Наука
-
08.04.2024До того как 27 июля 1921 года был открыт инсулин, диабет был смертельным заболеванием. Столетие назад люди, у которых диагностировали это нарушение обмена веществ, обычно жили всего несколько лет. У врачей не было возможности лечить опасно высокий уровень сахара в крови пациентов с диабетом, который был вызван нехваткой гормона инсулина. Однако сегодня почти 1,6 миллиона людей живут нормальной жизнью с диабетом 1-го типа благодаря открытию инсулина.
Этот прорыв в медицине обычно приписывают одному человеку, Фредерику Бантингу, который искал лекарство от диабета. Но создание надежного средства для лечения диабета зависело от исследований двух других ученых, Оскара Минковского и Сёрена Сёренсена, которые ранее проводили исследования на, казалось бы, несвязанные темы.
История инсулина иллюстрирует тот факт, что медицинские инновации строятся на фундаменте науки, а затем требуются квалифицированные инженеры, чтобы вывести лечение из лаборатории и доставить его людям, которые в нем нуждаются. -
12.03.2024Будучи бегуном на короткие дистанции в школе и колледже, я часто задавался вопросом, какая из восьми, а иногда и девяти дорожек на треке самая быстрая. Было принято считать, что средние дорожки - с третьей по шестую - самые лучшие.
Эта идея, в некотором роде, заложена в правилах легкой атлетики. В соревнованиях с несколькими забегами - от студенческого уровня до Олимпийских игр - люди, показавшие более высокое время в ранних забегах, назначаются на средние дорожки в последующих забегах. Другими словами, самые быстрые бегуны получают вознаграждение в виде, как предполагается, лучших дорожек.
Моя недолгая беговая карьера давно позади, но в своей профессиональной деятельности я много думаю об использовании статистики для извлечения смысла из данных. В преддверии Олимпийских игр я решил проверить достоверность фольклора о распределении дорожек, оставшегося со времен моей спринтерской карьеры.
Используя данные Международной ассоциации легкоатлетических федераций за 20 лет, я обнаружил, что давние убеждения о преимуществе дорожки не подтверждаются данными. И на самом деле, в спринте на 200 метров данные свидетельствуют о том, что дорожки, которые часто воспринимаются как наименее желательные, на самом деле являются самыми быстрыми. -
16.02.2024В сотрудничестве с отделом подводной археологии ученые научили компьютер распознавать затонувшие корабли на дне океана по снимкам, сделанным самолетами и кораблями на поверхности. Созданная компьютерная модель с точностью 92 % находит известные затонувшие корабли. Теперь она готова к использованию для поиска неизвестных или не нанесенных на карту затонувших кораблей.
Первым шагом в создании модели затонувшего корабля было обучение компьютера тому, как выглядит затонувший корабль. Также важно было научить компьютер отличать затонувшие корабли от рельефа морского дна. Для этого понадобилось множество примеров кораблекрушений. Также нужно было научить модель тому, как выглядит естественное дно океана.
Удобно, что Национальное управление океанических и атмосферных исследований ведет общедоступную базу данных о затонувших кораблях. У нее также есть большая общедоступная база данных различных видов изображений, собранных по всему миру, включая сонарные и лидарные снимки морского дна. -
29.01.2024Как попасть на Олимпийские игры? Тренироваться, тренироваться, тренироваться... но при этом знать, на чем концентрироваться во время соревнований.
Скорость бега, плавания или гребли, высота или длина прыжка, точность попадания в цель, равновесие или подъем веса в значительной степени зависят от того, на чем сосредоточено внимание спортсмена.
Исследования показывают, что то, на чем концентрируется внимание спортсмена, может стать разницей между завоеванием золота и непопаданием в команду. Удивительным может оказаться тот факт, что переключение внимания с себя - того, что происходит в вашем теле, - на то, что находится снаружи - то, чего вы пытаетесь достичь, - является выигрышной стратегией. -
19.01.2024В начале этого года, когда врач посоветовал ему стать более активным, Эрленд Боре приобрел свой первый металлоискатель. Он приступил к работе на норвежском острове Реннесёй и быстро наткнулся на нечто странное.
Сначала он подумал, что откопал несколько старых шоколадных монет, но на самом деле он нашел золото. Он откопал девять золотых подвесок с гравировкой, десять золотых жемчужин и три золотых кольца - все они датируются шестым веком до н. э. Официальные лица говорят, что эта находка - первая подобная в стране с 1800-х годов.
"Это золотая находка века в Норвегии", - говорит Оле Мадсен, директор Музея археологии при Университете Ставангера, в своем заявлении. "Найти столько золота в одно и то же время - крайне необычно". -
10.01.2024Гравитация - это причина, по которой предметы, обладающие массой или энергией, притягиваются друг к другу. Именно поэтому яблоки падают на землю, а планеты вращаются вокруг звезд.
Магниты притягивают некоторые виды металлов, но они также могут отталкивать другие магниты. Так почему же вы чувствуете только силу притяжения?
В 1915 году Альберт Эйнштейн нашел ответ на этот вопрос, опубликовав свою теорию общей относительности. Причина, по которой гравитация тянет вас к земле, заключается в том, что все объекты с массой, такие как наша Земля, на самом деле изгибают и искривляют ткань Вселенной, называемую пространством-временем. Это искривление и есть то, что вы ощущаете как гравитацию. -
08.12.2023Ручьи, реки и озера, питаемые тающим снегом, уже в середине июля 2021 года истощаются, что вызывает беспокойство у фермеров, биологов и специалистов по гидрологии снега. Это неудивительно в Калифорнии, где уровень снега за предыдущую зиму был значительно ниже нормы. Но это справедливо и для Колорадо и Скалистых гор, где в целом выпало нормальное количество снега. Казалось бы, при нормальном количестве снега должно быть много воды ниже по течению, верно?
Более века назад ученый-снеговед Джеймс Черч из Университета Невады в Рино начал изучать, как количество снега на горах связано с количеством воды в реках, питающихся тающим снегом. Но, как выяснили гидрологи за многие десятилетия, корреляция между количеством снега и речным стоком не является идеальной. Удивительно, но исследователи многого не знают о том, как снежный покров связан с реками.
Конечно, сухая зима приведет к скудному стоку весной и летом. Но есть и другие причины, по которым снег с гор не доходит до реки внизу. Одна из растущих областей исследований посвящена изучению того, как засухи могут привести к хронической сухости почвы, которая всасывает больше воды, чем обычно. Эта вода также пополняет грунтовые воды внизу.
Но есть и другой, менее изученный способ потери влаги - испарение прямо в атмосферу. Как количество снега меняется каждый год, так и потери воды в воздух. При благоприятных условиях в воздух может улетучиваться больше снега, чем тает в реках. Но то, как снегопады и потери влаги в воздух связаны с уровнем воды в реках и озерах, - важная и недостаточно хорошо изученная часть круговорота воды, особенно в засушливые годы. -
22.11.2023Не секрет, что аэробные упражнения могут помочь избежать некоторых проявлений старения. Однако растущее число исследований свидетельствует о том, что плавание может дать уникальный толчок здоровью мозга.
Доказано, что регулярные занятия плаванием улучшают память, когнитивные функции, иммунную реакцию и настроение. Плавание также может способствовать восстановлению повреждений, полученных в результате стресса, и формированию новых нейронных связей в мозге.
Однако ученые до сих пор пытаются понять, как и почему именно плавание оказывает такое положительное воздействие на мозг.
Будучи любителем фитнеса, летом я провожу часы в местном бассейне. Нередко можно увидеть, как дети с удовольствием плещутся и плавают, а их родители загорают в отдалении, и я не раз был одним из таких родителей, наблюдающих за происходящим со стороны бассейна. Но если бы больше взрослых осознали когнитивные и психические преимущества плавания, они, возможно, были бы более склонны прыгать в бассейн вместе со своими детьми. -
03.11.2023В 2021 году катастрофические наводнения захлестнули города Германии, Бельгии и Нидерландов, затопили тоннели метро в Китае, пронеслись по северо-западу Африки и вызвали смертоносные оползни в Индии и Японии. Жара и засуха вызвали лесные пожары на западе Северной Америки и в Сибири, привели к нехватке воды в Иране и усугубили голод в Эфиопии, Сомали и Кении.
Подобные экстремальные явления все чаще вызываются или усугубляются в результате антропогенного воздействия на климат Земли. На протяжении тысячелетий климат Земли не менялся так быстро и глубоко, как это происходит сегодня.
