Новости мира

Изобретение, которое будет полезно людям с ограниченными возможностями здоровья, представила вещательная корпорация BBC. Речь идет о прототипе приложения для экспериментальной версии пульта управления ТВ, который дает возможность пользователю переключать каналы, мысленно сосредоточившись на том, что он хочет увидеть на экране.

Устройство работает за счет считывания сигналов о мозговой активности с помощью специальной гарнитуры, снимающей электроэнцефалограмму. У необычного пульта есть два режима: в одном из них для управления требуется сосредоточение, а в другом, наоборот, расслабление.

Над изобретением работал цифровой отдел BBC совместно с технологической компанией This Place. Первые испытания устройства провели на себе десять сотрудников BBC. Тесты прошли успешно, хотя и отмечается, что некоторым участникам эксперимента мысленное управление далось труднее, чем остальным — часть удалось удивительно быстро наладить управление.

Возможно, пишет scientificrussia.ru, технология станет частью нашей жизни, и, в первую очередь, конечно, пригодится парализованным по различным причинам людям. В перспективе с помощью интерфейсов мозг-компьютер они смогут управлять не только каналами ТВ, но и выходить в интернет, включать музыку и так далее.

Время лампочки накаливания может вернуться благодаря проекту международной команды ученых под руководством Юнг Дак Кима (Young Duck Kim). Исследователи впервые создали микрочип с источником света на основе графена.

Новый чип представляет собой два металлических электрода, между которыми размещена полоска графена. Электроды и графен закреплены на кремниевой подложке, но графен ее не касается. При подаче тока графен мгновенно нагревается до температуры выше 2500 градусов Цельсия, и тонкая полоска толщиной в один атом углерода начинает светиться так ярко, что свечение видно невооруженным глазом.

Такая графеновая лампочка накаливания обладает рядом уникальных свойств. Например, когда графен нагревается, он гораздо хуже проводит тепло, то есть тепло ограничивается небольшой горячей точкой  в центре полоски графена, что упрощает конструкцию лампочки (ей не нужно активное охлаждение). Кроме того, при росте температуры графеновой решетке требуется все меньше энергии для дальнейшего нагрева. Это уникальное термическое свойство позволяет нагревать графен до очень высоких температур и повысить эффективность отдельной полоски в 1000 раз, по сравнению с графеном на твердой подложке.

Также, спектр излучения графеновой лампочки меняется в зависимости от расстояния полоски графена от подложки.  Это происходит из-за интерференции между светом, излучаемым графеном и светом, отраженным от кремниевой подложки. Таким образом, благодаря прозрачности графена можно менять  характеристики света, изменяя расстояние от графена до подложки.

Новый графеновый чип может найти широкое применение. В настоящее время ученые пытаются выяснить, как быстро можно включать и выключать графеновую лампочку и можно ли ее применить в оптических вычислительных элементах, а также ярких дисплеях нового типа. Также крошечный сверхгорячий чип можно  использовать для изучения высокотемпературного катализа и химического анализа.

Графеновая лампочка, пишет  CNews.ru, решает старую проблему крошечных сверхярких источников света. Микроскопические металлические нити накала не способны выдержать температуры в несколько  тысяч градусов. Кроме того, металлы эффективно проводят тепло и нагревают другие детали чипа. В свою очередь, графеновая лампочка остается практически холодной на макроуровне.

Пересадить биохимический механизм, отвечающий за циркадный ритм, от одного живого организма к другому удалось ученым Гарвардского университета и Гарвардской медицинской школы (США), под руководством профессора Памелы Сильвер (Pamela Silver).

Циркадный ритм — это то, что в просторечии называют «биологическими часами». То есть, сложный механизм, подстраивающий ритмы нашего существования — режимы сна, питания и т.п. — к 24-часовому суточному циклу. Циркадные ритмы обнаружены у большинства животных, растений и грибов на Земле. Недавно также выяснилось, что циркадные ритмы имеют некоторые из бактерий, например, цианобактерии.

Эксперимент профессора Сильвер с коллегами как раз и заключался в пересадке белкового цикла (закольцованной последовательности сложных химических реакций, в которых одни белки превращаются в другие), обуславливающего циркадный ритм у цианобактерий, в клетку бактерии кишечной палочки (E.coli), которая такого ритма не имеет. Эксперимент закончился удачно: у кишечной палочки появился циркадный ритм. Для того, чтобы это проверить, ученые связали вышеупомянутый белковый цикл к флюоресцентными белками, так что они начинали светиться в определенное время суток.

