NASA и Boeing совместно разрабатывают самолет со складным крылом

Специалисты подконтрольного Boeing и NASA проекта Spanwise Adaptive Wing разработали особый сплав, с помощью которого можно делать лёгкие складные крылья.

Идея создания гибкого крыла не нова, но все разработчики, пытавшиеся сделать нечто подобное ранее, неизбежно сталкивались с трудностями — гидравлические механизмы, использовавшиеся для сгибания крыльев, были громоздкими, тяжёлыми и поэтому самолёт, оснащённый ими, имел больше недостатков, чем преимуществ. Новые же приводы, разработанные NASA совместно с Boeing и несколькими исследовательскими центрами, легче старых прототипов на 80%. Сделаны они из сплавов с «памятью формы», а ещё их можно использовать даже в сверхзвуковых самолетах.

Недавно в NASA проводились испытания управляемого дистанционно прототипа, крылья которого могут изгибаться вверх и вниз от 0 до 70 градусов. Прототип совершил три полёта с крыльями в «нулевом» положении, с выгнутыми на 70 градусов вверх и на столько же вниз.

Инженеры пришли к выводу, что использование нового сплава вполне оправдано, ведь прототип выдавал отличные показатели на протяжении всех трёх полётов. Материал, из которого изготовлены крылья, тоже показал себя очень хорошо, оставаясь стабильным на протяжении всех трёх полётов, чего нельзя было сказать о других материалах, которые пытались применить для подобных целей ранее.

Разработчики считают, что в будущем у них получится делать более лёгкие и простые конструкции с более длинными и узкими складными крыльями. Это позволит сократить потребление топлива, а ещё поможет самолётам подстраиваться под сложные воздушные условия и облегчит сверхзвуковые полёты.

Чтобы заразить кого-то гриппом, вам даже не нужно чихать и кашлять

Все мы знаем, что вирус гриппа распространяется воздушно-капельным путем. Это может быть напрямую, когда больной человек кашлянул или чихнул, а стоящий рядом здоровый человек вдохнул содержащий вирус воздух; посредством аэрозоля или капель, образующихся при чихании и кашле и содержащих вибрионы (частицы вируса); либо за счет прямого контакта с выделениями больного. Тем не менее ученые до сих пор не знают, каким именно способом распространяется грипп.

Исследователи из Мэрилендского университета под руководством профессора Дональда Милтона решили выяснить, может ли вирус гриппа распространяться не только при кашле или чихании, но просто через дыхание больного человека. О своей работе ученые поделились в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

С декабря 2012 по март 2013 года медики и биологи провели наблюдение за 355 добровольцами, студентами возрастом от 19 до 22 лет, обладавшими симптомами ОРВИ. У 142 из них обнаружили грипп, а остальные (здоровые) не принимали участия в экспериментах. Каждый участник эксперимента проходил процедуру забора проб из носоглотки. На четвертый день после проявления симптомов болезни у людей брали пробы выдыхаемого воздуха. Человека просили в течение 30 минут дышать в специальный прибор, собирающий аэрозоли. За эти полчаса внутри прибора собирались крупные (диаметром больше 5 микрометров) и мелкие (меньше 5 микрометров, но больше 50 нанометров) капельки выдыхаемого аэрозоля. В итоге ученые собрали в общей сложности 218 проб из носоглотки, а также проб дыхания. Затем ученые провели анализ проб и разных фракций аэрозоля на наличие вирусной РНК. Кроме того, для проверки жизнеспособных вирусов в выделениях больных авторы работы выращивали вирусные культуры на модельных клетках собачьих почек.

На поверку оказалось, что вирусная РНК содержалась в 97 процентах проб из верхних дыхательных путей, в 76 процентах – из «тонкой» фракции аэрозоля (с мелкими капельками) и в 40 процентах проб в «грубой» фракции. Жизнеспособные вирусы обнаружились в 89 процентах проб из носоглотки и 39 процентах проб с мелкими каплями аэрозоля. В своей статье исследователи отмечают, что вибрионы были обнаружены в половине проб дыхания людей, которые не кашляли и не чихали во время эксперимента. Из этого можно сделать вывод, что капли при выдыхании образовались не в результате чихания или кашля, а с помощью другого механизма. Авторы работы предположили, что крошечные капли образуются в легких при расширении и сужении бронхиол и с выдохом выходят наружу.

Космическая лихорадка: реальная проблема на пути покорения дальнего космоса

Новое исследование показывает, что так называемая космическая лихорадка совсем не миф. При долгом нахождении в условиях микрогравитации температура тела может повышаться, а при физических нагрузках она возрастает еще сильнее. К такому выводу пришли немецкие ученые, изучившие физические показатели астронавтов, побывавших на борту Международной космической станции.

В общем, в и без того огромный список проблем со здоровьем, связанных с пребыванием в космосе и стоящих перед мечтой длительных космических путешествий, можно добавить еще один пункт.

В то же время исследователи отмечают, что температура тела повышается не мгновенно. Повышение этого показателя может происходить в течение нескольких месяцев, пока организм человека привыкает к условиям отсутствующей гравитации. Об этом, по крайней мере, говорят те данные о состоянии здоровья, которые собирались перед полетом, во время нахождения на МКС, а также после возвращения астронавтов обратно на Землю.