Однако в меньших масштабах люди уже наблюдали волны экстремальных погодных явлений, совпадающих с изменениями температуры. Это произошло во время так называемого Малого ледникового периода - периода между XIV и XIX веками, который характеризовался крупными извержениями вулканов и резкими похолоданиями в некоторых частях света.
Считается, что даже в самые холодные десятилетия Малого ледникового периода средняя глобальная температура охлаждалась менее чем на полградуса Цельсия, однако в отдельных регионах экстремальные явления были обычным делом.
В дневниках и письмах того периода люди писали о "годах без лета", когда ветреная погода сохранялась долгое время после наступления весны. В один из таких летних периодов, в 1816 г., холод, последовавший за мощным извержением вулкана в Индонезии, погубил урожай в некоторых регионах Европы и Северной Америки. Менее известны необычайно холодные европейские лета 1587, 1628 и 1675 годов, когда несезонные морозы вызывали страх, а в некоторых местах и голод.
"Ужасно холодно, - писала писательница Мари де Рабутен-Шанталь из Парижа в последний из этих лет, - поведение солнца и времен года изменилось".
Не менее страшными были и зимы. По сообщениям людей, в 17 веке метели бушевали даже на юге Флориды и в китайской провинции Фуцзянь. Морской лед задерживал корабли, неоднократно перекрывал Чесапикский залив и замерзал на реках от Босфора до Мёз. В начале 1658 г. лед настолько полностью покрыл Балтийское море, что шведская армия прошла по воде, разделяющей Швецию и Данию, и взяла в осаду Копенгаген. В стихах и песнях говорится о том, что люди просто замерзали насмерть, ютясь в своих домах.
Это были холода, а не волны жары, но в целом история должна показаться знакомой: Небольшое глобальное изменение климата резко изменило вероятность экстремальных погодных явлений на местах. Ученые, изучающие историю климата и общества выявляют эти изменения в прошлом и выясняют, как на них реагировало человеческое население. -
18.10.2023Ученые могут делать довольно точные прогнозы на будущее. Но предсказать, какой будет Земля через 500 лет, - задача не из легких, поскольку здесь действует множество факторов. Представьте себе Христофора Колумба в 1492 году, пытающегося предсказать современную Америку!
Мы знаем, что нашу планету изменяют два основных типа процессов: Один связан с природными циклами, например, с вращением планеты вокруг Солнца, а другой - с деятельностью живых организмов, в первую очередь человека. -
02.10.2023Вы, наверное, помните, как учителя естествознания в школе объясняли, что энергия не может быть ни создана, ни уничтожена. Это фундаментальное свойство Вселенной.
Однако энергия может быть преобразована. Когда солнечные лучи достигают Земли, они преобразуются в беспорядочные движения молекул, которые вы ощущаете как тепло. В то же время Земля и атмосфера посылают излучение обратно в космос. Баланс между входящей и исходящей энергией известен как "энергетический бюджет" Земли.
Наш климат определяется этими энергетическими потоками. Когда количество поступающей энергии превышает количество уходящей, планета нагревается.
Это может происходить несколькими путями, например, когда исчезает морской лед, который обычно отражает солнечную радиацию обратно в космос, и темный океан поглощает эту энергию. Это также происходит, когда в атмосфере накапливаются парниковые газы и задерживают часть энергии, которая в противном случае уходила бы в атмосферу.
Ученые измеряют энергетический бюджет Земли с помощью приборов на спутниках, в воздухе и океанах, а также на земле. Это важная часть новой глобальной оценки климата, подготовленной Межправительственной группой экспертов ООН по изменению климата и опубликованной 9 августа 2021 года.
Вот более подробный обзор потоков энергии и того, что энергетический бюджет говорит нам о том, как и почему происходит потепление на планете. -
13.09.2023Уотсон и Крик, Шредингер и Эйнштейн - все они совершили теоретические открытия, изменившие мировое представление о науке.
Сегодня большие, судьбоносные идеи встречаются все реже. Движущей силой современных научных исследований и открытий являются новые и усовершенствованные методы. Они позволяют ученым проводить эксперименты быстрее, чем раньше, и проливают свет на области науки, скрытые от наших предшественников.
Три новейшие технологии - инструмент редактирования генов CRISPR, флуоресцентные белки и оптогенетика - были вдохновлены природой. Биомолекулярные инструменты, которые миллионы лет работали на бактериях, медузах и водорослях, теперь используются в медицине и биологических исследованиях. Прямо или косвенно они изменят жизнь обычных людей. -
25.08.2023Все любят хорошие истории, особенно если они основаны на реальных событиях.
Вспомним греческую легенду о Титаномахии, в которой боги-олимпийцы во главе с Зевсом побеждают предыдущее поколение бессмертных - титанов. В пересказе греческого поэта Гесиода этот конфликт выглядит захватывающе, и, возможно, в нем сохранились зерна истины.
Извержение вулкана Тера, произошедшее около 1650 г. до н.э., могло вдохновить Гесиода. Более мощный, чем Кракатау, этот древний катаклизм в южной части Эгейского моря мог наблюдать каждый, кто жил в радиусе сотен километров от места взрыва. -
07.08.2023В высокогорных районах мира жизнь требует льда. От Скалистых гор до Гималаев ледники и другие скопления снега и льда сохраняются в течение всего года. Часто расположенные на затененных склонах, защищенных от солнца, эти ледяные пятна превращают бесплодные вершины в биологические "горячие точки".
Археологи ценят эти снежные и ледяные пятна за то, что они позволяют заглянуть в прошлое сквозь туман альпийской предыстории. Когда люди теряют предметы во льду, ледяные пятна действуют как естественные морозильные камеры. В течение тысячелетий они могут хранить снимки культуры, повседневной жизни, технологий и поведения людей, создавших эти артефакты.
Застывшее наследие тает от горных льдов во всех полушариях. Небольшие группы археологов пытаются найти средства и кадры, необходимые для идентификации, восстановления и изучения этих объектов, пока они не исчезли.
Группа ученых из Университета Колорадо, Национального музея Монголии и партнеров со всего мира работают над выявлением, анализом и сохранением древних материалов, появляющихся изо льда в травянистых степях Монголии, где подобные открытия оказывают огромное влияние на понимание учеными прошлого. -
17.07.2023Метавселенная - это сеть постоянно действующих виртуальных сред, в которых множество людей могут взаимодействовать друг с другом и цифровыми объектами, управляя при этом виртуальными представлениями - аватарами - самих себя. Представьте себе сочетание иммерсивной виртуальной реальности, массовой многопользовательской онлайновой ролевой игры и Интернета.
Метавселенная - это концепция из научной фантастики, которую многие представители технологической индустрии представляют себе как преемницу современного Интернета. На данный момент это всего лишь концепция, но технологические компании стремятся сделать ее основой для многих видов деятельности в Интернете, включая работу, игры, учебу и покупки.
Метавселенная - это слово, образованное от слов meta, что означает "трансцендентный", и verse, что означает "вселенная". Научно-фантастический писатель Нил Стивенсон ввел этот термин в своем романе 1992 года "Snow Crash" для описания виртуального мира, в котором главный герой Хиро Протагонист общается, делает покупки и побеждает врагов в реальном мире с помощью своего аватара. Концепция появилась еще до "Snow Crash" и была популяризирована как "киберпространство" в новаторском романе Уильяма Гибсона "Нейромант" 1984 года.
Существуют три ключевых аспекта метавселенной: присутствие, взаимодействие и стандартизация.
Присутствие - это ощущение реального присутствия в виртуальном пространстве вместе с другими виртуальными людьми. Десятилетия исследований показали, что такое ощущение присутствия повышает качество интерактивного взаимодействия. Ощущение присутствия достигается с помощью технологий виртуальной реальности, таких как дисплеи, устанавливаемые на голову.
Интероперабельность означает возможность беспрепятственного перемещения между виртуальными пространствами с использованием одних и тех же виртуальных активов, таких как аватары и цифровые предметы. ReadyPlayerMe позволяет людям создавать аватар, который они могут использовать в сотнях различных виртуальных миров, в том числе на совещаниях Zoom с помощью таких приложений, как Animaze. В то же время технологии блокчейн, такие как криптовалюты и нефункционирующие токены, облегчают передачу цифровых товаров через виртуальные границы.