Это достижение имеет как теоретическое, так и прикладное значение. Теоретическое состоит в том, что это первый случай удачной пересадки циркадного ритма от одного живого организма к другому. Который, к тому же, показывает, насколько тонко современная наука может вмешиваться в конструкцию живых организмов. «Что по-настоящему потрясающе, так это то, что мы показали модулируемость биологических систем, что открывает перспективы пересадки также и других биологических циклов от одних видов к другим», — сказала Сильвер.

С практической же точки зрения, утверждают авторы статьи в журнале Science Advances, пересказанной порталом (e)Science News, это может в перспективе привести к разработке медицинских препаратов, которые будут подстраиваться к циркадным ритмам нашего организма и действовать именно в нужное время суток. Более того, возможно, удастся создать лекарства для перенастройки наших собственных «биологических часов», например, для того, чтобы избежать стресса от перелета из одного часового пояса в другой — так называемого «джетлага».

Детектировать пары взрывчатых веществ с расстояния в несколько десятков метров будет способно лазерное устройство, которое разрабатывают ученые Института оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук.

Все взрывчатые вещества содержат много атомов азота. Обнаружить их можно, облучая подозрительный объект пучком нейтронов. Но, к примеру, в большом потоке людей вычислить тот самый объект, на который необходимо направить устройство детектирования паров взрывчатки, непросто. Требуются другие технологии, позволяющие направить в произвольное пространство пучок лазерного света, и по его рассеянному в обратном направлении излучению обнаружить паровые составляющие взрывчатых веществ в конкретном месте – например, непосредственно над багажом или над человеком. Причём, показать не только присутствие этих облаков, но и их количественное содержание, а значит, сразу оценить масштаб угрозы. В России такую технологию разрабатывает команда учёных Института оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН. Исследователи завершают создание макетного образца устройства, детектирующего самое распространённое взрывчатое вещество – тринитротолуол – с 50 метров.

«Это довольно-таки большое расстояние, которое обеспечивает безопасность как человеку, который обслуживает устройство обнаружения, так и самому этому инструменту», – комментирует директор института, руководитель проекта Геннадий Матвиенко.

Само устройство представляет собой лидар, или лазерный локатор, довольно объёмных размеров – примерно 1,5 кубических метра. В нём совмещены лазерный источник, отправляющий импульсы в район исследуемого пространства, и приёмная система, собирающая и обрабатывающая отражённый сигнал от газовых примесей. По амплитуде сигналов в специфических участках оптического спектра, поступающих с разной дальности от лидара, вычисляются координаты примесей, которые находятся в атмосфере.

«Больше всего нюансов с регистрацией сигналов, – отмечает Геннадий Матвиенко. – Мы используем излучение не только в видимом, но и в инфракрасном, и в ультрафиолетовом диапазонах, где идёт очень сильная фоновая засветка от Солнца. Чтобы успешно детектировать сигналы на больших площадях, надо как-то устранять эту фоновую освещенность. Для этого мы используем различные фильтры. А когда их не хватает, сами разрабатываем монохроматоры – некое соединение дифракционных решёток, обеспечивающее выделение действительно узкой области спектра и соответственно существенное уменьшение солнечной засветки».

Сейчас, пишет strf.ru, учёные собирают отдельные детали в единый макет, который примерно через год должен перевоплотиться в образец для промышленного производства – с полной конструкторской проработкой и внешней эстетикой.

«Криобот» VALKYRIE (Very deep Autonomous Laser-powered Kilowatt-class Yo-yoing Robotic Ice Explorer) проходит испытание на леднике Matanuska на Аляске. Для движения уникальный аппарат использует лазер и потенциально способен пройти через километры льда, сковывающего океан спутника Юпитера Европы.

Бюджет НАСА на 2016 финансовый год включает около $30 млн на дальнейшее развитие миссии Clipper по изучению Европы. Эта миссия попробует отыскать признаки жизни на спутнике Юпитера, но для этого нужно каким-то образом проникнуть сквозь лед, покрывающий поверхность  Европы. Это невероятно сложная задача, ведь нужно создать небольшого робота, которого можно опустить на поверхность спутника, а затем спустить в океан сквозь 20 до 30 км льда.