Данные показывают, что после двух с половиной месяцев пребывания на орбите во время выполнения физических упражнений температура тела астронавтов регулярно превышает показатель в 40 градусов. При этом средний показатель температуры, как правило, повышается на 1 градус и составляет 37 градусов даже тогда, когда астронавт ничем не занимается.

«Мы разработали новую систему, которая может снимать температурные показания с кожи с помощью датчиков, способных фиксировать даже незначительные изменения в температуре артериальной крови», — объясняет Ханнс-Кристиан Гунга из Клиника Шарите в Берлине, один из исследователей этого проекта.

Несмотря на то, что медики и ученые уже работают над решением некоторых проблем, связанных с длительными космическими путешествиями, фактических исследований воздействия эффектов микрогравитации на центральную температуру тела, которая на Земле регулируется нашими внутренними биологическими системами, проводилось очень мало. В то же время следить за температурой тела в космосе очень важно, особенно если мы хотим когда-нибудь отправиться к другим планетам Солнечной системы. В конечном итоге гипертермия и тепловой удар при полете к Марсу вряд ли окажутся кому-то на пользу.

В новом исследовании немецкие ученые снимали данные о температуре у 11 астронавтов, начав собирать информацию за 90 дней до полета и закончив через 30 дней после возвращения. В течение всего этого времени люди носили на лбу особо чувствительные датчики. Эти датчики показали, что центральная температура тела в условиях микрогравитации растет быстрее, чем на Земле. Ученые объясняют это тем, что космическая среда препятствует правильной работе тех факторов, которые регулируют температуру тела в земных условиях. Например, изменяется уровень выделяемого нами тепла в окружающую нас среду, а также объем пота, который наш организм выделяет для своего охлаждения. Кроме того, в космосе пот испаряется гораздо медленнее, что, в свою очередь, может стать проблемой при длительных физических нагрузках, так как возрастает возможность перегрева организма.

«В условиях невесомости нашим телам становится очень сложно избавиться от лишнего тепла. Недостаток перехода тепла между телом и внешней средой может стать настоящей проблемой и привести к перегреву», — говорит Гунга.

Повышение среднего показателя температуры тела может носить критический характер на нашу работоспособность и самочувствие, говорят ученые. Многочисленные научные исследования говорят о том, что ежедневный центральный показатель температуры человека при физическом труде не должен превышать 38 градусов.

О результатах последних исследований ученые поделились в журнале Nature.

Эксперименты физиков доказали существование четверного пространственного измерения

Мы живем в трехмерной Вселенной с тремя пространственными измерениями и одним дополнительным в виде времени. Однако эксперименты двух групп ученых показали, что наличие четвертого пространственного измерения действительно возможно и оно не ограничивается простыми направлениями вверх и вниз, влево и вправо, а также вперед и назад.

Следует сразу принять во внимание, что подобные выводы противоречат известным законам физики, были основаны на очень сложных вычислениях, частично теоретических экспериментах и с использованием законов квантовой механики.

Сопоставив результаты наблюдения за двумя специально созданными двумерными средами, две независимые команды ученых из Европы и США смогли обнаружить путь в четвертое пространственное измерение, сгенерировав так называемый квантовый эффект Холла — феномен проводимости двухмерного газа при низких температурах в сильных магнитных полях.

«Физически у нас нет 4-мерного пространства, но мы можем добиться 4-мерного квантового эффекта Холла при помощи низкоразмерной системы, поскольку высокоразмерная система закодирована в ее сложной структуре», — говорит Макаел Рехтсман, профессор Университета штата Пенсильвания.

«Возможно, нам удастся придумать новую физику в более высоком измерении, а затем создать устройства, обладающие этим преимуществом в более низких измерениях».

Другими словами, трехмерные объекты отбрасывают двухмерные тени, по которым можно догадаться о форме этих объектов. Наблюдая же за некоторыми реальными физическими трехмерными системами, мы можем кое-что понять об их четырехмерной природе, так как, по мнению физиков, трехмерные объекты могут представлять собой тени четырехмерных объектов, проявляющихся в более низких измерениях. Все это может привести к некоторым новым фундаментальным открытиям в науке.

Благодаря очень сложным вычислениям, за которые в 2016 была выдана Нобелевская премия, мы теперь знаем, что квантовый эффект Холла указывает на существование четвертого измерения в пространстве. Новейшие же эксперименты двух команд физиков, опубликованные в журнале Nature, дают нам пример эффектов, которые это четвертое измерение может иметь.

Европейская команда ученых охладила атомы до температуры, близкой к абсолютному нулю, и с помощью лазеров поместила их в двухмерную решетку. Применив квантовый «нагнетательный насос» для возбуждения пойманных атомов, физики заметили небольшие вариации в движении, которые соответствуют проявлениям четырехмерного квантового эффекта Холла, что указывает на возможность доступа к этому четвертому измерению.

Американская команда физиков также использовала лазеры, но для управления светом, проходящим через стеклянный блок. Имитируя эффект электрического поля на заряженных частицах, ученые также смогли наблюдать последствия четырехмерного квантового эффекта Холла.

