоге сокращение получается слишком сильным — и перегружает мышечное волокно.

Мутаций такого типа известно уже немало. Они связаны с группой болезней, собирательно названных кальмодулинопатиями и чреватыми остановкой сердца. По крайней мере, та же мутация, которую несли клетки Сары и Лоры, только в соседнем, идентичном гене кальмодулина, обнаружилась в организме упомянутой выше женщины-мозаика. Поэтому авторы исследования предположили, что обстоятельства смерти девочек — предшествующая простуда у обеих и миокардит у Лоры — могли дать на сердце повышенную нагрузку, которую мышца не выдержала.

Мутацию обнаружили и у самой Кэтлин. И хотя она сама благополучно пережила младенчество, исследователи отметили, что и она иногда жаловалась на симптомы, которые могли свидетельствовать о проблемах с сердцем — например, она несколько раз падала в обморок во время беременности, после сильных стрессов и физических нагрузок.

Родословная семьи Фолбигг (А) и другой семьи с такой же мутацией (В). WT — копия гена без мутации Malene Brohus et al. / Europace, 2021

Сыновьям Кэтлин мутация G114R не досталась, поэтому для их смерти полноценного объяснения все еще нет. Генетики только предположили, что ее причиной могла стать эпилепсия. У обоих мальчиков они нашли мутацию в гене BSN. Насколько он важен для людей, пока неясно, но известно, что мутации в нем вызывают раннюю смертельную эпилепсию у крыс. К тому же, это объяснение согласуется с тем, что врачи диагностировали у второго сына Фолбигг эпилепсию.

Как именно и почему на самом деле умерли четыре ребенка Фолбигг, мы едва ли узнаем — как и в случае с остальными внезапными детскими смертями. Может статься и так, что насчет кого-то из отпущенных судьями на свободу, Мидоу был прав, и они действительно виновны в инфантициде. И даже когда в семье или у конкретного ребенка удается найти ген, связанный с риском СВДС, это не позволяет однозначно установить причину смерти — можно лишь примерно оценить вероятность, с которой эта причина могла быть естественной.

В судебных процессах страховкой от связанных с подобными ситуациями рисков является презумпция невиновности: человека не считают виновным, пока не доказано обратное. Но в отношении массовых детских смертей — в существенной степени стараниями Роя Мидоу — эта презумпция на десять лет сменилась на противоположную. Матерей по умолчанию считали опасными для собственных детей, потому что другого рационального объяснения смертям младенцев не было.

А поскольку сейчас такое объяснение появилось, появился и шанс добиться окончательного возвращения презумпции материнской невиновности. С 2015 года ученые из разных стран выступают в защиту Фолбигг. Но комиссию, которая была собрана, чтобы оценить решение суда в свете новых данных, генетические доводы не убедили, и в марте 2019 года они оставили прежний вердикт без изменений. Защитников это не устроило, и теперь 90 ученых, включая двух Нобелевских лауреатов — Элизабет Блэкберн (2009 год, открытие теломеразы) и Питера Дохерти (1996 год, открытие механизмов гистосовместимости) — обратились уже к губернатору штата Новый Южный Уэльс, где Фолбигг отбывает наказание, с просьбой отпустить ее на свободу. У них нет доказательств ее невиновности — но есть данные генетики, ссылка на презумпцию невиновности и британскую судебную практику, которая уже давно на правило Мидоу не опирается. Коль скоро у детей обнаружены «вероятно патогенные мутации», считают ученые, именно их следует рассматривать как причину смерти Сары и Лоры.

Если австралийский суд даст ученым себя переубедить и презумпция невиновности заработает и в случаях внезапных детских смертей, то для будущих оправдательных приговоров, возможно, адвокатам уже не надо будет просить ученых посвящать их клиенту и ее мертвым детям отдельную научную статью. А браться за секвенатор придется уже стороне обвинения — чтобы убедиться в том, что геном ребенка не содержит ни одного мало-мальски патогенного изменения, которое могла бы сдвинуть в пользу матери чаши юридических весов.

Источник

Автор: Полина Лосева