Category: наука

Category was added automatically. Read all entries about "наука".

BlessMaster

Эпигенетика: невидимый командир генома

Оригинал взят у matveychev_oleg в Эпигенетика: невидимый командир генома
Статья на конкурс «био/мол/текст»: Эпигенетика — это бурно развивающееся в последние годы направление современной науки. Наиболее очевидна роль эпигенетических механизмов в процессах развития, когда из клеток раннего зародыша, ДНК которых совершенно одинакова, возникает множество различающихся между собой специализированных клеток взрослого организма. Оказалось, однако, что эта роль не исчерпывается только развитием и может проявляться и после его завершения. Исследования последних лет показали, что здоровье человека может в значительной степени зависеть от того, в каких условиях происходило его раннее развитие. Выявлено также, что эпигенетические модификации могут передаваться и последующим поколениям, влияя на различные фенотипические проявления у детей и даже внуков.


Стремительное изучение эпигенетики приближает нас к пониманию самых фундаментальных принципов устройства и функционирования внутренних систем всех живых организмов.

Знаете ли вы, что наши клетки обладают памятью? Они помнят не только то, что вы обычно едите на завтрак, но и чем питались во время беременности ваши мама и бабушка. Клетки хорошо помнят, занимаетесь ли вы спортом и как часто употребляете алкоголь. Память клеток хранит в себе ваши встречи с вирусами* и то, насколько сильно вас любили в детстве. Клеточная память решает, будете ли вы склонны к ожирению и депрессиям. И во многом благодаря клеточной памяти мы отличаемся от шимпанзе, хотя имеем с ним примерно одинаковый состав генома. Эту удивительную особенность наших клеток помогла понять наука эпигенетика.

* — Наиболее виртуозно это делает иммунная система, сохраняя антитела к большинству вирусов, когда-либо вторгавшихся в организм. Именно индивидуальные профили этих антител теперь можно «читать» с помощью метода ВироСкан, причем зафиксировать всю историю иммунных баталий можно по одному микролитру крови: «Следствие ведет ВироСкан. Новый подход выявляет большинство вирусов, с которыми сталкивался человек»

Эпигенетические ландшафты

Эпигенетика — довольно молодое направление современной науки. И пока она не так широко известна, как ее «родная сестра» — генетика. В переводе с греческого приставка «эпи-» означает «над», «выше», «поверх». Если генетика изучает процессы, которые ведут к изменениям в наших генах, в ДНК, то эпигенетика исследует изменения активности генов, при которых первичная структура ДНК остается прежней. Эпигенетика похожа на «командира», который в ответ на внешние стимулы (такие, как питание, эмоциональные стрессы, физические нагрузки) отдает приказы нашим генам усилить или, наоборот, ослабить их активность.*

Collapse )


BlessMaster

Экспериментальные методы решения психофизической проблемы: подход феноменальных суждений

Оригинал взят у argonov в Экспериментальные методы решения психофизической проблемы: подход феноменальных суждений
Наконец сделал русский вариант моей главной англоязычной философской статьи. Оригинал здесь: Experimental Methods for Unraveling the Mind-body Problem: The Phenomenal Judgment Approach // Journal of Mind and Behavior. 2014. Vol. 35, Is. 1-2. P. 51-70

Аннотация

В работе предложен строгий подход к исследованию психофизической проблемы (mind-body problem). Человек способен рассуждать о своём сознании (производить феноменальные суждения, ФС), и это ключевой объективный факт, на который стоит опираться при исследовании философских проблем сознания. Нужно исследовать нейромеханизмы появления ФС, и это может пролить свет на фундаментальные вопросы соотношения материи и сознания, которые часто считаются неразрешимыми. В работе предлагаются методы, которые, теоретически, способны (1) доказать или опровергнуть материализм, (2) доказать или опровергнуть интеракционизм, (3) опровергнуть эпифеноменализм и параллелизм (тогда как доказательство проблематично), (4) проверить конкретные материалистические теории сознания, (5) проверить машину на наличие сознания (нетьюринговский тест). Для решения этих вопросов предлагается комплексная программа исследований, затрагивающая такие темы как искусственный интеллект, компьютерное моделирование человека и вымышленных существ, язык, нейрокорреляты сознания, квантовые эффекты в мозге. Все эти темы анализируются в контексте проблемы возникновения ФС у разумных существ.