По словам ученых, оба эксперимента отлично дополняют друг друга.

Конечно же, физического доступа к этому четырехмерному миру у нас нет (так как мы зажаты в трехмерном пространстве), однако ученые считают, что посредством квантовой механики мы сможем больше узнать о четырехмерном пространстве и расширить наши ограниченные знания о Вселенной.

Для наглядности советуем посмотреть видео ниже. В нем показано, как персонаж из двухмерного платформера неожиданно попадает в трехмерный мир. Согласно нашей перспективе, нам будет казаться, что мы по-прежнему находимся в двухмерном мире, но по мере нашего передвижения в нем мы будем видеть некие искажения пространства, так как трехмерный мир будет накладываться на двухмерную плоскость. Аналогичные искажения были увидены учеными в вышеописанных экспериментах. Они-то и указали на существование четырехмерного пространства, которое мы не можем видеть физически, но эффекты которого накладываются на нашу трехмерную плоскость.

Несмотря на то, что физически мы не можем попасть в четырехмерное пространство, мы получили доказательство его существования и более четкую картину того, как оно работает. Ученые же, в свою очередь, хотят использовать результаты этих наблюдений для более детального анализа. Кто знает, возможно, в ходе дальнейшей работы они смогут совершить и другие открытия.

Исследование объяснило, как алкоголь повреждает ДНК и увеличивает риск рака

Тот факт, что алкоголь повышает риск возникновения у человека онкологических заболеваний, хорошо известен учёным на протяжении нескольких десятилетий. Но как именно алкогольные напитки приводят к этому – чёткого ответа наука не давала. Новое исследование, проведённое сотрудниками Кембриджского университета, впервые пролило свет на этот процесс и доказало, что алкоголь повреждает ДНК, что в свою очередь приводит к возникновению рака.

Учёные достаточно давно предположили, что ацетальдегид, возникающий при расщеплении алкоголя печенью, несёт ответственность за повышение шансов возникновения в организме раковых опухолей. Всем известно, что это вещество токсично, так что ничего удивительного в этом предположении не было. В рамках нового исследования учёные вводили в организм лабораторных мышей этиловый спирт, после чего наблюдала за изменениями в их организме посредством секвенирования и анализа ДНК. Эксперимент отчётливо продемонстрировал, что ацетальдегид повреждает ДНК в стволовых клетках крови, что в несколько раз повышает риск возникновения нескольких видов рака.

«Некоторые типы рака развиваются из-за повреждения ДНК в стволовых клетках. И хотя некоторые повреждения происходят случайно от ряда других факторов, наше исследование доказывает, что регулярное употребление алкоголя значительно повышает этот риск», — рассказывает Кетан Патель, ведущий автор исследования.

Учёные также исследовали то, как организм справляется с внезапным притоком ацетальдегида. Вещество это разрушается в организме рядом ферментов, называемых альдегиддегидрогеназами (ALDH). Некоторые люди обладают дефектными ферментами ALDH, поэтому их организм не способен эффективно очищаться от ацетальдегида после употребления алкоголя. Накопление этого вещества в их телах может привести к ещё более сильному повреждению ДНК. Когда алкоголь давали мышам с дефектными ферментами, их ДНК разрушалась в четыре раза активнее, нежели у грызунов с функциональными ALDH.

Данное исследование впервые чётко описывает механизм, связывающий алкоголь и онкологические заболевания. На данный момент наука тесно связывает семь типов рака, к которым приводит употребление алкоголя. Это рак ротовой полости, рак горла, гортани, пищевода, рак груди, печени и кишечника. Дальнейшие исследования группы учёных из Кембриджа должны выяснить, почему именно эти, а не другие виды онкологии чаще всего преследуют любителей спиртного. Результаты исследования можно прочесть в журнале Nature.

Классическое представление о работе нейронов мозга оказалось ошибочным

Человеческий мозг содержит около 86 миллиардов нейронов. Каждый из этих нейронов соединяется с другими клетками, образуя триллионы соединений. Место контакта двух нейронов или нейрона и получающей сигнал клетки называют синапсом. Через эти синапсы осуществляется передача нервного импульса.

Науке все это было известно уже давно. Ученые более ста лет назад выяснили, что каждый нейрон работает как централизованный возбуждаемый элемент. Внутри него сначала накапливаются входящие электрические сигналы, а затем, когда те достигают определенного предела, нейрон генерирует и посылает короткий электрический импульс в многочисленные ответвления – дендриты. На их концах расположены мембранные выросты – шипики. С этих шипиков и отправляется импульс. Когда шипики одного нейрона соединяются с шипиками другого, формируется синапс. Но это лишь одна из разновидностей контакта. Синапсы также образуются при контакте самих дендритов, а также тел нейронов.

Тем не менее новое исследование, проведенное израильскими специалистами из Университета имени Бар-Илан и опубликованное научным журналом Scientific Reports, развенчивает классические представления о работе нейронов.

