nplus1

N + 1

27 марта 2017

F

BrandeisUniversity

Ученые из США разработали усовершенствование для винной бутылки, благодаря которому после наполнения бокала по ее стенке больше не стекают капли. Для этого потребовалось всего лишь сделать на горлышке бутылки небольшое углубление. Об изобретении сообщает сайт Брандейского университета.

Любому, кому хоть иногда доводилось наливать вино в бокал из классической бутылки, знакома такая ситуация: бокал полон, бутылка стоит рядом, а по ее стенке сбегает несколько капель, оставляя следы на столе или скатерти. К слову, привычно выглядящая бутылка для вина появилась около 1800 года и мало изменилась с тех пор, так что страдания человечества длятся как минимум уже больше двух веков. Конечно, для нейтрализации капель можно приобрести вставляющееся в горлышко устройство или, как в ресторане, обернуть бутылку салфеткой, но решить эту проблему оказалось возможно и более простым путем, немного изменив дизайн самой стеклянной емкости. 

Исследователь Даниэль Перлман (Daniel Perlman) и инженер Грег Видберг (Greg Widberg) чрезвычайно тщательно подошли к исследованию процесса наливания вина. Так, замедленная съемка показала, что образование капель происходит наиболее интенсивно, когда бутылка полна или почти полна. Также выяснилось, что поток имеет свойство завиваться вокруг горлышка бутылки и течь в обратом направлении, что происходит из-за гидрофильности стекла — оно «притягивает» воду.


Вооружившись этими знаниями, исследователи предложили простое и изящное решение: небольшое углубление, опоясывающее горлышко бутылки. Из-за того, что при наливании сосуд находится под углом, винные капли не в состоянии преодолеть такое препятствие — затекать в  канавку придется против силы тяжести, а чтобы перепрыгнуть с одного края на  другой, нужно иметь достаточный импульс. В результате все капли вместе с основным потоком отправляются прямо в бокал. После многочисленных экспериментов идеально справляющейся со своей задачей была признана канавка около двух миллиметров в  ширину и одного в глубину. Сейчас изобретатели уже ведут с производителями переговоры о воплощении своей разработки в жизнь.

Ученые не в первый раз увлекаются проблемой досаждающих капель. Например, некоторое время назад был разработан волокнистый материал, на котором капли воды оказались способны «спрыгивать» с поверхности, а кроме того физики выяснили, как влияет жесткость поверхности на вероятность образования брызг от упавшей капли. Объектом исследований неоднократно становились и сами бутылки. Например, недавно удалось выяснить, почему, если ударить ладонью по горлышку сосуда с негазированной жидкостью, то его дно скорее всего разобьется, в то время как если бутылка будет пустой или с газированным содержимым, то нет.

Юрий Солюс

Оригинал

Археологи нашли мезолитических каннибалов в Испании

Удаление состарившихся клеток обратило признаки старения у мышей

Нежданные инспекции снизили смертность в больницах

Физики из коллаборации LHCb сообщили об обнаружении сразу пяти новых кварковых состояний в одном канале распада — различных возбуждений очарованного омега-бариона. Ученые отмечают редкость такого открытия и сравнивают его с недавней находкой сразу семи землеподобных экзопланет у звезды TRAPPIST-1. Препринт исследования опубликован на сервере arXiv.org, кратко о нем сообщает пресс-релиз научной группы.

LHCb — четвертый по величине эксперимент Большого адронного коллайдера, разработанный для исследования частиц, в состав которых входит прелестный (b) кварк. Детектор не участвовал в поисках бозона Хиггса, но с его помощью были получены не менее важные результаты: обнаружен новый класс частиц — пентакварки, найдены аномалии в ряде распадов B-мезонов. Одна из главных целей LHCb, как и всего ускорительного комплекса, — поиск Новой физики за пределами Стандартной модели (основной модели, описывающей превращения элементарных частиц). 

Согласно Стандартной модели, существует несколько групп частиц: кварковая материя (адроны), лептоны (нейтрино и аналоги электронов) и переносчики взаимодействий (фотоны, бозоны). Кроме того, модель определяет то, как эти частицы вступают друг с другом в слабое, сильное и электромагнитное взаимодействия. Любые отклонения от нее — не предсказанные явления или частицы — указывают на свойства Новой физики.

Поиск новых частиц на детекторе устроен следующим образом. В результате столкновения протонов, разогнанных до огромных энергий, образуется огромное количество короткоживущих частиц-«осколков». Эти частицы распадаются по своим каналам распада, образуя еще большее количество «осколков» с меньшей энергией, но большим временем жизни. Детектор отлавливает все частицы, вылетевшие под определенным углом из точки пересечения пучков встречных протонов. По поведению частиц в магнитном поле и характеру взаимодействия со слоями детектора физики определяют природу и энергию этих «осколков». 