Стандартизация позволяет обеспечить совместимость платформ и сервисов в метавселенной. Как и для всех технологий массовых коммуникаций - от печатного станка до текстовых сообщений - для широкого распространения необходимы единые технологические стандарты. Эти стандарты определяются международными организациями, такими как Open Metaverse Interoperability Group. -
06.07.2023Вечером 5 сентября 1883 года жители Гонолулу стали свидетелями впечатляющего заката, за которым последовал период продолжительных сумерек, описанный как "необычное яркое свечение после заката". Не было никаких признаков чего-либо необычного, но эти необычные сумеречные свечения возвращались каждое утро и вечер в течение последующих недель.
Среди озадаченных жителей Гонолулу был 56-летний преподобный Серено Эдвардс Бишоп, который за свою разнообразную карьеру на Гавайях был капелланом, директором школы и геодезистом и проявлял большой интерес к науке. В последующие недели и месяцы необычные сумеречные свечения наблюдались по всему земному шару. Примечательно, что, когда ученые впервые пытались понять происхождение сумеречных свечений, усилия Бишопа привели к первому убедительному объяснению.
Его открытия привели к научным исследованиям ветров, дующих высоко над землей, и в конечном итоге дали информацию, которая сегодня используется для прогнозирования погоды на длительные периоды. -
27.06.2023Представьте, что вы пригласили друзей на обед и планируете заказать пиццу "Пепперони". Вы вспомнили, что Лена упоминала, что Светлана перестала есть мясо. Вы пытаетесь позвонить Светлане, но, когда она не берет трубку, вы решаете перестраховаться и заказать пиццу "Маргарита".
Люди считают само собой разумеющейся способность регулярно справляться с подобными ситуациями. В действительности, совершая эти подвиги, люди полагаются не на одну, а на мощный набор универсальных способностей, известных как здравый смысл.
Работа эксперта как исследователя искусственного интеллекта является частью широких усилий по наделению компьютеров подобием здравого смысла. Это чрезвычайно сложная задача. -
16.06.2023Изменение климата медленно, но неумолимо накапливается на протяжении десятилетий. Когда о них слышишь, изменения могут показаться незначительными - еще на одну десятую градуса теплее, еще на один сантиметр поднялся уровень моря - но кажущиеся незначительными изменения могут оказывать большое влияние на окружающий нас мир, особенно на региональном уровне.
Проблема заключается в том, что хотя в любой момент времени последствия незначительны, они накапливаются. В настоящее время эти эффекты накопились настолько, что их влияние приводит к разрушительным волнам жары, засухе и экстремальным осадкам, которые невозможно игнорировать.
В последнем докладе Межправительственной группы экспертов ООН по изменению климата эти выводы еще более категоричны, чем когда-либо: Изменение климата, вызванное деятельностью человека, например, сжиганием ископаемого топлива, оказывает пагубное воздействие на климат, каким мы его знаем, и это воздействие быстро ухудшается. -
01.06.2023Сегментированные шарниры в длинных тонких костях рыбьих плавников имеют решающее значение для невероятных механических свойств плавников, и эта конструкция может вдохновить на усовершенствование подводных двигательных систем, новых материалов для роботов и даже новых конструкций самолетов.
Рыбьи плавники - это не простые мембраны, которыми рыбы машут направо и налево для движения. Они, вероятно, представляют собой один из самых элегантных способов взаимодействия с водой. Плавники достаточно гибкие, чтобы принимать самые разнообразные формы, но при этом достаточно жесткие, чтобы толкать воду, не разрушаясь.
Секрет заключается в структуре: У большинства рыб есть лучи - длинные костные шипы, которые укрепляют тонкие мембраны из коллагена, из которых состоят плавники. Каждый из этих лучей состоит из двух жестких рядов маленьких костных сегментов, окружающих более мягкий внутренний слой. Биологи давно знают, что рыбы могут изменять форму своих плавников с помощью мышц и сухожилий, которые толкают или тянут основание каждого луча, но очень мало исследований было проведено именно для изучения механических преимуществ сегментированной структуры.
Для изучения механических свойств сегментированных лучей ученые использовали теоретические модели и 3D-печатные плавники, чтобы сравнить сегментированные лучи с лучами, изготовленными из несегментированного гибкого материала.
Они показали, что многочисленные мелкие костные сегменты действуют как шарнирные точки, позволяя легко сгибать два костных ряда в луче из стороны в сторону. Такая гибкость позволяет мышцам и сухожилиям у основания лучей формировать плавник с минимальными усилиями. В то же время шарнирная конструкция затрудняет деформацию луча по всей его длине. Это предотвращает разрушение плавников, когда они подвергаются давлению воды во время плавания. В 3D-печатных скатах сегментированные конструкции было в четыре раза легче деформировать, чем непрерывные, при сохранении той же жесткости. -
22.05.2023Вегетарианские и веганские блюда стали стандартным блюдом в рационе, начиная от высококлассных ресторанов и заканчивая сетями быстрого питания. И многие люди знают, что выбор продуктов питания, который они делают, влияет как на их собственное здоровье, так и на здоровье планеты.
Но на ежедневной основе трудно понять, насколько индивидуальный выбор, например, покупка зелени в продуктовом магазине или заказ куриных крылышек в спорт-баре, может повлиять на общее состояние здоровья человека и окружающей среды. Именно этот пробел мы надеемся восполнить с помощью исследования.
Небольшая группа ученых является частью команды исследователей, обладающих опытом в области устойчивого развития продуктов питания и оценки жизненного цикла окружающей среды, эпидемиологии, экологического здоровья и питания. Они работают над тем, чтобы добиться более глубокого понимания за рамками зачастую слишком упрощенного спора о диете "животные против растений" и выявить экологически устойчивые продукты питания, которые также способствуют укреплению здоровья человека.
Опираясь на этот междисциплинарный опыт, они объединили 15 факторов риска для здоровья, основанных на диете, с 18 экологическими показателями для оценки, классификации и определения приоритетов более чем 5800 отдельных продуктов питания.
В конечном итоге они хотели узнать: Требуются ли радикальные изменения в рационе питания для улучшения нашего индивидуального здоровья и снижения воздействия на окружающую среду? И нужно ли всему населению стать веганами, чтобы добиться значительных изменений для здоровья человека и планеты? -
12.05.2023Сознательное использование точки зрения нейтральной третьей стороны может разрядить романтический конфликт и предотвратить будущие споры.
Исследователи опросили мужчин и женщин, которые жили дома со своим романтическим партнером в мае 2020 года - в разгар пандемии COVID-19. Они попросили их назвать недавнее разногласие с партнером. Затем они случайным образом попросили их кратко написать об этом недавнем конфликте в отношениях.
Исследователи попросили половину участников написать о разногласиях с их собственной точки зрения. Другую половину они попросили принять точку зрения воображаемой нейтральной третьей стороны, например, общего друга, который имел наилучшие намерения для обоих членов пары. Они также попросили их принять эту нейтральную точку зрения в будущих разногласиях с партнером.
Люди писали на самые разные темы, включая споры о деньгах, разногласия по поводу воспитания детей и дистанционного обучения и различия в способах соблюдения мер безопасности COVID-19.
Когда исследователи проверили их через 14 дней, те, кто рассматривал разногласия с точки зрения нейтральной третьей стороны, сообщили о большем снижении романтических конфликтов и агрессии, чем те, кто продолжал смотреть на конфликт своими глазами. Например, те, кто принял новую точку зрения, сказали, что за предыдущие две недели у них было на 30% меньше разногласий и на 51,3% меньше случаев агрессии в отношениях - таких как крики или удары - по сравнению с теми, кто думал о событии со своей точки зрения. -
28.04.2023Во время беременности специализированные иммунные клетки организма должны научиться распознавать плод как часть себя, чтобы не атаковать его.
Иммунная система обычно защищает организм от таких захватчиков, как инфекции и рак. Но как именно она знает, что атаковать, а что оставить в покое? Как она учится не нападать на собственные органы и ткани, а в случае беременности - на развивающийся плод?
Плод имеет общее кровоснабжение и иммунную систему со своей матерью, что создает уникальные проблемы - плод генетически отличается от матери, а также развивает специализированные органы, такие как плацента, которые могут показаться чужеродными для иммунной системы матери. То, как ее система учится не атаковать плод и плаценту, невероятно важно для понимания беременности и ее распространенных осложнений, таких как выкидыш.
Ученые уже много лет пытаются понять более базовую версию этого вопроса: Как иммунная система вообще учится тому, что атаковать, а что нет?