Примечание для русскоязычной аудитории

В данной работе термин "сознание" используется исключительно в феноменальном смысле (по терминологии Д. Чалмерса, как phenomenal consciousness). Мы рассматриваем сознание как синоним субъективной реальности, а не синоним разумности, рефлексии и т. д., как это часто бывает в отечественной литературе.

Подпись к рисунку

Примеры возможных механизмов появления феноменальных суждений в материализме (все источники знаний о сознании материальны) и дуализме (некоторые источники нематериальны).

1. Введение

В 20 веке наука выдвинула новые гипотезы о природе сознания и предложила новые подходы к его исследованию. Но важнейший вопрос о сознании почти не изменился со времён Декарта. В философии сознания по-прежнему сохраняются две основные альтернативы: (1) сознание можно исследовать, наблюдать и модифицировать как любой материальный объект, (2) у сознания есть особые нематериальные "степени свободы", которые нельзя наблюдать и/или модифицировать объективными методами. Для простоты, в этой статье я буду называть эти альтернативы "материализмом" (включая в это понятие материалистический монизм, нейтральный монизм, панпсихизм, пантеизм, аномальный монизм и т. д.) и "дуализмом" (включая в это понятие все доктрины, которые рассматривают человека как комбинацию материального тела и нематериальной души — как дуализм в классическом смысле, так и некоторые формы идеалистического монизма, различие между которыми не принципиально для целей этой работы).

Есть четыре основные точки зрения на возможность научной проверки материализма и дуализма.

  • Материализм определённо верен. Для признания этого уже достаточно научных и логических аргументов. При этом, сознание может быть либо реальным материальным объектом (Davidson, 1970; Putnam, 1967), либо просто ненаучным, "народным" термином, порождающим псевдопроблемы (Churchlands, 1981).

  • Материализм определённо неверен. Наука не смогла и не сможет дать материалистического объясния всем свойствам сознания. Некоторые свойства сознания нематериальны, и в пользу этого достаточно научных и логических аргументов (Eccles, 1994; Stapp, 1993).

  • Материализм и дуализм непроверяемы. Сознание слишком сложно, чтобы его природу можно было познать наукой (McGinn, 1989).

  • Материализм и дуализм проверяемы, но наука пока не смогла произвести такой проверки (Place, 1956, 1960).

В данной работе я привожу аргументы в пользу четвёртой позиции. Я утверждаю, что хотя у современной науки нет достаточных аргументов за материализм или дуализм, научный ключ к решению проблемы всё же существует. И таким ключом является наша способность рассуждать о сознании (производить феноменальные суждения, ФС). Я предполагаю, что в будущем исследование механизмов возникновения ФС поможет сделать научный выбор между материалистическими и дуалистическими гипотезами о природе сознания. Некоторые авторы уже отмечали критически важную роль ФС в исследовании сознания (Elitzur, 1989; Chalmers, 1997; Valdman, 1997; Rudd, 2000) и даже допускали, что аргумент ФС может чисто логически решать "трудные проблемы" сознания. Например,  чисто логически опровергнуть эпифеноменализм (Valdman, 1997; Rudd, 2000). Но такие сильные утверждения не получили широкого признания. В данной работе я предпринимаю попытку сформулировать более общий, но более осторожный ФС-подход. Я предлагаю научные методы для экспериментальной (а не чисто логической) проверки основных доктрин о сознании — как материалистических так и дуалистических. В отличие от Rudd и Valdman, я не претендую на доказательство или опровержения каких либо доктрин, но предлагаю научный инструмент для этого. Также я предлагаю нетьюринговский тест, способный проверить сознательность компьютера (так же основанный на ФС).