На следующем этапе ученые отбирают события, в которых родились интересующие типы частиц-«осколков» и строят энергетический спектр — зависимость количества событий от суммарной энергии родившихся частиц. Если в ходе столкновения протонов происходило рождение частицы с определенной массой покоя (или короткоживущего состояния), то на спектре возникнет пик с энергией соответствующей этой массе. 

В новой работе физики исследовали события, в ходе которых рождались очарованные кси-барионы ( Ξc+, состоят из очарованного c-, странного s-и верхнего u-кварков). Это короткоживущие частицы, поэтому исследователи отбирали их по характерным «осколкам» — набору из протона (u-, u— и d-кварки), каона (s— и анти-u-кварки) и пиона (u— и анти-d-кварк), а также на основе того, какое расстояние кси-барион успевал пролететь от места столкновения протонов. Из этого списка событий ученые отобрали те, где одновременно с кси-барионом рождался еще один каон. В анализ вошли данные, собранные при энергии столкновений протонов в 7, 8 и 13 тераэлектронвольт (Run 1 и начало Run 2).

Эти события, по предсказаниям физиков, соответствовали распаду нейтрального очарованного омега-бариона Ωc0. Он состоит из двух странных и одного очарованного кварка. Данные о спектре этой частицы довольно скудны. Ученых интересуют возбужденные состояния частиц: объекты, обладающие тем же кварковым составом, но большей внутренней энергией. Похожие состояния существуют у более крупных систем: ядер после протекания реакций слияния, атомов, облученных светом. Исследование возбужденных состояний позволяет лучше изучить сильные взаимодействия между кварками в частице.


Katexic Clippings Newsletter / flickr

Американские ученые опубликовали статью, в которой подтвердили свою гипотезу об уникальном механизме, позволяющем тихоходкам переживать высыхание. «Маленькие водяные медведи», как впервые назвали этих существ еще в 1773 году, способны замещать жидкость в своем теле специальным стекловидным веществом, и это помогает им пережидать засушливые времена. Два года назад мы уже писали о начале этих исследований, теперь статья опубликована в рецензируемом журнале Molecular Cell.

Тихоходки — микроскопические беспозвоночные, длина тела которых не превышает полутора миллиметров. Они живут во влажной среде, где питаются водорослями и мхом, медленно передвигаясь на четырех парах коротких и  толстых ног. У них нет ни дыхательной, ни кровеносной системы, но есть пищеварительная, нервная и половая. Некоторые специалисты считают их  родственниками членистоногих, другие относят их ближе к круглым или кольчатым червям. Известно чуть менее тысячи видов тихоходок, сто двадцать из которых встречаются в России.

Тихоходки обладают поразительной выносливостью. В плохие времена они впадают в анабиоз, втягивают конечности, уменьшаются и принимают вид покрытого восковой оболочкой бочонка. Метаболизм при этом замедляется в десять тысяч раз, а  содержание воды в организме уменьшается до одного процента. В  благоприятных условиях тихоходка быстро приходит в себя и оживает.

Эти животные способны переносить температуру в -20 градусов Цельсия в  течении тридцати лет, могут полтора года жить в жидком кислороде при  -193 градусах и выдерживают восьмичасовое охлаждение жидким гелием до  -217 градусов. Их можно целый час кипятить в воде, и они все равно выживут. Не погубит их ни давление в 6000 атмосфер, ни пребывание в  чистом сероводороде или углекислом газе. Половина тихоходок выживает в  рентгеновском излучении, в тысячу раз превышающее смертельную дозу для человека. В одном из недавних знаменитых экспериментов тихоходок отправили в открытый космос и облучали там в вакууме ультрафиолетом. Даже среди подвергнутых самому жесткому облучению тихоходок нашлись те, что сумели выйти из анабиоза и дать потомство.



Способность тихоходок в сто раз снижать количество воды в своем организме давно представлялась любопытной загадкой для ученых. Некоторым организмам помогает переживать засушливые времена углевод трегалоза, и раньше ученые полагали, что это свойственно и тихоходкам.

Исследователи из университета Северной Каролины обнаружили в геноме тихоходок вида Hypsibius dujardini группу генов, которая ответственны за производство специфических для тихоходок «внутренне разупорядоченных» белков, заменяющих почти всю воду в организме стекловидной матрицей. Они относятся к трем типам — цитозольным, экскретируемым и митохондриальным белкам. С помощью биоинформатических предсказаний, а также ЯМР, метода кругового дихроизма и других исследований было показано, что все эти белки действительно не  имеют четкой вторичной структуры. Ученые назвали их TDP (tardigrade-specific intrinsically disordered proteins), чтобы подчеркнуть их специфичность к тихоходкам и отделить от других разупорядоченных белков, поскольку гомологов в живой природе у них не  нашлось. В данный момент ученые сообщают, что гена фосфотазы, необходимой для синтеза трегалозы, в сборке генома H. dujardini они не обнаружили — по-видимому, соответствующие функции здесь выполняют только TDP.