В процессе, известном как иммунное самообразование, который происходит в органе под названием тимус, специализированные "клетки-воспитатели" учат развивающиеся иммунные клетки тому, что не следует атаковать, демонстрируя разнообразный набор собственных белков организма. По сути, этот процесс учит иммунные клетки тому, что представляет собой "я". Этим клеткам-воспитателям требуется уникальный белок, называемый аутоиммунным регулятором, или Aire, для обучения полному учебному плану собственных белков организма, а мутации в Aire приводят к разрушительному аутоиммунному заболеванию.
Ранее исследователи обнаружили новый класс клеток-воспитателей, живущих вне тимуса, преимущественно в лимфатических узлах и селезенке, которые производят тот же белок Aire. Они назвали их экстратимическими Aire-экспрессирующими клетками, или eTACs, и предположили, что они могут служить своего рода "непрерывным образованием" для иммунной системы. Наше новое открытие заключается в том, что eTACs необходимы для защиты беременности, поскольку они учат иммунную систему матери не атаковать плод и плаценту как нечто чужеродное. Это исследование, проведенное на мышах, которых мы сконструировали таким образом, чтобы они могли удалять клетки, экспрессирующие Aire, показывает, что в отсутствие eTACs иммунная система матери становится чрезмерно активной и атакует беременность. -
21.04.2023"Весь вид океана был похож на равнину, покрытую снегом. На небе не было ни облачка, но небо... казалось черным, как будто бушевала буря. Сцена была ужасающе грандиозной, море превратилось в фосфор, небеса повисли в черноте, а звезды погасли, казалось, что вся природа готовится к последнему грандиозному пожару, который, как нас учат верить, должен уничтожить этот материальный мир".
- Капитан Кингман с американского клипера "Падающая звезда", у берегов Явы, Индонезия, 1854 г.
На протяжении веков моряки сообщали о странных встречах, подобных той, что описана выше. Эти явления называются молочными морями. Это редкое ночное явление, при котором поверхность океана излучает ровное яркое свечение. Они могут охватывать тысячи квадратных миль, и благодаря красочным рассказам мореплавателей XIX века, таких как капитан Кингман, молочные моря стали хорошо известной частью морского фольклора. Но из-за своей отдаленной и неуловимой природы их чрезвычайно трудно изучать, и поэтому они остаются скорее частью фольклора, чем науки.
Профессор атмосферных наук, специализирующийся на спутниках, используемых для изучения Земли, с помощью новейшего поколения спутников, с коллегами разработали новый способ обнаружения млечных морей. Используя этот метод, они стремятся узнать об этих светящихся водах дистанционно и направить к ним исследовательские суда, чтобы можно было начать примирять сюрреалистические истории с научным пониманием. -
12.04.2023В работе 2015 года, посвященной куриному вирусу, было показано, что вакцины могут позволить распространяться более смертоносным вариантам - среди цыплят.
Но такой исход редок. Лишь меньшинство вакцин для людей и животных повлияли на эволюцию вируса. В большинстве этих случаев эволюция не привела к увеличению тяжести патогена.
Гипотетическая возможность того, что вакцины COVID-19 могут привести к появлению более опасных вариантов, не является причиной для отказа от прививок. Скорее, это свидетельствует о необходимости продолжать разработку вакцин.
В 2015 году ученые опубликовали научную работу о курином вирусе, о котором вы, скорее всего, никогда не слышали. В то время она привлекла внимание СМИ, и в последующие годы ее цитировали другие ученые.
Но к концу августа 2021 года, эту статью просмотрели более 350 000 раз. Она даже появилась в видеоролике на YouTube, который посмотрели 2,8 миллиона человек.
Статья стала вирусной, потому что некоторые люди используют ее для разжигания паранойи, что вакцины COVID-19 вызовут эволюцию вируса в направлении еще более тяжелых вариантов. Врачи говорили мне, что пациенты используют эту статью, чтобы оправдать свое решение отказаться от вакцинации. Некоторые эксперты даже призывают прекратить кампании по вакцинации, чтобы предотвратить эволюцию вируса, которую мы изучали на цыплятах.
Я ежедневно получаю электронные письма от людей, которые беспокоятся о том, чтобы самим сделать прививку, или беспокоятся о том, что люди отвергают вакцинацию из-за непонимания этой статьи.
Ничто в нашей статье даже отдаленно не оправдывает антивакцинальную позицию. Такое неверное толкование - если оно заставит людей отказаться от вакцинации - приведет к гибели людей, которой можно избежать, и к трагедии. По оценкам нового исследования, по состоянию на начало мая 2021 года вакцины уже предотвратили почти 140 000 смертей.
Более 20 лет ученые работают над тем, как вакцины могут повлиять на эволюцию вызывающих болезни организмов, таких как вирусы и малярийные паразиты.
Ни одно из открытий или даже гипотез не оправдывает отказ от вакцин. В любом случае, работа дает дополнительные основания для изучения новых графиков вакцинации и разработки вакцин второго и третьего поколения.
Но в контексте вируса COVID-19 работа ученых вызывает справедливый вопрос: Может ли вакцинация привести к появлению еще более опасных вариантов? -
03.04.2023Когда ураган "Ида" направлялся в Мексиканский залив, группа ученых внимательно следила за гигантским, медленно закручивающимся бассейном теплой воды прямо впереди на его пути.
Этот теплый бассейн - вихрь - был предупреждающим знаком. Он был около 200 километров в поперечнике. И он должен был дать "Иде" толчок, который менее чем за 24 часа превратит ее из слабого урагана в опасный шторм 4-й категории, который обрушился на Луизиану недалеко от Нового Орлеана 29 августа 2021 года.
Ник Шей, океанограф из Школы морских и атмосферных наук Розенштиля при Университете Майами, был одним из этих ученых. Он объясняет, как эти вихри, являющиеся частью так называемого петлевого течения, помогают штормам быстро усиливаться и превращаться в чудовищные ураганы. -
22.03.2023Недавно ученые обнаружили, что им удалось обучить мышей добровольно увеличивать размер и частоту, казалось бы, случайных дофаминовых импульсов в мозге. Традиционная мудрость в нейронауке гласит, что уровень дофамина изменяется исключительно в ответ на сигналы из внешнего мира. Новое исследование показывает, что повышение уровня дофамина может быть вызвано внутренними изменениями в мозге.
Дофамин - это небольшая молекула, которая содержится в мозге млекопитающих и связана с чувством награды и счастья. В 2014 году ученые изобрели новый метод измерения дофамина в режиме реального времени в различных частях мозга мышей. Используя этот новый инструмент, они обнаружили, что нейроны в мозге мышей выделяют большие всплески дофамина - так называемые импульсы - без видимых причин. Это происходит в случайные моменты времени, но в среднем примерно раз в минуту.
Павлов был знаменит тем, что смог приучить своих собак выделять слюну при звуке колокольчика, а не при виде пищи. Сегодня ученые считают, что звук колокольчика вызывал выброс дофамина, предсказывающего предстоящее вознаграждение. Если собаки Павлова могли контролировать свои дофаминовые реакции, основанные на сигналах, с помощью небольшого обучения, то нам стало интересно, могут ли наши мыши контролировать свои спонтанные дофаминовые импульсы. Чтобы проверить это, команда ученых провела эксперимент, в котором мышей вознаграждали, если они увеличивали силу своих спонтанных дофаминовых импульсов. Мыши смогли не только увеличить силу импульсов дофамина, но и частоту их возникновения. Когда ученые убрали возможность получения вознаграждения, дофаминовые импульсы вернулись к исходному уровню. -
13.03.2023Стремясь сократить количество времени, которое молодые люди проводят за видеоиграми, Китай запретил школьникам играть в них в течение учебной недели и ограничил их время одним часом в день по пятницам, выходным и праздникам.
Новое правило вступило в силу 1 сентября 2021 года.
С точки зрения одного дизайнера видеоигр и ученого, специализирующегося на обучении на основе игр, он не видит необходимости ограничивать время на видеоигры среди учащихся в течение учебной недели. Напротив, он видит необходимость расширить ее - и делать это в течение обычного учебного дня.
Видеоигры - одно из самых популярных средств массовой информации в наше время. По одной из оценок, к 2025 году объем мирового игрового рынка составит 268,8 млрд долларов США в год - значительно больше, чем 178 млрд долларов США в 2021 году.