читать дальше: https://docs.google.com/document/d/19gguiYj6Pwe9DXdhkMOeLH8-f1Q8RvintSm9o973ArE

BlessMaster

Могильник радиоактивных отходов в Донецке - грязная бомба (фото)

Оригинал взят у pauluskp в Могильник радиоактивных отходов в Донецке - грязная бомба (фото)
На выходных мы съездили к могильнику радиоактивных отходов. Он спрятался в черте города, недалеко от Донецкого казенного завода химических изделий (ДКЗХИ) - огромного предприятия по производству боеприпасов и взрывчатых веществ. Сейчас там утилизируют снаряды, ракеты и мины с военных складов Украины.

Хранилище радиоактивных отходов уже много лет находится в аварийном состоянии. Положение усугубляет близость могильника к дачным участкам, колхозным полям и полигону ДКЗХИ, на котором регулярно испытывают взрывчатку для шахт. Кроме того, совсем рядом находится верховье балки Домоха, входящей в водосборную систему Карловского питьевого водохранилища на реке Волчьей.

1.


Сметная стоимость перезахоронения 400 кубометров отходов, размещенных в 150 контейнерах, семь лет назад составляла полмиллиона долларов. Необходимость перезахоронения подтвердило еще в 2001 году разведочное вскрытие. А в 1997 году в результате проверки оказалось, что могильник разгерметизирован – осела одна из плит, появилась трещина, которую тогда же залили бетоном. Однако, в последние несколько лет вопрос могильника даже не поднимался. Дальнейшее его разрушение приведет не только к заражению местности – велика опасность проникновения туда охотников за металлом, что приведет к самым непредсказуемым последствиям.

В Краматорске (Донецкая область) до сих пор помнят о «квартире смерти», в стену которой случайно попала радиоактивная деталь прибора, контролирующего уровень сыпучих грузов - их применяют, в частности, на карьерах. Кусок стены пришлось вырезать, но это сделали уже после смерти нескольких человек от лучевой болезни.

Особенно интересно, что, несмотря на постановление Совмина в 1966 году о передаче могильника Донецкому казенному заводу химических изделий, официально, юридически, этого никто не сделал. Так что по всем документам получается, что хранилище совершенно бесхозное. Наблюдение за могильником пытается вести Донецкий спецкомбинат УкрГО «Радон», но средств на эту деятельность не хватает. Сотрудники спецкомбината уверяют, что радиационный фон вокруг могильника не превышает норму, но гарантировать это в дальнейшем они не могут.

Collapse )

BlessMaster

Стресс и нейронные сети: почему лучше не нервничать

Стресс и нейронные сети: почему лучше не нервничать

За свою жизнь я сталкивался с десятками публикаций и книг, посвященных преодолению стрессов и эмоциональной реактивности. Обычно в таких материалах большое внимание уделяется избавлению от нервного напряжения, в то время как вред, наносимый организму во время стрессов, практически не описывается.

Даже Карнеги в свое время пытался с медицинской точки зрения описать вред, получаемый организмом от излишних переживаний, однако он не продвинулся дальше его краткой характеристики. В книге «Как перестать нервничать и начать жить» автор ссылается на результаты исследований, которые показали, что нервные люди чаще других умирают от инсультов, инфарктов и страдают от язвы желудка. Довольно убедительно, но информации все равно недостаточно.

Вооружившись переводчиком непонятных медицинских терминов и окунувшись на неделю в медицинский раздел Scientific American, ознакомился с результатами многих любопытных исследований на эту тему, которыми и делюсь с вами.

Первые действительно результативные исследования, посвященные влиянию стрессов на деятельность головного мозга, были проведены лишь в конце XX — начале XXI века. Ученые выяснили, что если мышь запереть в тесном домике, стресс, который она испытывает, самым прямым образом сказывается на ее здоровье — на 5-10% подскакивает давление, ускоряется сердцебиение, что в итоге приводит к серьезным заболеваниям или даже смерти. Действительно, артериальное давление и резкое ускорение кровообращения могут стать причиной инфаркта, но как тогда быть с инсультом? Как стресс влияет на клетки головного мозга?