Ещё в 1907 году французский нейробиолог Луи Лапик предложил модель, согласно которой напряжение в дендритных шипиках нейронов увеличивается по мере накопления электрических сигналов. При достижении определенного максимума, нейрон отвечает всплеском активности, после чего напряжение сбрасывается. Это также означало, что если нейрон еще не «собрал» достаточно сильный электрический сигнал, то он не будет отправлять импульс.

Последующие сто лет нейробиологи изучали клетки мозга, основываясь на этой модели. Однако в рамках новых типов экспериментов ученые доказали, что Лапик ошибался.

Старая схема работы нейронов как совокупной возбудимой единицы (левое изображение) и новая – с чувствительностью справа, слева и снизу (правое изображение)

Исследователи обнаружили, что каждый нейрон функционирует не как совокупность возбудимых элементов. На самом деле его дендритные отростки могут действовать по-разному. Грубо говоря, «левый» и «правый» дендриты не ждут накопления сигналов, чтобы суммировать их и генерировать импульс. Напротив, каждый из них «работает» в своем направлении, создавая абсолютно разные импульсы.

«Мы пришли к такому выводу, используя новую экспериментальную установку, но, в принципе, эти результаты могли быть обнаружены с помощью технологий, существовавших еще с 1980-х годов. Вера в научные открытия столетней давности привела к этой задержке», — комментирует руководитель работы профессор Идо Кантер.

Исследователи решили изучать природу самого нейронного импульса – всплеска электрической активности. В рамках одного эксперимента на нейрон с разных сторон применялся электрический ток, а в другом эксперименте ученые использовали эффект множественных входных сигналов.

Полученные результаты указывают на то, что направление принятого сигнала может существенно повлиять на реакцию нейрона. Например, слабый сигнал «слева» и такой же слабый сигнал «справа» нейрон не суммирует и не отзывается импульсом. Однако если с одной из сторон поступит более мощный сигнал, то даже он один может запустить реакцию нейрона.

По мнению Кантера, необходимо отказаться от традиционных представлений и заново изучить функциональные возможности клеток мозга. В первую очередь это крайне важно для понимания природы нейродегенеративных заболеваний. Возможно, нейроны, которые не способны дифференцировать «лево» и «право», могут стать отправной точкой для выявления происхождения этих болезней.

Новые эксперименты также поставили под сомнение метод «сортировки шипиков», используемый сотнями научных групп по всему миру. Метод помогает измерять активность сразу множества нейронов, но, как и прочие, основывается на предположениях, которые, возможно, вскоре будут официально признаны устаревшими.

Однако первоочередная задача для нейробиологов заключалась в том, чтобы понять, как нейроны «сортируют» входящие сигналы и на основе этого формируют свой «отзыв». Кроме того, авторы отмечают, что они проводили эксперименты лишь с одним типом нервных клеток – пирамидальными нейронами. Хотя они бывают также грушевидными, звездчатыми, зернистыми, неправильными и веретеновидными.

Помимо медицинских применений, открытие может нести большую пользу для сферы создания более совершенных искусственных нейросетей, говорят ученые.

Наш мозг способен создавать ложные воспоминания, но это не всегда плохо

Вы никогда не попадали в ситуацию, когда вместе с кем-то становились свидетелем какого-то события, но почему-то по-разному затем вспоминали, что произошло? Казалось бы, вы были рядом, видели одно и то же, но почему-то имеете разнящиеся воспоминания о событии. На самом деле такое происходит довольно часто. И все дело в том, что человеческая память неидеальна. Несмотря на то, что мы все привыкли полагаться на наши воспоминания, наш мозг со временем может их изменять.

Элизабет Лофтус является профессором когнитивной психологии и занимается исследованиями человеческой памяти не один десяток лет. Она хороша известна в этой сфере благодаря своим исследованиям пластичности человеческих воспоминаний, природы, а также особенностей создания ложных воспоминаний. Научные работы Лофтус не раз находили применение в юридической сфере. Она участвовала в качестве эксперта в сотне судебных случаев. Ее исследования доказали, что наши воспоминания могут быть искажены под воздействием внешних факторов, возникающих уже после событий, которые отложились в нашу память, вызывая так называемый эффект дезинформации.

На примере исследования случаев дорожно-транспортных происшествий Лофтус показала, как формулировка вопроса, заданного свидетелям ДТП, может приводить к тому, что показания этих свидетелей будут не соответствовать действительности. Например, в одном из экспериментов людям-добровольцам, разделенным на несколько групп, были показаны различные ролики автокатастроф длительностью от 5 до 30 секунд. После каждого видео людей просили заполнить опросный лист, первый вопрос в котором звучал так: «Дайте отчет об аварии, которую вы только что увидели». Затем следовал ряд конкретных вопросов про ДТП. Один из них звучал следующим образом: «Как быстро двигались автомобили на видео в тот момент, когда они врезались друг в друга?». Правда для каждой группы вопрос был сформулирован несколько иначе, и вместо слова «врезались» использовались такие определения, как «соприкоснулись», «ударились», «разбились», «стукнулись». При слове «разбились» люди приписывали наиболее высокую скорость, хотя по факту во всех случаях она была одинаковой. Эксперимент показал, что форма вопроса влияет на ответ свидетеля. Лофтус сделала предположение, что это связано с изменениями представления события в памяти испытуемых.