Деньги, потраченные на игры, не просто способствуют виртуальному уходу от реального мира. Такие ученые, как Джеймс Пол Ги, давний профессор в области грамотности, неоднократно доказывали, что видеоигры могут быть использованы для содействия обучению в классе. Писатель об образовании Грег Топпо пришел к такому же выводу в своей получившей широкую известность книге "Игра верит в тебя: Как цифровая игра может сделать наших детей умнее".
Использование видеоигр в классе не является чем-то новым. Многие, кто ходил в школу в 1970-1990-х годах, могут вспомнить культовую видеоигру The Oregon Trail, которая дебютировала в классе в 1971 году.
В игре игроки ведут группу поселенцев через Средний Запад, следуя по стопам Льюиса и Кларка. Эта игра появилась незадолго до того, как в 1972 году была создана индустрия видеоигр, выпустив видеоигру Pong, электронную версию настольного тенниса.
Несмотря на то, что образовательные видеоигры используются в классах уже 50 лет - и несмотря на то, что исследования показывают, что образовательные игры могут быть эффективными - сегодня они не так часто встречаются в классах.
Со времен "Орегонской тропы" было выпущено множество образовательных игр. Среди самых популярных можно назвать следующие: Where in the World Is Carmen Sandiego?, Math Blaster!, Zoombinis, iCivics, DragonBox Algebra и History Maker VR. Большинство игр предназначены для учеников начальной и средней школы.
Вот пять причин, по которым я считаю, что видеоигры должны использоваться в каждом классе. -
02.03.2023Несколько лет назад группа из примерно 15 детей, переселенных в качестве беженцев с Ближнего Востока и Африки, прыгала и кружилась, размахивая в воздухе голубыми, розовыми и белыми лентами.
Захватывающая сцена была очень символична. На каждом серпантине была изображена негативная мысль, чувство или воспоминание, которые дети записали на серпантинах. По сигналу и в унисон дети выпустили свои серпантины в воздух, а затем сели рядом. Затем они собрали упавшие серпантины, которые несли в себе их коллективную борьбу и трудности, бросили их в мусорный бак и помахали на прощание.
Дети участвовали в танцевальной терапии в рамках исследовательской программы команды, изучающей телесно-ориентированные подходы к лечению психического здоровья у людей, переселенных в качестве беженцев.
В 2017 году Клиника исследований стресса, травм и тревоги - начала экспериментальное применение методов терапии движением, чтобы помочь справиться с травмой в семьях беженцев. Мы узнали, что движение может не только дать возможность самовыражения, но и предложить путь к исцелению и пожизненные стратегии управления стрессом. -
21.02.2023Древние греки более 2 000 лет назад доказали, что Земля круглая, и выяснили ее размеры с помощью простых наблюдений за Солнцем.
Но как люди узнают об этом сегодня? Когда вы бросаете что-либо, сила тяжести заставляет это падать прямо к центру Земли, по крайней мере, до тех пор, пока это не упадет на землю. Гравитация - это сила, которую вызывает почти все, что имеет массу. Масса - это мера того, сколько материала содержится в чем-либо. Это могут быть камни, вода, металл, люди - что угодно. Все материальное имеет массу, и поэтому все вызывает гравитацию. Гравитация всегда тянет к центру массы.
Земля и все планеты круглые, потому что при формировании планет они состояли из расплавленного материала - по сути, очень горячей жидкости. Поскольку сила тяжести всегда направлена к центру массы, она сжала материал, из которого состоит Земля, одинаково во всех направлениях и образовала шар. Когда Земля остыла и превратилась в твердое тело, она стала круглым шаром. Если бы Земля не вращалась, то она была бы идеально круглой планетой. Ученые называют что-то идеально круглое во всех направлениях "сферой".
Газовое облако, из которого была создана Земля, медленно вращалось в одном направлении вокруг оси. Верх и низ этой оси - северный и южный полюса Земли.
Теперь вытяните правую руку. Направьте большой палец правой руки прямо вверх, а пальцы загибайте вокруг направления вращения. Большой палец направлен к северному полюсу. Экватор определяется как плоскость, расположенная на полпути между Северным и Южным полюсами. -
16.02.2023Илон Маск анонсировал человекоподобного робота, призванного помочь в выполнении тех повторяющихся, скучных задач, которые люди ненавидят делать. Маск предположил, что робот сможет сбегать за вас в продуктовый магазин, но, предположительно, он будет выполнять любое количество задач, связанных с ручным трудом.
Предсказуемо, социальные сети наполнились ссылками на ряд антиутопических фантастических фильмов о роботах, где все идет ужасно плохо.
Как бы ни вызывало беспокойство будущее роботов в таких фильмах, как "Я, робот", "Терминатор" и других, именно технологии, лежащие в основе реальных человекоподобных роботов, и намерения, стоящие за ними, должны вызывать беспокойство.
Робот Маска разрабатывается компанией Tesla. На первый взгляд, это отход от автомобильного бизнеса компании, если не учитывать, что Tesla не является типичным производителем автомобилей. Так называемый "Tesla Bot" - это концепция изящного человекоподобного робота весом 125 килограммов, который будет использовать автомобильный искусственный интеллект Tesla и технологии автопилота, чтобы планировать и следовать маршрутам, ориентироваться в дорожном движении - в данном случае, пешеходах - и избегать препятствий.
Если отбросить антиутопические научно-фантастические нотки, план имеет смысл, хотя и в рамках бизнес-стратегии Маска. Построенная среда создана людьми и для людей. И как утверждал Маск во время анонса Tesla Bot, успешные передовые технологии должны научиться ориентироваться в ней так же, как это делают люди.
Однако автомобили и роботы Tesla - это лишь видимые продукты более широкого плана, направленного на создание будущего, в котором передовые технологии освободят человека от биологических корней, объединив биологию и технологии. Ученые, изучающие этическое и социально ответственное развитие и использование новых технологий, считают, что этот план вызывает опасения, которые выходят за рамки спекулятивных фантастических страхов о сверхумных роботах. -
13.02.2023Дикие пожары ежегодно сжигают миллионы акров земли, оставляя после себя измененные ландшафты, подверженные наводнениям. Менее известно, что эти и без того уязвимые регионы могут также усиливать и в некоторых случаях инициировать грозы.
На месте диких пожаров часто остается мало растительности и более темная поверхность почвы, которая склонна отталкивать, а не поглощать воду. Эти изменения в растительности и свойствах почвы делают землю более восприимчивой к наводнениям и эрозии, поэтому для возникновения разрушительного наводнения и селевого потока требуется меньше осадков, чем в ненарушенной среде.
Ожоги также могут инициировать или активизировать грозы, повышая риск как наводнений, так и молний, которые могут вызвать новые пожары в близлежащих районах. -
08.02.2023Представьте, что вы только что сели смотреть любимую телепередачу. Вы решили устроиться поудобнее, скрестив ноги, потому что так вам удобнее.
Когда серия заканчивается, вы пытаетесь встать и вдруг обнаруживаете, что ваша правая нога не работает. Сначала вы просто не можете ею пошевелить, потом возникает ощущение, что она вся утыкана иголками. В течение минуты или двух вам некомфортно и странно, но вскоре вы можете встать и нормально ходить.
Что только что произошло?
Есть ученые, которые изучают, что происходит с нашим телом, когда мы двигаемся и занимаемся спортом. Цель большинства таких исследований - понять, как мозг общается с различными частями нашего тела и управляет ими. Когда ваша нога засыпает, значит, что-то не так с коммуникацией между вашим мозгом и мышцами в этой области.
Каждый раз, когда вы решаете пошевелить своим телом, будь то вставание, ходьба или занятия спортом, ваш мозг посылает сигналы мышцам, чтобы убедиться, что они двигаются правильно. Когда мозг не может общаться с мышцей или группами мышц, могут происходить странные вещи - в том числе, в этой части тела появляется странное ощущение засыпания.
Обычно это начинается с ощущения онемения или покалывания в этой области. Это ощущение, которое люди часто называют "иголками и булавками", технически известно как парестезия.
Некоторые люди ошибочно полагают, что причиной этого ощущения является недостаток кровотока. Они думают, что ощущение "сна" возникает, когда кровь, которая разносит питательные вещества по всему телу, не может добраться до ноги. Но это неверно.
Когда ваша нога засыпает, это происходит потому, что нервы, соединяющие мозг со стопой, сдавливаются из-за положения, в котором вы сидите. Помните, именно эти нервы передают сообщения туда и обратно, позволяя мозгу и стопе общаться друг с другом. Если нервы были сжаты в течение некоторого времени, вы не будете чувствовать себя в ноге, потому что она не сможет передавать нормальные сообщения в мозг о том, как она себя чувствует или двигается.