Здесь все немного сложнее. Общеизвестно, что нейроны общаются друг с другом через так называемые синапсы, места контактов между двумя клетками, передавая друг другу нервные импульсы, амплитуда которых может изменяться, в том числе и под воздействием стресса. Особенно это актуально для гиппокампа, области мозга, участвующей в механизмах формирования эмоций, консолидации памяти. При возникновении стрессового состоянии импульсы могут быть настолько сильными, что под их воздействием в нейронах и синапсах гиппокампа происходят аномальные изменения. Дендритные шипики, небольшие отростки, образующие синоптические соединения между нейронами, просто отмирают. Это приводит к возникновению дыр в нейронных сетях, что препятствует передаче импульсов. В итоге выжившие нейронные сети напоминают московские пробки в час пик – все необходимые импульсы просто не могут пробиться сквозь них, в результате чего часть информации теряется.

Выводы Кристофера Рекса, известного ученого, изучающего воздействие стресса на организм, неутешительны — регулярные всплески негативных эмоций в прямом смысле отупляют человека. Дело в том, что нормальная работа гиппокампа является необходимым условием усвоения и запоминания информации. И даже несколько кратковременных переживаний могут настолько сильно повредить нейроны и синапсы в этой области мозга, что восстанавливать их придётся в течение многих недель или даже месяцев.

И обратный эффект. В 2009 году учеными было опубликовано сенсационное открытие — в мозге мышей, которым вводили антидепрессанты, нейроны не только хорошо сохраняются, но и разрастаются в целые нейронные пучки, что повышает способность к обучению, улучшает память. Кроме того, тогда же группа ученых под руководством Кристофера Рекса выяснила, что за повреждение дендритных шипиков ответственны конкретные нейропептиды — кортикотропинвысвобождающиеся гормоны (CRH), воздействующие на рецептор CRFR1.

Заблокировав это воздействие во время эксперимента, ученым удалось подтвердить свою правоту — даже после 5-часовых стрессов нейроны мышей были в норме, не было признаков когнитивных расстройств. Однако думать о победе над стрессом пока рано — исследователи уверены, что в живом организме нейропептид CRH воздействует и на другие рецепторы, которые еще предстоит определить.


Collapse )
BlessMaster

Разработана сверхпрочная графеновая бумага

// via kot-naplakal.ru

Появление графена в этом году привело к появлению большого количества исследований, и открытию новых материалов с удивительными свойствами. На днях ученые Технологического Университета Сиднея заявили о своей разработке нового композиционного материала на основе графита, который обладает прочностью в 10 раз выше, чем у стали, но при этом тонкий, как бумага. Этот материал может вызвать самую настоящую революцию в автомобильной, авиационной и электротехнической промышленности. Исследователи с помощью чисток и химических фильтраций обрабатывали графит, и получили наноструктурированную конфигурацию, которую затем обработали в тонкие слои. Множество графеновых нанопластов состоит из монослоя гексагональной углеродной решетки и имеет ламинарную структуру, что дает исключительные тепловые, электрические и механические свойства.

Использование такого подхода вместе с термической обработкой позволило ученым получить новый материал, обладающий превосходной гибкостью и прочностью. По сравнению с сталью графеновая бумага в 6 раз легче, ее плотность в 5-6 раз меньше, она в 2 раза тверже и в 10 раз прочнее при растяжении, а коэффициент жесткости при изгибе оказался выше в 13 раз.

Графеновая бумага в 5 раз легче стали и в 10 раз прочнее на растяжение
Графеновая бумага в 5 раз легче стали и в 10 раз прочнее на растяжение
BlessMaster

Теория внеземного происхождения жизни получила новое подтверждение

Теория внеземного происхождения жизни получила новое подтверждение

Астробиолог Чандра Викрамасингх и его коллеги из университета Кардиффа развили новую теорию происхождения жизни в недрах комет, подкрепив её результатами, полученными в ходе полётов космических аппаратов к кометам в 2004-2005 годах

Исследователи утверждают, что радиоактивные элементы в кометах могут поддерживать в них воду в жидком состоянии в течение миллионов лет, а присутствие ряда углеводородов обеспечивает ещё одно важное условие, благоприятное для зарождения жизни.
Свои выводы учёные обосновывают результатами космических миссий Deep Impact и Stardust к кометам Tempel 1 и Wild 2 соответственно. В Tempel I учёные нашли смесь органических и глинистых частиц, в Wild 2 - ряд сложных углеводородных молекул - потенциальных строительных кирпичиков жизни.