Чтобы исследовать работу этих белков, гены тихоходки Hypsibius dujardini вставляли в геномы человеческих культур, дрожжей и бактерий, наблюдая у  них нужные эффекты при высыхании. Ученые выяснили, что когда тихоходка начинает терять жидкость, в ее клетках запускается экспрессия генов, кодирующих TDP. Чем больше у тихоходки таких генов, тем она лучше справляется с отсутствием воды — поэтому разные тихоходки обладают разной способностью к выживанию при засухе. Paramacrobiotus richtersi, например, умирает, при этом в ее геноме есть всего 22 из 52 исследуемых TDP. Белки заполняют цитоплазму, формируя внутри клетки прозрачную аморфную субстанцию. Существуют две гипотезы, согласно которым организм выживает при такого рода процессе, который изучен и для трегалозы. Согласно первой, все важные молекулы, которые могут пострадать от  высыхания — белки, нуклеиновые кислоты, соединения мембран — физически застревают в порах стекловидной матрицы, что предотвращает их разрывы, неправильное сворачивание или слипание. Согласно второй, сильно гидрофильные молекулы TDP (или, у других животных, трегалозы) непосредственно замещают молекулы воды в цитоплазме, формируя вместо них водородные связи с крупными соединениями. Когда в клетках вновь появляется избыток воды, TDP растворяются в ней и «отпускают» все другие молекулы обратно.

Ученые полагают, что включение генов, предотвращающих разрушение важных соединений внутри клеток, в геномы других видов — например, растений, может позволить спасать урожаи во  время засухи. Другой вариант применения новых знаний — включение TDP в  состав вакцин или лекарств. Выяснилось, что если смешать такой белок, например, с ферментом лактатдегидрогеназой, который обычно разрушается при удалении воды, и высушить такую смесь, то при вторичном разбавлении лактатдегидрогеназа остается функциональной на сто процентов. Такой метод может позволить сильно сэкономить при транспортировке медикаментозных средств, поскольку им не потребуется специальных охладительных устройств для сохранения воды.

Из-за необычайной способности к выживанию и повышенного интереса исследователей с  тихоходками связано множество мифов. В какой-то момент вышла статья о том, что тихоходки позаимствовали чуть ли не семнадцать процентов генов у самых разных животных, побив все рекорды горизонтального траспорта у  эукариот, однако, вскоре выяснилось, что это всего лишь результат загрязнения образцов. Но есть и более продуктивные исследования — так, мы уже писали о том, что ученые обнаружили методы защиты от радиации у этих симпатичных поедателей мха.

Анна Казнадзей

Читайте также:

Google открыл для всех новый способ сжатия JPEG

Антропологи оценили преимущества религиозного поведения

Американцы испытали 60-киловаттный боевой лазер

2701194 Европейские зоологи убедились, что пауки являются одними из самых опасных хищников на Земле. Биомасса жертв, которых пауки поедают в течение года, составляет по разным оценкам от 400 до 800 миллионов тонн. Это примерно одна сотая от всей чистой первичной продукции планеты. Статья опубликована в The Science of Nature.

Пауки появились в девонский период палеозойской эры и сейчас являются одним из самых распространенных хищников на планете. На квадратный метр суши приходится, в среднем, около 130-150 пауков. В хороших условиях это число увеличивается до 1000 особей. Описано более сорока пяти тысяч видов пауков; они обладают самыми разными типами поведения и адаптированы к всевозможным условиям среды. Существуют пауки, охотящиеся на других пауков и даже на птиц, рыб и лягушек, но основная их масса — хищники, питающиеся насекомыми и ногохвостками. Пауки умеют выживать в самых экстремальных условиях, перелетать с места на место, подобно воздушным шарикам на веревочке-паутине, и заселять практически любые территории. Некоторые пауки из семейства линифиид путешествуют по 30 километров за день, а в Норвегии эти пауки гуляют по снегу при температуре до −7 градусов Цельсия. Пауки есть в самых жарких пустынях, на самых северных островах, в самых глубоких пещерах и на самых высоких горах. Едва ли на Земле есть клочок суши, где пауки бы полностью отсутствовали, отмечают ученые.

В основном пауки охотятся в лесах и на лугах. На обрабатываемых полях они убивают гораздо меньше жертв. Это, скорее всего, связано с влиянием человека и с малой численностью самих пауков. Согласно предыдущим исследованиям, при удалении пауков из экосистемы количество травоядных и детритофаговых насекомых и ногохвосток в ней значительно возрастает. Однако оценить, сколько именно пауки съедают, представлялось затруднительным, ибо многие из них имеют довольно скрытный образ жизни, и охотятся, например, ночью, или прячась среди лесной подстилки.

В новой статье исследователи распределили взятые из 65 исследований данные о средней биомассе самих пауков на квадратный метр по семи типам местообитания: тропические леса, умеренные и умеренно-холодные леса, тропические луга и саванны, умеренные лугопастбищные угодья и средиземноморские кустарники, ежегодные пахотные земли, пустыни и арктические тундры. После этого они экстраполировали полученные средние цифры на настоящие площади этих мест и получили общие цифры по биомассе пауков, живущих в них.