В аналогичных экспериментах Лофтус получила похожий эффект. На вопрос: «Видели ли вы, как разбилась фара?» — люди приводили большое количество ложных свидетельств о разбитой фаре, в то время как на самом деле фара не была разбита.

«На самом деле очень просто исказить детали того, что же на самом деле видел человек, просто благодаря предоставлению ему наводящей информации. Но в ходе своей работы мы стали все чаще задумываться над тем, а насколько далеко можно зайти в вопросе искажения памяти человека? Можно ли вложить в человеческий мозг полностью ложные воспоминания о событиях, которые никогда в реальности не происходили?», — поделилась в интервью Business Insider Лофтус.

И как оказалось – действительно можно. Лофтус, а также психолог и сотрудник кафедры психологии Университетского колледжа Лондона Джулия Шоу смогли успешно продемонстрировать эту возможность, «загрузив» ложные воспоминания в мозг совершенно здоровых людей.

Например, в одном исследовании 70 процентов испытуемых начали верить в то, что совершили преступление в виде кражи, нападения или разбоя, просто используя методы внедрения ложных воспоминаний в ходе беседы с людьми.

Природой ложных воспоминаний ученые занимаются более сотни лет…

Как однажды сказал Сальвадор Дали: «Разница между ложными и истинными воспоминаниями такая же, как и между фальшивыми и настоящими бриллиантами: именно фальшивые всегда выглядят реальнее и сверкают ярче».

В этих словах содержится истина, которая может помочь нам объяснить, почему мы так быстро начинаем верить в ложные сообщения о случившемся.

Идея об искажении памяти берет свое начало более сотни лет назад и связана с работами философа и психолога Гуго Мюнстерберга, который на тот момент занимал пост главы факультета психологии Гарвардского университета и президента Американской психологической ассоциации. В статье, опубликованной в газете The New York Times, Мюнстерберг писал о случае, произошедшем в Чикаго. Полиция обнаружила труп женщины, а через время задержала и обвинила в убийстве сына местного фермера. После полицейского допроса молодой человек признался в том, что убил эту женщину. Даже несмотря на то, что у него на момент убийства было железное алиби.

«Он повторял свое признание снова и снова. Но каждый раз это признание становилось богаче в деталях», — писал тогда Мюнстерберг.

В статье психолог сообщал, что с каждым новым рассказом история молодого человека становилась все более абсурдной и противоречивой – казалось, что его воображение не поспевает за тем, что человек хочет сказать. Со стороны было ясно, что он просто не мог подтвердить то, что он рассказывает.

Мюнстерберг сделал вывод, что парень просто-напросто стал жертвой «непроизвольного внушения на основе предположений», которые высказывались полицейскими во время его допроса.

…однако детальные исследования в этом направлении проводятся всего несколько последних десятилетий

К сожалению, идеи Мюнстерберга на то время показались общественности слишком радикальными, и парня в итоге неделей позже все-таки повесили. Лишь спустя несколько десятилетий идея ложных и искаженных воспоминаний будет должным образом изучена и начнет рассматриваться как фактор, способный влиять на показания.

Сегодня многие согласятся с тем, что ложные признания можно получить в ходе весьма напряженного эмоционально и физически подавляющего допроса подозреваемого. Именно об этом могут подумать те, кто посмотрит недавнюю документальную драму «Создавая убийцу» от компании Netflix, наделавшую немало шума среди американского общества. Делается ли ложное признание под сильным давлением, или человек действительно верит в то, что говорит – здесь нужно разбирать каждый случай отдельно. Однако Лофтус уверена, что оснований подозревать кого-то в том, что его воспоминания подверглись искажению и дезинформации, у вас не будет, если вы заранее не будете уверены в том, что это действительно имело место.

Однако решение этого вопроса может скрываться в нашей биологии. На это указали результаты работы южнокорейских нейробиологов из Университета Тэгу, проводивших исследование работы мозга у 11 добровольцев, имевших настоящие и ложные воспоминания. Ученые хотели понять, будут ли прослеживаться в получаемых данных какие-то характерные отличительные признаки. Людей попросили ознакомиться со списком слов, разбитых на категории. Одной из таких категорий, например, была «домашний скот». Затем их подключили к аппарату функциональной магниторезонансной томографии и начали опрашивать на предмет наличия несоответствия для той или иной категории у слов. В момент ответов исследователи пытались определить изменения в кровотоке в разных частях мозга испытуемых. Эксперимент показал, что у людей, которые были уверены в своем ответе (и ответ на самом деле оказывался верным), кровоток возрастал в районе гиппокампа – отдела мозга, играющего важную роль в консолидации памяти (перехода кратковременной памяти в долговременную). А когда участники были уверены в своих ответах, но ответы на самом деле оказывались неправильными (что происходило примерно в 20 процентах случаев), то повышение кровотока наблюдалось во фронтопариетальном отделе мозга, отвечающем за так называемое «чувство дежавю».