Читать целиком: Теория внеземного происхождения жизни получила новое подтверждение
BlessMaster

Шестимерные фото предметов кажутся подлинниками

Шестимерные фото предметов кажутся подлинниками

13.08.2008
Учёные создали фотографию, которая реагирует на изменение в силе и направлении внешнего освещения. Стеклянная бутылка на снимке меняет игру бликов на своих боках и отбрасывает правильную тень в зависимости от движения внешнего источника света так, как если бы перед нами был реальный объект. Авторы разработки утверждают, что она является прообразом шестимерных дисплеев будущего.

Шестимерные фото предметов кажутся подлинникамиЭта фотография бутылки просвечивается насквозь. Однако, перед нами не голограмма. Когда человек на заднем плане перемещает лампу в разные стороны, облик бутылки и даже тень, лежащая в кадре перед ней, меняются. Словно в рамке и вправду стоит "стекляшка", заполненная коньяком, а игра света в нём производит самые различные блики по мере движения источника света (кадр MIT).

Нынешние системы создания объёмных изображений - 3D-дисплеи различных конструкций и голограммы - могут показаться детскими игрушками на фоне устройства, над которым работает группа под руководством Рамеша Раскара (Ramesh Raskar), профессора Массачусетского технологического института (MIT).

Он также является сотрудником исследовательской лаборатории Mitsubishi Electric (MERL), которая частично финансировала этот проект. Соавторами же данной работы выступили несколько специалистов из института информатики Макса Планка (MPI Informatik).

 

Collapse )
BlessMaster

Сенсационное открытие ученых: Раскрыта тайна русского генофонда

Сенсационное открытие ученых: Раскрыта тайна русского генофонда

21.03.2008
Он состоит из двух частей - северного и южно-центрального, а азиатского следа в нем нет

Олег Балановский: - Все народы в какой-то степени родственны друг другу.

Олег Балановский: - Все народы в какой-то степени родственны друг другу.

Никита КРАСНИКОВ

В январском номере журнала The American Journal of Human Genetics была опубликована статья об исследовании русского генофонда, проведенного российскими и эстонскими генетиками. Результаты оказались неожиданными: по сути, русский этнос генетически состоит из двух частей - коренное население Южной и Центральной России родственно с другими народами, говорящими на славянских языках, а жители Севера страны - с финно-уграми. И второй довольно удивительный и, можно даже сказать, сенсационный момент - типичного для азиатов (в том числе, пресловутых монголо-татар) набора генов ни в одной из русских популяций (ни в северной, ни в южной) в достаточном количестве не обнаружено. Получается, поговорка «поскреби русского - найдешь татарина» не верна.

Кроме того, оказалось, что наши братья-славяне - белорусы, украинцы и поляки - отличаются от нас не только по языку, но и на генетическом уровне. Совсем немного - от русских из центральных и южных областей, чуть сильнее - от северян. Выходит, что в центре России, на Украине, в Белоруссии и Польше были самые ранние поселения славян, а уж оттуда-то пошла «южная» волна освоения окрестных земель, заселенных другими народами. От другой - «северной» волны славян, как теперь уверенно говорят археологи, происходит население древнего Новгорода, и это тоже стало причиной своеобразия северного русского генофонда. Вряд ли найдется сегодня в мире хоть одна нация, сохранившая «чистоту крови» - племена воевали, объединялись в союзы, переселялись на новые места... В результате говорить о более или менее этнически «чистых» народах просто невозможно! Но выяснить, как, из каких народностей формировались сегодняшние национальности, наука способна.