Далее с помощью двух разных методов была оценена средняя биомасса жертв, которых пауки поедают за год в каждом из типов местообитания. Первый метод учитывал потребности паука в пище на единицу массы тела; второй метод использовал данные, касающиеся охоты пауков, в том числе количества паучьих жертв в полевых наблюдениях и плотности паутинных покровов. При этом попавшая в паутину, но не съеденная добыча также считалась жертвой, поскольку она, как правило, умирала. Это бывает особенно важно для учета пищевых пристрастий некоторых видов, например, огромных пауков из семейства кругопрядов, которые часто убивают своих жертв просто так.

Выяснилось, что больше всего паучьих жертв — около трехсот миллионов тонн — приходится на тропические леса. В целом, согласно примененным оценкам, пауки убивают от 400 до 800 миллионов тонн жертв в год, более девяноста процентов которых приходятся на насекомых и ногохвосток. Для сравнения стоит отметить, что, например, все китообразные за год съедают от 280 до 500 миллионов тонн, а человечество в целом за год употребляет 400 миллионов тонн мяса и рыбы (по данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН). Хотя некоторые пауки иногда и лакомятся растениями, ученым удалось численными методами подтвердить, что эти членистоногие являются одними из самых грозных хищников на Земле.

Анна Казнадзей Оригинал
ОружиеНаука 12:41 16 Март 2017 Сложность 3.4 Американцы рассекретили 750 фильмов об испытаниях ядерного оружия
Жители США оказались склонны преувеличивать рост и силу афроамериканцев
Океан Энцелада оказался ближе к поверхности

Имитатор генератора из оригинального эксперимента

régine debatty / Flickr

Польские ученые повторили известный эксперимент Милгрэма на  своих соотечественниках. Выяснилось, что поляки 2010-х годов готовы причинять боль людям, подчиняясь авторитету, не меньше, чем американцы 1960-х годов. Результаты работы были опубликованы в журнале Social Psychological and Personality Science в январе 2017 года, внимание к ним привлек выпущенный в марте пресс-релиз.

Один из наиболее авторитетных психологов XX века Стэнли Милгрэм провел свой классический эксперимент в 1963 году под впечатлением от  преступлений нацистов в ходе Второй мировой войны. Он хотел выяснить, сколько страданий могут причинить обычные люди другим, если это входит в их обязанности. Для этого ученый пригласил среднестатистических людей поучаствовать в эксперименте, целью которого было заявлено изучение влияния боли на обучение.

В ходе эксперимента участники тянули поддельный жребий, чтобы играть роль учителя или ученика. На самом деле им всегда доставалась роль учителя, а ученика изображал профессиональный актер. Ученик должен был заучивать пары слов, а затем воспроизводить их по команде учителя. При этом в  распоряжении учителя был правдоподобно выглядящий генератор тока с 30 переключателями от 15 до 450 вольт с шагом в 15 вольт. При каждой ошибке руководящий работой экспериментатор в белом халате велел учителю давать ученику удар током, причем с каждой последующей ошибкой напряжение увеличивалось на 15 вольт. Актер изображал усиливающуюся болевую реакцию, но  экспериментатор настаивал на продолжении «обучения», произнося последовательно четыре фразы: «Пожалуйста, продолжайте», «Эксперимент требует, чтобы вы  продолжили», «Абсолютно необходимо, чтобы вы продолжили» и «У вас нет другого выбора, вы должны продолжать». Если было достигнуто максимальное напряжение, его применяли трижды, после чего сессия прекращалась. Перед началом эксперимента учителю самому давали демонстрационный удар током напряжением 45 вольт.

Американский эксперимент должен был послужить лишь отладке методологии, после чего Милгрэм планировал провести его в Германии, чтобы лучше понять психологию граждан этой страны во время войны. Однако результаты оказались весьма красноречивыми: в среднем 65 процентов участников, подчиняясь авторитету экспериментатора, доводили наказание ученика до максимального, невзирая на его «боль» и протесты. Лишь около 12 процентов останавливались на  показателе в 300 вольт, когда актер начинал изображать нестерпимые страдания. «Я обнаружил столько повиновения, что не вижу необходимости проводить этот эксперимент в Германии», — рассказывал ученый.

Эксперимент Милгрэма неоднократно воспроизводили в США, Голландии, Германии, Испании, Италии, Австрии и Иордании со схожими результатами (средняя доля участников, доведших его до конца, в США составила 61 процент, а за их пределами — 66 процентов, разбег составлял от 28 до 91 процента). Небольшие изменения дизайна исследования, призванные исключить влияние таких факторов как пол, социальный статус, авторитет научного центра, неведение об опасности тока и возможные садистские наклонности, на результаты существенно не влияли, как и  год проведения работы. В странах Центральной и Восточной Европы подобные эксперименты до сих пор не проводились.