Когда вы снова начинаете двигаться, давление на нервы ослабевает. Они "просыпаются", и вы начнете ощущать "иголки и булавки". Не волнуйтесь, это ощущение продлится всего несколько минут, а затем все снова будет нормально.
Теперь возникает важный вопрос: опасно ли это? Чаще всего, когда ваша нога или любая другая часть тела засыпает, это временное явление, и беспокоиться не о чем. На самом деле, поскольку это длится всего минуту или две, к концу дня вы можете даже не вспомнить, что это произошло.
Даже если это не причиняет никакого постоянного вреда, вы все равно захотите избежать неприятных ощущений, которые возникают, когда ваша нога засыпает. Вот несколько советов, которые могут помочь:
- Часто меняйте положение.
- Не скрещивайте ноги надолго.
- Если вы долго сидите, попробуйте время от времени вставать.
Вероятно, вы не можете на 100% предотвратить затекание стопы. Поэтому не волнуйтесь, если это происходит время от времени. Это быстро пройдет - и, возможно, напомнит вам обо всех важных сообщениях мозга, которые нервы обычно передают незаметно для вас. -
03.02.2023Астроном из команды объясняет, как отправить гигантский телескоп в космос - и почему.
Космический телескоп "Джеймс Уэбб" был запущен в космос 25 декабря 2021 года, и с его помощью астрономы надеются найти первые сформировавшиеся во Вселенной галактики, будут искать похожие на земные атмосферы у других планет и решать многие другие научные задачи.
Чтобы заглянуть в глубины Вселенной, телескоп имеет очень большое зеркало, и его необходимо поддерживать в очень холодном состоянии. Но доставить такое хрупкое оборудование в космос - задача не из простых. Астрономам пришлось преодолеть множество трудностей, чтобы разработать, испытать и вскоре запустить и привести в соответствие самый мощный космический телескоп из когда-либо созданных. -
31.01.2023Кажется, что каждую неделю в космос запускается очередная ракета с марсоходами, туристами или, чаще всего, спутниками. Идея о том, что "космос становится переполненным", существует уже несколько лет, но насколько он переполнен? И насколько переполненным он станет?
Профессор физики и директор Центра космической науки и техники в Массачусетском университете в Лоуэлле говорит, что многие спутники, выведенные на орбиту, погибли и сгорели в атмосфере, но тысячи остаются. Группы, отслеживающие запуски спутников, не всегда сообщают точные цифры, но общая тенденция очевидна - и поразительна.
С тех пор как в 1957 году Советский Союз запустил Спутник - первый спутник, созданный человеком, - человечество с каждым годом неуклонно выводит на орбиту все больше и больше объектов. Во второй половине 20-го века наблюдался медленный, но устойчивый рост: до начала 2010-х годов ежегодно запускалось примерно 60-100 спутников.
Но с тех пор темпы резко возросли.
К 2020 году 114 запусков вывели в космос около 1300 спутников, впервые превысив отметку в 1000 новых спутников в год. Но ни один из прошедших годов не сравнится с 2021 годом. По состоянию на 16 сентября около 1400 новых спутников уже начали кружить вокруг Земли, и с течением года их число будет только расти. Только на этой неделе SpaceX вывела на орбиту еще 51 спутник Starlink. -
25.01.2023Посмотрите на небо в ясную ночь, и вы увидите тысячи звезд - 6 000 или около того.
Но это лишь малая часть всех звезд. Остальные находятся слишком далеко, чтобы мы могли их увидеть. -
20.01.2023Адаптивный круиз-контроль, помощь при смене полосы движения, предотвращение столкновений, мониторинг слепых зон, автопилоты: это лишь некоторые из функций помощи водителю, которые появляются в новых автомобилях. В то время как технологии мчатся вперед, стремясь сделать вождение более безопасным, водители сталкиваются с непростой задачей разобраться, как все это работает.
Многие дилерские центры предлагают покупателям автомобилей краткое руководство по этим передовым технологиям помощи водителю. Руководство в перчаточном ящике, которое сейчас толще, чем когда-либо, содержит многие технические подробности. Но по мере развития автомобильных технологий ученые делают важные открытия о человеческой стороне уравнения, в частности о том, что происходит, когда водителей просят выполнять привычные задачи по управлению автомобилем новыми способами.
Этот аспект новых автомобилей редко обсуждается во время инструктажа или рассматривается в руководствах. Вот некоторые выводы об использовании передовых технологий помощи водителю, которые должен знать каждый водитель. -
17.01.2023Сочетание вакцины против ВИЧ с иммунотерапией может снизить потребность в ежедневном приеме лекарствОсновная идея
Новое комбинированное лечение ВИЧ-инфекции может усилить иммунный ответ пациента против вируса даже после прекращения приема традиционных лекарств.
Люди с ВИЧ принимают комбинацию лекарств от ВИЧ, чтобы уменьшить количество вируса в организме. При приеме по назначению врача эти препараты, которые в совокупности называются антиретровирусной терапией, могут снизить количество вируса в организме до необнаруживаемого уровня. Антиретровирусную терапию необходимо принимать ежедневно, чтобы снизить вероятность мутации вируса и его устойчивости к препаратам.
Хотя снижение количества вируса в организме до необнаруживаемого уровня означает, что он больше не может передаваться, однако самые эффективные препараты антиретровирусной терапии не могут полностью уничтожить вирус. Это происходит потому, что ВИЧ прячется в иммунопривилегированных областях организма, таких как определенные участки лимфоидной ткани, которые менее доступны для иммунной системы, чтобы защитить их от повреждения. Киллерные Т-клетки, которые ищут и уничтожают инфицированные клетки, не в состоянии патрулировать эти вирусные резервуары, в которых укрывается ВИЧ.
Постоянное воздействие вируса может привести Т-клетки-киллеры в состояние истощения, при котором они работают не так хорошо. Истощенные киллерные Т-клетки демонстрируют большее количество белка PD-1, который функционирует как "выключатель" их киллерной активности.
Один из способов обратить вспять истощение клеток-киллеров Т - заблокировать переключатель PD-1, но это не усиливает ответ иммунной системы на вирус. И наоборот, вакцина против ВИЧ может значительно усилить иммунитет против вируса.
Поэтому мы проверили, может ли сочетание этих двух тактик повысить эффективность борьбы с ВИЧ-инфекцией. Ученые ввели вакцину от SIV, близкого родственника ВИЧ, вместе с препаратом, блокирующим PD-1, инфицированным SIV макакам-резусам, получающим антиретровирусную терапию.
Они обнаружили, что такой подход вызвал устойчивый антивирусный ответ во многих частях тела, включая иммунопривилегированные участки в лимфатических узлах, и позволил киллерным Т-клеткам проникнуть в вирусные резервуары и очистить их. Самое главное, что обезьяны сохранили сильный иммунитет против вируса даже после прекращения антиретровирусной терапии и значительно повысили свою выживаемость. Ни у одной из семи обезьян в группе комбинированного лечения не развился СПИД в течение шестимесячного периода наблюдения, по сравнению с половиной обезьян, получавших только вакцину или только антиретровирусную терапию. -
11.01.2023Возможность обнаружения драгоценных предметов, спрятанных в секретных камерах, может по-настоящему разжечь воображение. В середине 1960-х годов британский инженер Годфри Хаунсфилд задумался о том, можно ли обнаружить скрытые места в египетских пирамидах, улавливая космические лучи, проходящие через невидимые пустоты.
В течение многих лет он придерживался этой идеи, которую можно перефразировать как "заглянуть в коробку, не открывая ее". В конце концов, он придумал, как использовать высокоэнергетические лучи для обнаружения того, что невидимо невооруженным глазом. Он изобрел способ заглянуть внутрь твердого черепа и получить изображение мягкого мозга внутри.
Первый снимок человеческого мозга с помощью компьютерной томографии - КТ - был сделан 50 лет назад, 1 октября 1971 года. Хаунсфилд так и не добрался до Египта, но его изобретение привело его в Стокгольм и Букингемский дворец. -
28.12.2022Подводные аппараты не сильно изменились со времен подводных лодок Второй мировой войны. Они жесткие, довольно коробчатые и используют гребные винты для передвижения. И будь то большие пилотируемые суда или небольшие роботы, большинство подводных аппаратов имеют одну крейсерскую скорость, при которой они наиболее энергоэффективны.