Один из участников исследования и автор статьи о происхождении русского генофонда, сотрудник лаборатории популяционной генетики человека Медико-генетического научного центра РАМН Олег БАЛАНОВСКИЙ рассказал «КП» о генах и корнях русского и некоторых других народов, населяющих Россию.

Collapse )
BlessMaster

Константин Лешан о парадоксе открытого туннеля в телепортации

Константин Лешан о парадоксе открытого туннеля в телепортации
Константин Лешан, автор статьи
Из обзора ВВС США видно, что практически все методы материальной телепортации используют для перемещения тел топологические туннели, соединяющие разные точки пространства. Другие названия этих объектов — пространственно-временные проколы, мосты Эйнштейна-Розена, кротовые или червячные норы (wormholes).

Моё внимание привлёк вопрос — почему в дырочной телепортации этот топологический туннель абсолютно изолирован от внешней Вселенной, а в теории проходимых червоточин – открыт?

Более того, сейчас в мире продолжаются исследования, необходимость которых крайне сомнительна, по поиску методов удерживания проходимых червоточин открытыми как можно больше времени, для чего предлагаются экзотическая материя, электрические поля и так далее.

Через открытый туннель можно рассматривать отдалённые регионы Вселенной. "Пользователь может просто шагнуть через червоточину к месту назначения, которое ясно видно через червоточину, как через дверь" [1, 2]. В других работах червоточины также ответственны за перетекание вещества и радиации из одного региона Вселенной в другой [3, 4].

Другими словами, наблюдатель может просто шагнуть через туннель из точки старта А в точку финиша В, расположенную, например, в другой галактике. Через червоточину можно рассматривать вблизи, как через дверь, с близкого расстояния, звёзды другой галактики. Лёгкое усилие, и наблюдатель плавно переходит с Земли (точка А) в соседнюю галактику (точку В), и телепортация осуществлена.

А теперь представьте себе Вселенную: планеты летят вокруг своих звёзд, звёзды двигаются в своих галактиках, галактики и скопления галактик двигаются вокруг своих центров притяжения.

А тут вдруг появляется проходимая червоточина между двумя далекими регионами Вселенной (которая создаётся при образовании чёрной (белой) дыры, или высокоразвитой цивилизацией).

Пока восторженные пользователи рассматривают вблизи звезду N из другой галактики, через туннель устремляются гравитационные поля материи в точках А и В. Гравитационное поле выбирает всегда самый короткий путь для взаимодействия, зачем звёздам и галактикам взаимодействовать через огромные дистанции, когда есть более короткий путь через туннель wormhole?

Collapse )

BlessMaster

Разработан незаметный генератор энергии из ходьбы

Разработан незаметный генератор энергии из ходьбы

11.02.2008
Группа учёных, возглавляемая Максом Донеланом (Max Donelan) из лаборатории (Locomotion Lab), изучающей способность человека к передвижению, университета Саймона Фрейзера (Simon Fraser University), создала небольшое наколенное устройство, которое способно эффективно переводить малую толику сил, затрачиваемых на ходьбу, в электричество для портативной электроники.
Устройство внешне  больше похоже на наколенник. Это уже не прототип, но ещё и не окончательная модель (фото Simon Fraser University).Устройство внешне больше похоже на наколенник. Это уже не прототип, но ещё и не окончательная модель (фото Simon Fraser University).

Группа учёных, возглавляемая Максом Донеланом (Max Donelan) из лаборатории (Locomotion Lab), изучающей способность человека к передвижению, университета Саймона Фрейзера (Simon Fraser University), создала небольшое наколенное устройство, которое способно эффективно переводить малую толику сил, затрачиваемых на ходьбу, в электричество для портативной электроники.

Известно, что весит одно такое устройство чуть меньше полутора килограммов. Пара же таких "наколенников" (на правой и левой ноге) вырабатывает порядка пяти ватт мощности. Этого вполне достаточно, чтобы подзаряжать десять сотовых телефонов одновременно.

Collapse )