Сотрудники Университета общественных и гуманитарных наук во  Вроцлаве решили исправить эту ситуацию. «Нашей целью было проверить, насколько высок уровень подчинения среди жителей Польши. Особая история центральноевропейского региона сделала вопрос подчинения авторитетам исключительно интересным для нас», — пишут они.

Чтобы снизить психологическую травму участников, ученые воспользовались модификацией эксперимента, основанной на выводах американского психолога Джерри Бергера (Jerry Burger). Он отметил, что большинство (79 процентов) участников оригинальной работы, дошедших до  10-го переключателя, доходят и до последнего, 30-го. Поэтому об уровне подчинения можно судить и по первым 10 показателям напряжения ударов. Таким дизайном и воспользовались польские психологи, чтобы сделать эксперимент более этичным. Для участия в нем пригласили 40 мужчин и 40 женщин в возрасте от 18 до 69 лет.

90 процентов участников, подчиняясь авторитету экспериментатора, дошли до последнего переключателя. Частота отказов от  доведения эксперимента до конца была втрое выше, если роль ученика выполняла женщина, однако авторы отмечают, что из-за небольшого размера выборки сделать из этого однозначные выводы невозможно.


«Наше исследование в очередной раз продемонстрировало огромную силу ситуации, в которой находятся люди, и насколько легко они соглашаются на  неприятные для себя вещи. Спустя полвека после работы Милгрэма поразительное большинство субъектов все еще готовы бить током беспомощного человека», — прокомментировал результаты один из авторов работы Томаш Гжыб (Tomasz Grzyb).

Олег Лищук

Оригинал

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:

Обнаружен первый смертельно опасный устойчивый к антибиотикам грибок

Лекарства от импотенции снизили смертность после инфаркта

Золотая лихорадка

Исследователи из Кембриджского университета создали клеточную структуру, по своим качествам схожую с эмбрионом мыши. Для этого не использовалась яйцеклетка, до сих пор являвшаяся необходимой для искусственного выращивания эмбриона. Работа ученых опубликована в Science, а краткое ее изложение приводится в сообщении Кембриджского университета.

Обычно для выращивания эмбриона необходимы донорские яйцеклетка и сперматозоиды. Последние используются для искусственного оплодотворения яйцеклетки. В случае с клонированием живого организма, от донорской спермы можно отказаться, однако для искусственного выращивания эмбриона все равно необходима яйцеклетка.

В своей новой работе исследователям удалось отказаться и от донорской яйцеклетки. Для этого они взяли эмбриональные стволовые клетки и экстраэмбриональные трофобластные стволовые клетки (из них формируется плацента) и поместили их на трехмерный внеклеточный матрикс, поддерживающие структуры ткани.

После помещения на матрикс клетки продолжили развиваться и самоорганизовываться в структуру, по своим строению и развитию схожие с нормальным развитием обычного эмбриона мыши. Через некоторое время эмбриональные стволовые клетки переместились на одну сторону матрикса, а трофобластные — на другую. Затем началось формирование амниотической полости, в которой и будет происходить развитие зародыша.


В ходе эксперимента ученые использовали генномодифицированные клетки, светящиеся разными цветами, чтобы точнее наблюдать за формированием клеточной структуры. По мнению ученых, разработка нового метода искусственного выращивания эмбрионов позволит создать новые методы изучения бесплодия и аномалий развития эмбрионов в первые 14 дней после оплодотворения.

В общей сложности эксперимент продолжался четверо суток; затем развитие эмбриона остановилось, поскольку ему было неоткуда получать питательные вещества и кислород. В следующих экспериментах ученые намерены добавить на трехмерный внеклеточный матрикс стволовые клетки желточного мешка. Они позволят существенно продлить развитие эмбриона, возможно, вплоть до начала развития органов.

В конце января текущего года исследователи из Института Солка в Калифорнии впервые официально сообщили о создании химерных эмбрионов. Эти зародыши состояли из клеток свиньи и человека. Ученые использовали индуцированные плюрипотентные стволовые клетки человека для пересадки в свиные эмбрионы. Затем эмбрионы перенесли для вынашивания в свиные матки и оставили созревать на 3–4 недели.

Всего исследователи имплантировали 2075 химерных эмбрионов, из которых 186 развились до срока 28 дней, после чего их удалили. Человеческие клетки в этих эмбрионах были функциональны, хотя уровень их внедрения в эмбрионы был довольно низким. Кроме того, многие эмбрионы были гораздо меньше нормальных и развивались медленнее обычных.

Василий Сычёв

Оригинал

Читайте также:

Из глубин

Европейцы занялись разработкой капсульной транспортной системы

Разработчики создали Shazam для картин


Установка индуктивной разморозки и образцы органов
University of Minnesota

Исследователи американского университета Миннесоты разработали новый способ разморозки органов без их повреждения. Работа ученых опубликована Science Translational Medicine, а краткое ее изложение приводится в сообщении университета. Разработанный исследователями способ позволяет равномерно прогревать замороженный орган со скоростью от ста до двухсот градусов Цельсия в минуту. Это в десятки раз быстрее современных способов разморозки.