Объяснить данный феномен помогает теория нечетких следов

Одна из теорий, которая пытается объяснить нам, почему наш мозг может заполняться ложными воспоминаниями, носит название «теории нечетких следов». Авторами термина являются исследователи и психологи Чарльз Брейнерд и Валери Ф. Рейна. С помощью данной теории ученые попытались впервые объяснить работу так называемой парадигмы Диза-Родигера-Макдермот (Deese-Roediger-McDermott paradigm), или сокращенно DRM. Звучит на первый взгляд страшно, но на самом деле она названа в честь ее создателей, ученых Джеймса Диза, Генри Родигера и Кэтлин Макдермот, которые еще в 60-х годах предприняли попытку воспроизвести лабораторный аналог дежавю.

В исследовании DRM испытуемым предлагался большой перечень слов, к примеру: «подушка», «матрас», «кровать», «кресло», «будильник», «дрема», «ночной кошмар», «пижама», «ночник» и так далее. Все эти слова относятся к одной категории — процессу сна. Но слова «сон» нет в этом списке. Когда через некоторое время испытуемых спрашивали, было ли в списке слово «сон», большинство «вспоминали», что оно было. Конечно, полученный эффект не слишком похож на реальное дежавю, но авторы настаивали на тождестве механизмов их возникновения.

«Люди начинают «вспоминать» слова, которых на самом деле не было в списке, но они уверены в том, что они были. Этот феномен определенно можно назвать ложной памятью», — поделилась Рейна в разговоре с Business Insider.

«Это действительно очень сильный психологический феномен. Полное несоответствие действительности. Это не просто ситуация, которую можно описать словами: «Я не помню», что в свою очередь можно было бы назвать обычной забывчивостью. Здесь все гораздо сложнее: «Я точно помню то, чего на самом деле не было». И теория нечетких следов стала первой попыткой объяснить этот феномен».

Теория выделяет два типа памяти, и каждый имеет свои плюсы

Сперва ученые предположили, что феномен каким-то образом связан с построением ассоциативного ряда между словами. Однако, когда такая возможность была учтена в экспериментах, исследователи получили такие же результаты.

Теория нечетких следов, в свою очередь, раскрывает и продвигает идею существования двух типов памяти: воспроизводящей и смысловой. Когда включается воспроизводящая память, мы можем быстро, точно и в деталях вспомнить что-то из прошлого. Когда же в дело вступает смысловая, то у нас возникают лишь смутные (нечеткие) воспоминая о прошедших событиях – отсюда, кстати, и название теории.

«С возрастом мы начинаем больше полагаться на смысловую и меньше на воспроизводящую память», — говорит Рейна.

«Жизнь устроена так, что чаще всего важные вещи происходят после некоторой задержки. Например, будучи студентом, вы впитываете новые знания не просто для того, чтобы применить их сразу же на практике. Вам необходимо помнить эту информацию, так как она может пригодиться и в следующем семестре и через него, а затем и на вашем будущем месте работы. Эта информация отличается от той, которую вы можете помнить, скажем, один день или неделю. Она откладывается в ваш мозг на гораздо более долгий отрезок времени. И дело в том, что смысловая (расплывчатая) память со временем начинает доминировать над воспроизводящей (точной)».

Теория нечетких следов способна правильно предсказать драматический эффект старения наших воспоминаний, называющийся «эффектом обратного развития» (developmental reversal effect). Это означает, что когда вы взрослеете и переходите из детства во взрослую жизнь, то повышается не только эффективность вашей воспроизводящей памяти (вы можете более детально вспоминать произошедшие события), но в то же время происходит и рост доминанты смысловой памяти. На практике это означает, что с большей долей вероятности вы будете испытывать уверенность в том, что в списке имелось то или иное слово (как в примере, который описан выше), хотя на самом деле его там никогда не было, и в то же время вы при этом будете помнить весь список.

В целом это означает, что ваша память не обязательно ухудшается с возрастом. Просто ваш мозг становится более избирательным в отношении поиска подходящих смысловых значений, замедляя скорость подбора. С того момента, как эта теория была представлена, она была подтверждена в рамках более 50 других исследований другими учеными.

Ложные воспоминания не всегда проблема

Поначалу многие довольно скептически отнеслись к этой теории, объясняя это тем, что взрослые во всем превосходят детей. Но такое отношение к теории возникло, возможно, из-за того, что мы очень часто полагаемся на наш мозг, и любое предположение о том, что с возрастом его работа становится менее точной, выглядит для нас пугающей перспективой.

В реальности же, несмотря на то что у всех нас со временем проявятся ложные воспоминания, никаких проблем от этого мы испытывать не будем, считает Рейна. С эволюционной точки зрения в таком неминуемо ожидаемом всех нас переходе к смысловой памяти даже можно найти свои плюсы. Например, в рамках своих исследований Рейна обнаружила, что смысловая память помогает людям принимать более безопасные решения в вопросах принятия различных рисков.