Для решения этой задачи специалисты лаборатории НАСА JPL и компании Stone Aerospace решили использовать оригинальную технологию лазерного бурения. В 2003 г. начались работы по созданию опытного робота DEPTHX, оснащенного 5-Вт оптоволоконной лазерной системой коммуникации. И тогда опытного спелеолога и инженера, а также основателя Stone Aerospace Билла Стоуна (Bill Stone) осенило: по оптоволокну можно передавать гораздо больше лазерной энергии, вплоть до теоретического предела в 4,6 МВт.  Он направил свою идею НАСА, и вскоре его компания совместно с инженерами агентства создала робота  VALKYRIE.

В других прототипах роботов для изучения Европы используются маломощные автономные системы со встроенным источником питания. В VALKYRIE мощный источник энергии, например ядерный, остается на поверхности льда, а лазерный луч идет к роботу по сверхтонкому микронному оптоволокну. В настоящее время мощность лазера прототипа составляет 5 кВт, что в 2014 г. позволило роботу спуститься в ледник Matanuska на глубину в 31 м. Стоун заявляет, что может построить 250-кВт образец, который сможет пройти через километры льда в Антарктиде.

Уникальная особенность VALKYRIE  в том, пишет CNews.ru, что он может маневрировать внутри толщи льда в поисках водяных гейзеров. Таким образом, робот сможет изучить образцы воды океана Европы даже без погружения в него. Разумеется, главной задачи миссии все же остается проникновение в океан и его изучение. Для этого VALKYRIE будет оснащен сбрасываемым автономным зондом.

Общество, называемое «Инициатива граждан Европы» (European Citizens’ Initiative), внесло в Еврокомиссию одноименную петицию, собравшую 1170000 подписей. Документ призывает отменить 2010 предписаний, регулирующих использование животных в научных исследованиях и разработать новые правила, обеспечивающие более точные, надежные и гуманные методы. В ответ на это многие научные организации и группа нобелевских лауреатов выступили в защиту экспериментов на животных.

Комиссия рассмотрела предложение. В ответе говорится, что в целом члены комиссии положительно оценивают данную инициативу: «Мы поддерживаем ваше убеждение, что испытания на животных должны быть прекращены» — сказала член комиссии Кристалина Георгиева (Kristalina Georgieva). Тем не менее, она отметила, что сейчас преждевременно резко останавливать подобные эксперименты, так как результаты очень многих научных исследований зависят от этой формы тестирования.

Ряд ученых и научно-исследовательских организаций выступили с заявлением, что требования защитников прав животных необоснованны, так как действующее европейское законодательство гарантирует ограниченное использование животных в лаборатории.

Комиссия заверила, что будет добиваться разработки и внедрения альтернативных методов тестирования, а также ужесточит контроль выполнения всех соответствующих предписаний в государствах-членах ЕС. Но защитники животных подобным решением не удовлетворены. Они считают, что требуется больше инвестиций в область биолого-медицинских исследований и разработку альтернативных методов лабораторных испытаний.

Science и сайт scientificrussia.ru напоминают, что это уже третье предложение общества «Инициатива граждан Европы» с тех пор, как этот орган демократии был основан три года тому назад. Все три были отклонены. Второе предложение касалось запрета на использование эмбриональных стволовых клеток человека в научных целях.

Почему на одну и ту же шутку кто-то едва улыбнётся, а кто-то начнёт хохотать до упаду? По мнению исследователей из Северо-Западного университета (США), у некоторых людей есть свои  генетические особенности, делающие их сильно смешливыми.

Известно, что наши эмоции и настроение во многом зависят от уровня нейромедиатора серотонина – например, хроническая нехватка серотонина может привести к постоянной тревожности и депрессии. Уровень серотонина контролирует ген 5-HTTLPR, у которого есть длинная и короткая разновидности. В своё время было показано, что именно короткий вариант 5-HTTLPR можно найти у людей, предрасположенных к мрачным мыслям и депрессивным состояниям.

Однако, как выяснили Клаудия Хаасе (Claudia M. Haase) и её коллеги, короткий 5-HTTLPR связан ещё и с повышенной смешливостью. Они поставили несколько опытов, показывая людям разного возраста смешное видео; кроме того, в одном из экспериментов пожилые пары должны были обсудить трудности собственного брака. Всё это фиксировали на камеру, после чего выражение лиц оценивали с помощью специальной системы, позволяющей отличить натуральные положительные эмоции от деланных, когда человек смеётся или улыбается из вежливости или, к примеру, чтобы скрыть отрицательные эмоции. Затем эмоции сопоставляли с данными по гену 5-HTTLPR.

Как пишут авторы работы в журнале Emotion, обладатели короткого варианта смеялись и улыбались с большей готовностью, нежели те, у кого 5-HTTLPR был длинным. То есть смешливость действительно отчасти зависит от генов. Однако более любопытно другое: оказывается, один и тот же ген может влиять и на положительные, и на отрицательные эмоции.