Криогенная заморозка, или криоконсервация, считается наиболее перспективным способом сохранять донорские органы. Для замораживания донорские органы помещают в специальный раствор — криопротектор. Обычно он изготавливается на основе глицерина или пропиленгликоля. Этот раствор предупреждает образование кристаллов льда, способных повредить клетки органа и сделать его непригодным для дальнейшего использования. Криоконсервация производится при температуре −196 градусов Цельсия в жидком азоте.

Криоконсервация пока используется для замораживания спермы, клеточных культур или преимплантационных эмбрионов. Крупные органы или живые организмы замораживаются относительно редко, поскольку пока не существует надежного способа их безопасной разморозки. Дело в том, что при медленной разморозке переохлажденные органы покрываются кристалликами льда, повреждающими ткани. Если же прогрев ускорить, то органы из-за перепада температур внутри и снаружи просто трескаются.

Новый способ, разработанный американскими учеными, предполагает добавление в раствор-криопротектор наночастиц оксида железа, покрытого пористым диоксидом кремния. Этот материал способен быстро нагреваться под воздействием электромагнитного излучения. Благодаря равномерному размешиванию наночастиц в крипротекторе можно обеспечить их проникновение внутрь донорского органа и при разморозке быстро и равномерно прогревать последний.


Сравнение быстрой конвективной и новой индуктивной разморозки
University of Minnesota

Во время экспериментов исследователи использовали крупные сердечные клапаны и кровеносные сосуды животных, подвергнутые криоконсервации в растворе VS55 с добавлением новых наночастиц. Впоследствии для разморозки использовалась установка с индукционной катушкой. Мощность установки составляла от одного до 15 киловатт и изменялась сменой индукционной катушки. Киловаттная мощность использовалась для разморозки образцов в контейнерах объемом один миллилитр, а 15-киловаттная — в 80 миллилитровых контейнерах.

При размораживании катушка генерировала электромагнитное излучение с частотой от ста до 400 килогерц. В ходе эксперимента криоконсервированные образцы были быстро разморожены. Исследование с помощью микроскопии показало, что образцы не получили клеточных повреждений. Контрольные быстрая конвективная и медленная разморозки показали худшие результаты, некоторые из образцов были повреждены.

После успешной разморозки образцы были промыты и проверены на отсутствие наночастиц оксида железа. Контроль ультразвуковым исследованием и магнитно-резонансной томографией наночастиц после промывки образцов не выявили.

В феврале прошлого года исследователи из компании 21st Century Medicine сумели разморозить мозг кролика и свиньи после криоконсервации, сохранив при этом нейронные связи. Для заморозки органов ученые использовали новый метод, получивший название альдегид-стабилизированной криоконсервации. Перед криоконсервацией в мертвый мозг животных подавали фиксирующий раствор на основе глутарового альдегида и криопротектор с добавлением этиленгликоля. Затем мозг животных охладили до −135 градусов Цельсия.

Затем исследователи разморозили мозг животных, удалили фиксирующий раствор и криопротектор, и проанализировали состояние мозга с помощью электронной микроскопии. Оказалось, что замораживание и последующее размораживание не повлияло на микроструктуру синапсов. Они остались нетронутыми. Исследователи полагают, что в перспективе это позволит проводить криоконсервацию мозга с сохранением долговременной памяти.

Василий Сычёв

Оригинал

Читайте также:

Страх оказался способен субъективно искажать пространство

Нейробиологи объяснили желание сделать репост

Дровяные печи связали с повышенным риском инфаркта

2691866

Результаты лингвистического исследования, опубликованного в Royal Society Open Science, показали, что дети усваивают фонетическую систему родного языка раньше, чем учатся говорить.

Международная группа лингвистов из Университета Радбауда и Института Макса Планка экспериментально доказала, что скорость усвоения фонетических норм корейского языка носителями, полностью утратившими навык общения на родном языке, гораздо выше, чем у контрольной группы голандцев, не изучавших этот язык до эксперимента.

Способность выговаривать отдельные слова появляется у человека в 11-12 месяцев. С возрастом механизм произнесения слов становится настолько привычным, что переход на фонетическую систему другого языка становится очень трудозатратным. В речи на изучаемом языке человек рефлекторно сбивается, используя характерные для родного языка фонетические рисунки. Например, в маори нет звука [ш], из-за чего носители этого языка в английском слове sheep первый согласный звук обычно произносят как [х]. Из-за этого же механизма англичанам, изучающим русский язык, крайне сложно дается правильное употребление в речи слов, где необходимо отчетливо артикулировать различение согласных по мягкости и твердости, например «пыл—пил».

Дети, принятые в раннем возрасте в другой языковой общности, забывают язык, на котором с ними общались при рождении, но, как выяснилось, сохраняют некоторые навыки, помогающие им в повторном изучении родного языка. В частности, усваивают нормы произношения этого языка заметно быстрее других учеников.