Объяснить это помогает парадокс Алле, используемый в теории принятия решений и названный в честь экономиста и Нобелевского лауреата Мориса Алле. Парадокс можно сформулировать в виде выбора между двумя вариантами, в каждом из которых с некоторой вероятностью достаётся та или иная сумма денег. Индивидам предлагают выбор по одному решению из двух пар рискованных решений. В первом случае в ситуации A есть 100% уверенность в получении выигрыша в 1 млн франков, а в ситуации B имеется 10% вероятность выигрыша в 2,5 млн франков, 89% — в 1 млн франков и 1% — не выиграть ничего. Во втором случае тем же индивидам предлагается сделать выбор между ситуацией C и D. В ситуации C имеется 10% вероятности выигрыша в 5 млн франков и 90% не выиграть ничего, а в ситуации D 11% составляет вероятность выигрыша в 1 млн франков и 89% — не выиграть ничего.

Алле установил, что значительное большинство индивидов в этих условиях предпочтет выбор ситуации A в первой паре и ситуации C во второй. Этот результат воспринимался как парадоксальный. В рамках существовавшей гипотезы индивид, отдавший предпочтение выбору А в первой паре, должен выбрать ситуацию D во второй паре, а остановивший выбор на В должен во второй паре отдать предпочтение выбору С. Алле математически точно объяснил этот парадокс. Его основной вывод гласил, что рационально действующий агент предпочитает абсолютную надежность.

«Большинство людей скажут: погодите-ка, куча денег – это лучше, чем ничего. Это и есть главная суть в нашем случае. Смысл», — говорит Рейна.

Психолог говорит, что существование ложных воспоминаний могут заставить людей беспокоиться о том, как они якобы по-другому видят окружающий их мир, но в этом нет никакой проблемы. В отличие от реальных негативных возрастных проблем, которые могут проявляться в том числе и в виде снижения эффективности памяти, ложные воспоминания в некоторых случаях на самом деле помогают нам делать более безопасный и более осознанный выбор в тех или иных вещах. Поэтому Рейна отмечает, что не следует путать ложную память с деменцией.

«Люди не испытывают проблем со смысловой памятью. Те же студенты в среднем обладают более сильной памятью, но даже у них она может быть заполнена всевозможными ошибками и искаженными деталями, но при этом человек может даже не осознавать этого. Вся проблема крутится вокруг того, что мы почему-то привыкли думать, что обладаем идеальной памятью. Но на самом деле никто не обладает идеальной памятью. Просто наш мозг пытается заполнить те имеющиеся пробелы, которые в ней есть. И у одних это происходит эффективнее, чем у других».

Смысловая память — это лишь очередной способ, с помощью которого наш мозг показывает то, насколько он готов адаптироваться к внешнему окружению. Опять же, не стоит путать ложные воспоминания с деменцией («старческим маразмом», по-народному). Пока человек не испытывает никаких проблем, то и волноваться об этом не стоит, считает психолог.

«С возрастом у людей бывают и хорошие и плохие дни. Со временем они начинают забывать детальные подробности того, что происходило в прошлом, однако это компенсируется смысловой памятью, которая с возрастом становится все более и более эффективной», — говорит Рейна.

«Поэтому я считаю, что если не брать в расчет действительно проблемные случаи со здоровьем, то нам не следует слишком беспокоиться о том, что наши воспоминания с возрастом будут каким-то образом повреждены. Нужно исходить из того, что они никогда и не были полностью цельными».

Ученые заявляют об открытии гена плохого запаха изо рта

Плохой запах изо рта не всегда связан с несоблюдением гигиены ротовой полости. Ученые говорят, что примерно у 0,5 до 3 процентов людей причиной плохого запаха являются иные источники. Например, плохой запах встречается при воспалении синусовых пазух, пищевода, легочных болезнях и даже из-за особенности крови. Тем не менее причины самого зловония ученые до конца не установили. Но, кажется, ответ нашла международная группа исследователей, которая обнаружила еще один потенциальный «внешний» источник плохого дыхания – гены.

Ученые провели исследование белка SELENBP1 и выяснили, что мутация в его гене может заставлять организм производить дурнопахнущие молекулы. При этом, что не менее интересно, этот ген может играть роль в подавлении развития опухолей.

«Важно установить истинную причину стойкого неприятного запаха изо рта и уметь понимать, происходит она от относительно безвредного положения дел – заболевания дёсен, например, или более опасного состояния – того же цирроза печени», — говорит профессор Кент Ллойд из Калифорнийского университета в Дейвисе.

Согласно опубликованной в научном журнале Nature Genetics статье, исследователи изучили пять добровольцев, чье дыхание напоминало запах вареной капусты. Сначала они исключили другие потенциальные источники плохого дыхания — рацион питания, например, а затем проанализировали дыхание при помощи оборудования для газовой хроматографии. Речь идёт о высокотехнологическом искусственном «носе». В итоге выяснилось, что запах создается целым рядом серосодержащих молекул (например, метантиолом и диметилсульфидом). Исследователи отмечают, что тот же метантиол обычно образуется в процессе пищеварения, но расщепляется в организме.

У всех пациентов, как оказалось, имеется одна общая деталь. Исследователи отметили, что у каждого из них наблюдалась мутация в гене SELENBP1. Кроме того, у всех также наблюдался высокий уровень метантиола и диметилсульфида в крови. Когда кровь достигает лёгких, эти вонючие сернистые соединения ее покидают и выдыхаются с воздухом.