По словам Клаудии Хаасе, короткий 5-HTTLPR нельзя считать ни «весёлым», ни «печальным» – он лишь усиливает эмоциональный ответ на те или иные обстоятельства: если всё хорошо, он поможет человеку радоваться, если плохо – наоборот, ввергнет в депрессию. Что же до тех, кому достался длинный 5-HTTLPR, то они просто менее эмоционально всё воспринимают, и их переживания, будь то радостные или не очень, лишённые генетического «усилителя», остаются достаточно умеренными.

Новый сорт мискантуса  – многолетней травы из семейства злаковых, вывели ученые Федерального исследовательского центра «Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук.

Эта техническая культура отличается высоким уровнем содержания целлюлозы. При этом объем полезной биомассы в ней составляет 45%, что больше, чем в хлопке или дереве.

По словам специалистов, технология добычи сырья из мискантуса проста и не требует тяжелой химии. Путем микробиологической обработки из него можно будет получать широкий спектр продуктов с высокой добавленной стоимостью – биотопливо, порох и молочную кислоту – главный расходный материал для крупнотоннажной химии.

Сейчас новосибирские генетики разрабатывают технологию массового производства мискантуса, который размножается не семенами, а корнями, сообщает strf.ru. Ученые уверены в успехе – они уже получили дополнительные ресурсы для реализации своего амбициозного проекта.

Синхронный компьютер, который работает, используя уникальную физику движущихся капель, создал вместе с группой студентов доцент биоинженерии Стэнфордского университета Ману Пракаш (Manu Prakash).

Разработка компьютера заняла у Пракаша почти десять лет. В итоге, ему удалось воплотить смелую идею в жизнь, используя знания гидродинамики и компьютерной техники.

В этом компьютере используются капли из ферромагнитной жидкости – фактически это маленькие жидкие магниты. Капли сделаны путём добавления в воду магнитных наночастиц. Они находятся во вращающемся магнитном поле, которое работает как генератор тактовых импульсов, синхронизируя все капли.

По своей универсальной природе, компьютер на каплях жидкости, теоретически, может выполнять все те же логические операции, что и обычный электронный компьютер, хотя и с заметно меньшей скоростью. Тем не менее, пишет geektimes.ru, планы у разработчиков амбициозные.

«У нас уже есть цифровые компьютеры для обработки информации. Наша цель не конкурировать с электронными машинами или запускать текстовый редактор на этом, — говорит Ману Пракаш. — Наша цель в создании полностью нового класса компьютеров, которые могут точно контролировать и манипулировать физической материей. Представьте, если вы запускаете ряд вычислений, где не только обрабатывается информация, но осуществляются алгоритмические манипуляции также и с физическим веществом. Мы только что сделали это возможным в мезомасштабном виде».

Нервные центры, ответственные за восприятие скорости движения, обнаружили в головном мозге мыши ученые из Центра нейродегенеративных заболеваний и университета Бонна (Германия) под руководством профессора Стефана Реми (Stefan Remy). Предполагается, что аналогичные центры удастся обнаружить и в мозге человека.

Ранее было известно, что гиппокапм — отдел мозга, ответственный за пространственную память, — реагирует на скорость движения: с чем большей скоростью мы двигаемся, тем быстрее он обрабатывает информацию, чтобы помогать нам ориентироваться в пространстве. Но оставалось непонятным, каким образом гиппокамп «понимает», с какой скоростью мы сейчас движемся. Ответ на этот вопрос и дало новое исследование.

Клетки, отвечающие за восприятие скорости — своеобразный внутренний спидометр — были обнаружены в зоне, называемой медиальным септумом, части мозга, непосредственно связанной с гиппокампом. В мозге мыши это небольшая группа клеток — несколько тысяч штук. Клетки собирают информацию от органов чувств и опорно-двигательного аппарата, исходя из нее, определяют скорость движения и передают эту информацию в гиппокамп.

Однако это не единственная функция исследуемых клеток. Ученые также обнаружили, что они дают сигнал к началу движения и контролируют его скорость. Ранее считалось, что это функция моторной коры.

В статье, опубликованной в журнале Neuron, ученые отмечают, что открытые ими нервные клетки связаны с зонами мозга, ответственными за развития болезни Паркинсона у людей, и считают, что дальнейшая работа в данном направлении поможет лучше понять механизмы этого тяжелого заболевания и найти способы справиться с ним.