Участниками данного исследования были 29 разнополых корейцев в возрасте от 23 до 41 года, принятых в голландские семьи в возрасте от 3 до 70 месяцев, считающих голландский язык родным. Четырнадцать из них были перевезены в Нидерланды в возрасте до 6 месяцев, а 15 — по достижении возраста 17 месяцев. Контрольная группа состояла из 29 разнополых носителей голландского от 19 до 47 лет, не изучавших корейский ранее.

Все участники эксперимента прошли одинаковый обучающий курс фонетики корейского языка. Тесты на произношение корейских альвеолярных, велярных и губно-губных согласных звуков, отсутствующих в голландском языке, были проведены в начале и в конце сессии обучения. Произношение оценивали 30 носителей корейского языка в ходе слепого прослушивания.

2691864

Среднее значение доли правильно произнесенных корейских согласных группой усыновленных корейцев и контрольной группой до начала обучения корейскому языку(Time1) и в конце обучения (Time 2). Синим цветом выделены результаты корейцев, белым выделены результаты голландцев.
Jiyoun Choi, Anne Cutler, Mirjam Broersma, Royal Society Open Science, 2017


Как изображено на иллюстрации, результаты, показанные группой усыновленных корейцев, были значительно выше, чем результаты контрольной группы голландцев. Также выяснилось, что скорость овладения произношением у корейцев, начавших говорить на родном языке, но утративших этот навык, такая же, как и у корейцев, не имевших опыта говорения на корейском. Это подтверждает, что способность отличать фонемы, ритм и интонацию, характерную для родного языка, ребенок получает вне зависимости от вербального опыта. В 2015 году было опубликовано нейрофизиологическое исследование, доказывающие более высокую способность к восприятию родного языка, детьми усыновленными в возрасте двух лет.

Первый год жизни — период активного языкового развития. Долгое время считалось, что дети усваивают фонематический инвентарь языка на основе подражания речи взрослых в возрасте около года. Исследования последних лет показали, что восприятие языка происходит задолго до того, как ребенок произносит первое слово. Так, два синхронных лингвистических исследования 2016 года показали, что тип языка, на котором говорит мать младенца, влияет на акустические свойства его плача с первой минуты после рождения. В 2015 году было опубликовано исследование, доказывающее, что ранний языковой опыт формирует определенный паттерн активации различных отделов головного мозга при обработке речевой информации.

Елизавета Власова

Оригинал

https://nplus1.ru/news/2017/02/27/adaptation-to-arsenic?utm_source=echo.msk.ru&utm_term=Atacama

https://nplus1.ru/news/2017/02/27/car-crispr?utm_source=echo.msk.ru&utm_term=TRAC

https://nplus1.ru/news/2017/02/27/5g?utm_source=echo.msk.ru&utm_term=IMT-2020


Высокоинвазивная карцинома груди под микроскопом
Wikimedia Commons

Метаанализ десятков исследований, выполненный канадскими учеными, показал, что основным способом профилактики рецидива рака груди служат физические упражнения. Результаты работы опубликованы в Canadian Medical Association Journal.

Рак груди — самое распространенное онкологическое заболевание у женщин, составляющее у них около четверти всех злокачественных опухолей. Благодаря современным методам скрининга, в первую очередь маммографии, до 90 процентов случаев рака груди в развитых странах выявляют на ранней стадии и успешно оперируют, однако до четверти пациенток позже умирают от метастазов и рецидивов. Многочисленные исследования показали, что некоторые аспекты образа жизни могут влиять на риск рецидивов, однако интегральное крупномасштабное сопоставление их эффектов до сих пор не проводилось.

Чтобы выяснить роль различных факторов на риск повторного рака груди, две сотрудницы Центра наук о здоровье Саннибрук в Торонто провели метаанализ 67 качественных крупных исследований (в том числе обзоров и предыдущих метаанализов) на эту тему.

Выяснилось, что наибольшее влияние на риск рецидива оказывают регулярные физические упражнения: 150 минут умеренных нагрузок, равномерно распределенных в течение недели, или 75 минут интенсивных нагрузок в неделю, включая две-три силовых тренировки, задействующие все основные группы мышц. Такая физическая активность связана со снижением смертности от рака груди после лечения на 41 процент.

Вторым по важности фактором оказалась нормализация массы тела — избыточный вес повышал риск смерти от рака после проведенного лечения на 11 процентов, а ожирение — на 35 процентов. Различные компоненты диеты на смертность значимо не влияли.

Как именно реализуется полезный эффект упражнений, сказать сложно. По словам одной из авторов работы Эллен Уорнер (Ellen Warner), одним из возможных объяснений может быть уменьшение воспаления, повреждающего клетки и повышающего риск распространения рака.