Рыбы используют совершенно иной подход к передвижению по воде: их тело и плавники очень гибкие, и эта гибкость позволяет им взаимодействовать с водой более эффективно, чем жестким машинам. Исследователи уже много лет разрабатывают и создают гибких рыбоподобных роботов, но они все еще значительно уступают настоящим рыбам по эффективности. -
23.12.2022Я с волнением узнал, что Сюкуро Манабе, Клаус Хассельманн и Джорджио Паризи были удостоены Нобелевской премии по физике 2021 года. Мне было особенно приятно, что премия признает глубокую важность работы Манабе в течение десятилетий над созданием климатических моделей, а также применение этих моделей для понимания того, как увеличение уровня парниковых газов привело к глобальному потеплению. -
20.12.2022Хаос вызывает в памяти образы динозавров, разбушевавшихся в "Парке Юрского периода", или малыша моей подруги, разбушевавшегося в гостиной.
В хаотичном мире никогда не знаешь, чего ожидать. Вещи происходят постоянно, движимые любыми случайными импульсами.
Но хаос имеет более глубокое значение в связи с физикой и климатологией, связанное с тем, что определенные системы - такие как погода или поведение ребенка - являются принципиально непредсказуемыми.
Ученые определяют хаос как усиленный эффект крошечных изменений в настоящий момент, которые приводят к долгосрочной непредсказуемости. Представьте два почти одинаковых сюжета. В одной версии два человека сталкиваются на вокзале, а в другой поезд прибывает на 10 секунд раньше, и встреча не происходит. С этого момента две сюжетные линии могут быть совершенно разными. -
15.12.2022Вот истинная причина, по которой вы, вероятно, не слышали о нем.
До Pong была Computer Space, первая коммерческая видеоигра. Прародитель сегодняшней индустрии с оборотом 175 миллиардов долларов США дебютировал 15 октября 1971 года на выставке Music Operators of America в Чикаго. Помещенный в футуристический корпус, Computer Space занял свое место рядом с новейшими музыкальными автоматами, пинбольными машинами и другими монетоприемниками, которые производители предлагали владельцам игровых залов и баров.
Computer Space, созданная небольшой компанией Nutting Associates, казалось, имела для этого все возможности. Сценарий игры - полет ракетного корабля через космос в схватке с двумя летающими тарелками - казался идеальным для того времени. Лунная миссия "Аполлон" была в самом разгаре. Игра понравилась тем, кто любит научно-фантастические фильмы, такие как "2001: Космическая одиссея" и "Планета обезьян", и телевизионные шоу, такие как "Звездный путь" и "Затерянные в космосе". -
12.12.2022Основная идея
Даже если дети проводят по пять часов в день за экраном - будь то компьютер, телевизор или планшет - это не кажется вредным. Именно это ученые обнаружили после анализа данных, полученных от почти 12 000 участников Исследования когнитивного развития мозга подростков.
Среди участников были дети в возрасте от 9 до 10 лет из разных слоев общества, с разным уровнем дохода и разной этнической принадлежности. Мы изучили, как время, проведенное у экрана, связано с некоторыми из наиболее важных аспектов их жизни: сном, психическим здоровьем, поведением и дружбой.
Результаты не выявили никакой связи между экранами и депрессией или тревожностью ребенка. Большее количество экранного времени было связано с более прочными отношениями со сверстниками как у мальчиков, так и у девочек - у тех и других было больше друзей мужского и женского пола. Социальное использование устройств может определять эту связь; например, видеоигры - это социальная деятельность, которая, по-видимому, способствует укреплению дружеских отношений. Также, как и социальные сети.
Почему это важно
Дети проводят у экранов больше времени, чем когда-либо прежде. Родители часто беспокоятся, что эти технологии негативно влияют на детей, особенно на тех, кто вступает в подростковый возраст - критический период развития.
Что еще неизвестно
Исследование также выявило отрицательные корреляции: большее количество экранного времени предсказывало более высокий уровень проблем с вниманием, худший сон, более низкую успеваемость, а также рост агрессии и плохого поведения.
Принятые за чистую монету, эти контрастные положительные и отрицательные корреляции сбивают с толку. Хорошо или плохо экранное время?
Возможно, ни то, ни другое: если посмотреть на силу корреляций, то мы увидим лишь очень скромные ассоциации. То есть, любая связь между временем, проведенным у экрана, и различными результатами, хорошими или плохими, настолько мала, что вряд ли имеет значение на клиническом уровне.
Некоторые дети набрали меньше баллов, чем другие по этим показателям, некоторые - больше; экранное время объясняет только 2% разницы в оценках. Это говорит о том, что различия объясняются многими переменными, а не только экранным временем. Это очень маленькая часть гораздо большей картины.
Кроме того, наше исследование является корреляционным, а не причинно-следственным. Корреляционное исследование показывает, что две, казалось бы, связанные переменные не обязательно вызывают изменения друг в друге. Каузальное исследование подразумевает, что одна переменная вызвала прямое изменение другой.
Например, мы обнаружили, что подростки, которые проводят больше времени за экранами, могут проявлять больше симптомов агрессии. Но мы не можем сказать, что время, проведенное за экраном, вызывает эти симптомы; возможно, более агрессивным детям дают устройства, чтобы отвлечь их и успокоить их поведение.
Итог: хотя родители должны следить за тем, чтобы их дети использовали гаджеты надлежащим образом, наши первые исследования показывают, что длительное время, проведенное за экраном, вряд ли приведет к тяжелым последствиям. -
08.12.2022Некоторые называют космический телескоп НАСА "Джеймс Вебб" "телескопом, который съел астрономию". Это самый мощный космический телескоп из когда-либо построенных и сложная часть механического оригами, которая раздвинула границы человеческой инженерии. 25 декабря 2021 года, после многих лет задержек и миллиардов долларов перерасхода средств, телескоп запущен в космос, чтобы открыть новую эру астрономии.
Есть астрономы со специализацией в наблюдательной космологии - они изучают далекие галактики уже много лет. Некоторые из самых больших вопросов о Вселенной, на которые нет ответов, относятся к ее раннему периоду сразу после Большого взрыва. Когда образовались первые звезды и галактики? Что появилось первым и почему? Я невероятно рад, что астрономы скоро смогут узнать историю возникновения галактик, ведь "Джеймс Уэбб" был создан специально для того, чтобы ответить именно на эти вопросы.
"Темные века" Вселенной
Превосходные данные свидетельствуют о том, что Вселенная началась с события под названием Большой взрыв 13,8 миллиарда лет назад, в результате которого она оказалась в сверхгорячем, сверхплотном состоянии. После Большого взрыва Вселенная сразу же начала расширяться, охлаждаясь по мере этого. Через секунду после Большого взрыва Вселенная имела размеры в сто триллионов миль в поперечнике, а ее средняя температура составляла невероятные 18 миллиардов F (10 миллиардов C). Примерно через 400 000 лет после Большого взрыва Вселенная была уже 10 миллионов световых лет в поперечнике, а ее температура остыла до 5500 F (3000 C). Если бы в этот момент кто-то мог наблюдать за ней, Вселенная светилась бы тусклым красным светом, как гигантская тепловая лампа.
В течение всего этого времени пространство было заполнено густым супом из частиц высокой энергии, излучения, водорода и гелия. Не было никакой структуры. По мере того как расширяющаяся Вселенная становилась все больше и холоднее, суп истончался, и все вокруг становилось черным. Это было началом того, что астрономы называют темными веками Вселенной.
Суп Темных веков не был идеально однородным, и под действием гравитации крошечные участки газа начали слипаться и становиться более плотными. Гладкая Вселенная стала бугристой, и эти небольшие сгустки более плотного газа стали семенами для последующего формирования звезд, галактик и всего остального во Вселенной.
Хотя смотреть было не на что, Темные века были важным этапом в эволюции Вселенной.
В поисках первого света
Темные века закончились, когда под действием гравитации образовались первые звезды и галактики, которые со временем начали излучать первый свет. Хотя астрономы не знают, когда появился первый свет, лучше всего предположить, что это произошло через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва. Астрономы также не знают, что образовалось первым - звезды или галактики.