Исследователи решили выяснить, действительно ли этот ген является причиной неприятного запаха. Для этого они провели эксперимент, в рамках которого у лабораторных мышей этот ген был «выключен». Ученые выяснили, что в плазме крови всех мутантных грызунов наблюдается гораздо более высокие уровни содержания этих пахучих серных соединений (как и у людей с мутацией в изучаемом гене). Тем самым исследователи доказали, что именно мутация в гене SELENBP1 приводит к производству неприятного запаха (за счет производства определенных белков).

Результаты эксперимента показали, что, возможно, именно SELENBP1 отвечает за выработку фермента, разрушающего пахучие молекулы. Авторы исследования пишут, что одной из вероятных функций SELENBP1 может являться поддержание низкой концентрации выдыхаемого метантиола, однако имеющаяся мутация нарушает этот процесс.

К сожалению, на карту в данному случае поставлена не только свежесть дыхания. В рамках более ранних исследований ученые вынесли предположение, что SELENBP1 может играть роль в подавлении развития раковых опухолей. Тогда отмечалось, что собаки способны чувствовать «запах» некоторых опухолей (например, рака груди). Возможно, это связано с тем, что такие заболевания пахнут соединениями, которые не были уничтожены белками, за которые отвечают SELENBP1. И этот «запах» чувствуют животные. Однако на данный момент это всего лишь предположение.

На данный момент не существует способа лечения плохого запаха изо рта (гигиена ротовой полости его лишь маскирует). Однако генетические исследования и более полное понимание этой проблемы могут помочь в будущем в разработке нужной терапии.

Светящиеся растения будут освещать улицы

На улицах наших городов мы привыкли видеть немало растений, которые выполняют, как правило, чисто декоративную функцию. Но что, если всю эту флору можно было бы наделить дополнительными функциями? Скажем, днем растения вырабатывают кислород, а ночью — освещают улицы? Звучит фантастично, но на самом деле подобное уже скоро может стать реальностью.

В действительности же такая идея не лишена смысла и по экономическим соображениям, ведь, согласно данным различных исследований, на освещение улиц в ночное время тратится от 10 до 20% всего производимого электричества. Как сообщает издание Science Daily, ученые вплотную приблизились к созданию биолюминесцентных растений. Причем подобная затея может оказаться не такой уж невыполнимой, как кажется на первый взгляд.

Множество живых организмов обладают способностью светиться в темноте. Более того, раньше ученым уже удавалось «активировать» необходимые гены у растений. К примеру, получилось добиться свечения листьев табака, применив генную инженерию. Но вот ученые из Массачусетского технологического института решили использовать нанотехнологии. Они создали кремниевые и полимерные наночастицы, которые способны перемещаться внутри листьев и стеблей растений в определенном направлении, тем самым «выделяя» свет. Внутри каждой из частиц содержится одно из трех веществ: люциферин (который испускает свет), люцифераза (фермент, заставляющий люциферин светиться) и кофермент А (он повышает активность люциферазы). Все три наночастицы под давлением в водной среде помещаются в устьица растений.

В итоге ученым удалось добиться свечения листьев растения, которое в 100 000 раз превышало таковое у генно-модифицированного собрата. Самым интересным является то, что свечение с легкостью можно «отключить», добавив соединение, блокирующее любое из трех вышеперечисленных веществ. На данный момент максимальный период свечения растений равняется четырем часам, но ученые планируют увеличить этот показатель.

Бактерий смогли превратить в нанороботов

Нанороботы могли бы очень пригодиться для самых разных вещей: с их помощью можно было бы проводить операции, исследовать недоступные ранее места, проводить диагностику организма и доставлять лекарства в определённые места человеческого тела… Впрочем, на что способны микроскопические роботы из фантастических романов, все мы прекрасно знаем. Известны и их реальные возможности. На деле современные нанороботы нигде не применяются из-за отсутствия приличных двигателей, способных заставить микро-ботов двигаться. Но недавно учёные обратили внимание на бактериальные жгутики, а затем, исследовав их, предложили необычное решение проблемы.

Законы физики наномира сильно отличаются от нашего, поэтому уменьшившись до размера бактерии, человек просто не смог бы двигаться в воде, например, или другой жидкости. Бактерии же отлично справляются с задачей, используя для движения свои спиральные жгутики. Ранее учёные уже пытались скопировать их, создавая примитивные нано-аналоги, но они обладали целым рядом недостатков,в числе которых была высокая цена, плохая подвижность и хрупкость изделий.

Сейчас же вместо того, чтобы создавать жгутики «с нуля», исследователи просто вырастили колонию бактерий Salmonella typhimurium, а затем «настригли» с них жгутики, которые затем покрыли оксидом кремния и никелем — это позволило воздействовать на жгутики с помощью магнитных полей. В ходе испытаний новые «двигатели» смогли передвигаться ничуть не хуже обычных, преодолевая за секунду расстояние, превышающее их собственную длину в два раза.

Исследователи уверены, что их разработка сможет помочь в развитии новых направлений медицины и наверняка пригодится в электронике, а пока команда учёных продолжает обкатывать получившиеся «движки» в лаборатории. Кто знает, может, с их помощью получится создать нанороботов-убийц раковых клеток, или ещё что-нибудь полезное?