Энни Мактирнан (Anne McTiernan) из Центра исследования рака имени Фреда Хатчинсона, не принимавшая участия в работе, отметила, что к полученным результатам надо относиться осторожно. Участницы исследований сами выбирали режим упражнений, и женщины с невыявленным рецидивом рака груди могли меньше тренироваться из-за повышенной утомляемости. Для уточнения возможной роли этого фактора необходимо проведение рандомизированных контролируемых исследований, считает Мактирнан.

Недавно благотворительная организация Cancer Research UK выделила многомиллионные гранты двум лабораториям на фундаментальные исследования рака груди. Кембриджский университет должен будет провести микросъемку срезов опухолей для построения их VR-моделей, которые должны облегчить обучение врачей и проведение исследований. Нидерландский институт рака займется анализом гистологических и клинических данных тысяч пациентов и созданием на их основе алгоритма, позволяющего предсказать, когда ранняя форма рака груди — протоковая карцинома in situ, хорошо поддающаяся лечению, — преобразуется в инвазивную злокачественную опухоль.

Олег Лищук

Оригинал

Читайте также:

Искусственный интеллект научился плагиату программного кода

Сотни американских детей отравились гомеопатическим препаратом

Пивное братство в созвездии Водолея

Инициатива австралийских властей, которая подразумевает отмену социальных выплат семьям, отказывающимся от вакцинации детей, принесла первые плоды. Почти 200 тысяч непривитых детей в возрасте до пяти лет получили все необходимые вакцины. В то же время родители еще более чем 140 тысяч детей этого возраста остались без государственных субсидий, показал анализ официальной статистики, проведенный изданием The Courier-Mail.

Исторически австралийцы отличались хорошим отношением к вакцинации. Однако в 1994 году общественная организация Australian Vaccination Network запустила антипрививочную кампанию, основной целью которой стало «гарантировать то, чтобы вакцинация никогда не стала обязательной для австралийских детей». В  качестве довода организация в числе прочего приводила нашумевшую статью британского врача Эндрю Уэйкфилда о связи ртуть-содержащего консерванта в вакцине от кори, эпидемического паротита и краснухи с повышенным риском аутизма, опубликованная в Lancet. Многочисленные последующие исследования опровергли приведенные в  статье данные, публикация была признана фальсифицированной и отозвана редакцией, а сам Уэйкфилд лишился лицензии на врачебную деятельность, что не  помешало противникам прививок во всем мире оперировать его «данными».

В результате деятельности Australian Vaccination Network (позже ее принудили сменить название на Australian Vaccination-Skeptics Network) к  1999 году уровень вакцинации в стране достиг минимума за 17 лет — 73,6 процента детей в возрасте от 24 до 27 месяцев. Просветительская кампания, запущенная в  ответ властями, улучшила ситуацию, но недостаточно для полной профилактики распространения опасных инфекций: в 2012 году вспышка коклюша поразила тысячи детей, а также было зарегистрировано 168 случаев кори, которая в Австралии считалась искорененной.

В связи с этим 1 января 2016 года вступило в силу правило No Jab, No Pay («Нет привок, нет выплат»), согласно которому семьи, отказывающиеся вакцинировать детей без медицинских оснований, лишаются стандартного пособия по уходу за ребенком (до 15 тысяч австралийских долларов в год, или около 11,5 тысячи долларов США по текущему курсу) и соответствующих налоговых льгот. Всех родителей обязали предоставить данные об иммунизации детей в  централизованный государственный регистр. У инициативы немедленно появились критики и противники, однако спустя год стало очевидно, что она приносит результаты.

По данным The Courier-Mail, благодаря этому за срок действия правила необходимую иммунизацию получили 198 056 непривитых детей в возрасте до  пяти лет, что повысило охват вакцинацией в этой возрастной группе с 92,59 до  93,19 процента. В то же время родители еще 142 793 детей, остающиеся противниками прививок, лишились социальных выплат и льгот.

«Я рад видеть увеличение числа родителей, прививающих своих детей. Мы делаем все, что можем, чтобы стимулировать иммунизацию. Данные показывают, что наша инициатива работает», — заявил министр здравоохранения Австралии Грег Хант (Greg Hunt). «Это хорошие новости, но много еще предстоит сделать, так что мы продолжим применять жесткие меры», — добавил он. По словам Ханта, инициатива направлена на оздоровление общества в целом, но  не отменяет права родителей на отказ от вакцинации.

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) расценивает иммунизацию как одно из наиболее успешных и экономически эффективных достижений общественного здравоохранения. По ее данным, прививочные кампании предотвращают от двух до трех миллионов смертей от дифтерии, столбняка, коклюша и кори ежегодно. За 10 лет с 2000 по 2010 год вакцинация снизила смертность от кори на  74 процента с 535 300 до 139 300 случаев в год.

Олег Лищук

Источник

Поедание старых организмов ускорило старение

Создана реагирующая на изменение температуры краска для волос

Россиянин построил говорящую модель терминатора T-800

Самое обсуждаемое

Популярное за неделю

Сегодня в эфире