Современные теории, основанные на том, как гравитация формирует структуру во Вселенной, в которой доминирует темная материя, предполагают, что сначала образовались небольшие объекты, такие как звезды и звездные скопления, которые затем выросли в карликовые галактики, а затем в более крупные галактики, такие как Млечный Путь. Эти первые звезды во Вселенной были экстремальными объектами по сравнению с сегодняшними звездами. Они были в миллионы раз ярче, но жили очень недолго. Они горели жарко и ярко, а когда умирали, то оставляли после себя черные дыры, масса которых в сотни раз превышала массу Солнца, что могло послужить семенами для формирования галактик. -
06.12.2022У вирусов плохая репутация. Они ответственны за пандемию COVID-19 и длинный список болезней, которые мучают человечество с незапамятных времен. Есть ли в них что-то хорошее?
Многие биологи считают, что есть, такие типы вирусов: бактериофаги или вирусы, заражающие бактерии. Когда ДНК этих вирусов попадает в клетку, она может содержать инструкции, позволяющие клетке выполнять новые трюки.
Могучая сила бактериальных вирусов
Бактериофаги, или сокращенно фаги, держат под контролем популяции бактерий как на суше, так и в море. Ежедневно они убивают до 40% бактерий в океанах, помогая контролировать цветение бактерий и перераспределение органических веществ.
Их способность избирательно убивать бактерии также радует врачей. Природные и сконструированные фаги успешно используются для лечения бактериальных инфекций, которые не поддаются антибиотикам. Этот процесс, известный как фаговая терапия, может помочь в борьбе с устойчивостью к антибиотикам.
Последние исследования указывают на еще одну важную функцию фагов: они могут быть самыми лучшими генетическими мастерами природы, создающими новые гены, которые клетки могут перестраивать для получения новых функций.
Фаги являются самой распространенной формой жизни на планете: в любой момент в мире насчитывается не один миллион - это единица с 31 нулем после нее. Как и все вирусы, фаги имеют высокую скорость репликации и мутации, то есть при каждом размножении они образуют множество вариантов с различными характеристиками.
Большинство фагов имеют жесткую оболочку, называемую капсидом, которая заполнена их генетическим материалом. Во многих случаях оболочка имеет больше места, чем требуется фагу для хранения ДНК, необходимой для его репликации. Это означает, что у фагов есть место для хранения дополнительного генетического багажа: генов, которые на самом деле не нужны для выживания фага и которые он может изменять по своему усмотрению.
Как бактерии перенастроили вирусный переключатель?
Чтобы понять, как это происходит, давайте более подробно рассмотрим жизненный цикл фага.
Фаги бывают двух основных видов: умеренные и вирулентные. Вирулентные фаги, как и многие другие вирусы, действуют по программе "вторжение-репликация-убийство". Они проникают в клетку, захватывают ее компоненты, создают свои копии и вырываются наружу.
Фаги умеренного типа, с другой стороны, играют в долгую игру. Они соединяют свою ДНК с ДНК клетки и могут лежать в спящем состоянии годами, пока что-то не вызовет их активацию. Тогда они возвращаются к вирулентному поведению: реплицируются и вырываются наружу.
Многие умеренные фаги используют повреждение ДНК в качестве пускового механизма. Это своего рода сигнал "Хьюстон, у нас проблема". Если ДНК клетки повреждается, это означает, что ДНК фага-резидента, скорее всего, будет повреждена следующей, поэтому фаг мудро решает перепрыгнуть на другой корабль. Гены, которые направляют фаг на репликацию и вырываются наружу, выключены, если не обнаружено повреждение ДНК.
Бактерии перенастроили механизмы, контролирующие этот жизненный цикл, чтобы создать сложную генетическую систему, которую ученые изучают уже более двух десятилетий.
Бактериальные клетки также заинтересованы в том, чтобы знать, не повреждается ли их ДНК. Если это так, они активируют набор генов, которые пытаются восстановить ДНК. Эта реакция известна как бактериальная реакция SOS, потому что если она не сработает, клетка погибнет. Бактерии организуют SOS-ответ с помощью белка, похожего на переключатель, который реагирует на повреждения ДНК: Он включается, если есть повреждение, и выключается, если его нет.
Возможно, что бактериальные и фаговые переключатели эволюционно родственны. В связи с этим возникает вопрос: Кто изобрел переключатель, бактерии или вирусы?
Предыдущие исследования и работы других исследователей показывают, что фаги сделали это первыми. В нашем недавнем докладе мы обнаружили, что SOS-реакция бактерий Bacteroidetes, группы бактерий, составляющих до половины бактерий, живущих в вашем кишечнике, находится под контролем фагового переключателя, который был перенастроен для реализации собственных сложных генетических программ бактерий. Это позволяет предположить, что бактериальные SOS-переключатели на самом деле являются фаговыми переключателями, которые были перенастроены много веков назад.
Не только бактериальные переключатели оказываются изобретениями фага. Прекрасная детективная работа показала, что бактериальный ген, необходимый для деления клеток, также возник в результате "одомашнивания" гена токсина фага. А многие системы бактериальной атаки, такие как токсины и генетическое оружие, используемое для их введения в клетки, а также камуфляж, который они используют для уклонения от иммунной системы, известны или подозреваются в фаговом происхождении.
Положительные стороны вирусов.
Хорошо, подумаете вы, фаги - это здорово, но вирусы, которые нас заражают - это, конечно, не круто. Тем не менее, появляется все больше доказательств того, что вирусы, заражающие растения и животных, также являются основным источником генетических инноваций в этих организмах. Например, было показано, что одомашненные вирусные гены играют ключевую роль в эволюции плаценты млекопитающих и в поддержании влажности кожи человека.
Последние данные свидетельствуют о том, что даже ядро клетки, в котором находится ДНК, также могло быть вирусным изобретением. Исследователи также предположили, что предки современных вирусов могли быть пионерами в использовании ДНК в качестве первичной молекулы для жизни. Не такой уж маленький подвиг.
Поэтому, хотя вы привыкли считать вирусы квинтэссенцией злодея, они, возможно, являются мощным двигателем генетических инноваций в природе. Люди существуют сегодня, скорее всего, благодаря им.
НОВОСТИ
-
Щеголев: международный слет городов-героев укрепляет память о Великой Победе
22.04.2025 22:58:04 | ТАСС
«Матушка Земля с нашего последнего визита на Луну». Intuitive Machines поделилась портретом земного шара, сделанным модулем IM-2 Athena
22.04.2025 22:56:00 | iXBT.com
В Москве будут работать бесплатные экспресс-маршруты до кладбищ 27 апреля
22.04.2025 22:55:19 | ТАСС
В Москве прошла премьера сериала "Урок" с Юрой Борисовым и Даниилом Воробьевым
22.04.2025 22:49:01 | ТАСС
В Москве уволили директора школы № 2120 после избиения восьмиклассника
22.04.2025 22:47:25 | Life.ru
Конгресс EFS принял решение о разделении первенства и чемпионата Европы по самбо
22.04.2025 22:45:37 | ТАСС
В Липецкой области заявили, что 60% девятиклассников продолжат обучение в системе СПО
22.04.2025 22:43:08 | ТАСС
Яшкин назвал динамовца Комтуа своеобразным игроком, который выполнил свою работу
22.04.2025 22:35:47 | ТАСС
Стендап-комиков Комиссаренко и Романова лишили российского гражданства
22.04.2025 22:32:42 | Life.ru
Пришельцы всё ближе в новом тизере и постере сериала "Чужой: Земля"
22.04.2025 22:32:03 | PlayGround.ru
Минпросвещения разработает отдельный проект для оценки поведения школьников
22.04.2025 22:24:53 | Life.ru
Католики могут попросить причислить папу римского Франциска к лику святых
22.04.2025 22:22:06 | Life.ru
Состоялся релиз Kenworth W900 Legacy Edition для American Truck Simulator
22.04.2025 22:21:25 | PlayGround.ru
Хоккеист "Ак Барса" Замалтдинов сожалеет, что ему пришлось завершить дебютный сезон в КХЛ
22.04.2025 22:21:15 | ТАСС
На Кубе форум о сохранении исторической правды открыл программу 80-летия Победы
22.04.2025 22:19:33 | ТАСС
«Это не страна, а окраина»: Вяземский объяснил, почему не считает украинцев братским народом
22.04.2025 22:18:58 | Life.ru
Художник Никас Сафронов раскрыл зашифрованные символы на портрете Трампа
22.04.2025 22:17:00 | Российская Газета
В Госдепе заявили, что Трамп с оптимизмом оценивает перспективы мирной сделки по Украине
22.04.2025 22:16:43 | Life.ru
ПИШИТЕ
Техническая поддержка проекта ВсеТут