Научная среда – новости о науке и технике. Выпуск #67

• Популярные видеоигры могут стать доступным методом лечения проблем с психическим здоровьем.
• Небольшой отдых улучшает обучение различным навыкам.
• В метро Москвы уже можно подключиться к сети Wi-Fi 6.
• Новый препарат избавил обезьян от болезни Альцгеймера.
• Самец млекопитающего впервые выносил нормальное потомство после пересадки матки.
• Атомно-силовой микроскоп разглядел отдельные аминокислоты в белках.
• Ученые выявили особенности чтения на русском языке.

Новости одной строкой

• В метро Москвы уже можно подключиться к сети Wi-Fi 6. Тестирование технологии Wi-Fi 6 проходит в десяти вагонах серии "Москва" на Таганско-Краснопресненской линии.
• Пользователи интернета от Starlink жалуются на перегрев тарелок, которые отключаются при температуре около 50 градусов.
• Астрономы нашли возможно самый крупный объект Облака Оорта. Диаметр 2014 UN271 может составлять 130–370 километров, а его максимальное сближение с Солнцем состоится в начале 2031 года.
• Ученые доказали, что музыка поднимает производительность в спортзале.
• Согласно новому исследованию, музыка Моцарта оказывает противоэпилептическое действие на мозг и может применяться для предотвращения эпилептических припадков.
• Окончательный вердикт: в галактике DF2 почти нет темной материи. После двух лет споров, астрофизики пришли к окончательному выводу.
• Российский телескоп "Спектр-РГ" осмотрел все небо в третий раз – непрерывное сканирование небесной сферы в жестких рентгеновских лучах заняло два года.

Научная среда

Небольшой отдых улучшает обучение различным навыкам

Перерывы во время обучения серьезно улучшают запоминание моторных навыков. Ученые исследовали влияние таких перерывов на моторную память и процессы, происходящие на нейрональном уровне. Оказалось, что после выучивания некоторого навыка нейроны кратко, примерно в 20 раз быстрее, "проигрывают" ту активность, которая была в момент обучения.

Все мы слышали про пользу интервального повторения. Если вы учите какой-либо материал, гораздо лучше это делать не за один раз (например, ночью перед экзаменом), но в несколько походов, постоянно повторяя материал. В таком случае мы забываем меньше и храним знания дольше, как установил в своих экспериментах Герман Эббингауз, предложив знаменитую "кривую забывания".

Однако гораздо меньше мы слышим об эффективности интервальных перерывов между актами обучения. Ученые из США, Германии и Франции показали, что короткие перерывы просто необходимы для того, чтобы лучше усвоить любой моторный навык. На правом графике эксперимента видно, что улучшение результатов наблюдалось именно после перерыва. Это улучшение было измерено как разность между правильным введением последовательности в конце одного упражнения и начале другого.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Новый препарат избавил обезьян от болезни Альцгеймера

Кажется, у людей, страдающих нейродегенеративными заболеваниями, появилась новая надежда. Препарат, способный остановить развитие болезни Альцгеймера, создали исследователи из Нью-Йоркского университета. Они успешно протестировали его на обезьянах (а не на мышах, как обычно) и планируют в скором времени проверить эффективность на людях.

В процессе наблюдений ученые обратили внимание, что пожилые обезьяны, получавшие препарат, справлялись с заданиями и головоломками наравне с молодыми взрослыми животными и намного лучше и быстрее, чем животные их возрастной группы, не получавшие лечения. А после вскрытия оказалось, что у получавших лечение обезьян в мозге отложилось на 59% меньше амилоидных бляшек и снизился уровень тау-белка, разрушающего нейроны.

Сходство в старении между саймири и людьми дает надежду, что этот способ сработает и на людях.

Авторы исследования

Они отмечают, что для работы использовались только пожилые обезьяны, у которых уже были выраженные признаки нейродегенерации. Дальнейшие испытания планируется проводить на более молодых животных, чтобы оценить эффективность лечения на ранних стадиях заболевания. После этого исследователи рассчитывают начать работу с людьми на ранних стадиях деменции.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Самец млекопитающего впервые выносил нормальное потомство после пересадки матки

Ученые заставили самца крысы забеременеть и выносить плод, говорится в препринте исследования на портале bioRxiv.org. Чтобы самец смог выносить потомство, его кастрировали и соединили кровоток с кровотоком самки крысы. Через восемь недель самцу пересадили матку другой самки, а после восстановления подсадили эмбрион на стадии бластоцисты. Новорожденных крысят извлекали при помощи кесарева сечения на 21 день. Из всех эмбрионов выжило лишь 3,68 процента, однако это первое экспериментальное подтверждение того, что самец млекопитающего способен выносить потомство.

Мужская беременность – весьма редкое событие в природе. Самым известным ее примером служит семейство Syngnathidae – рыбы-иглы. Это тонкие вытянутые животные с длинными хвостами, которыми они цепляются за водные растения. До сих пор считалось, что мужская беременность существует лишь у рыб и не присуща млекопитающим. Биологи пытались заставить забеременеть самцов мышей, подсаживая им в органы эмбрионы. Однако эмбрионы не приживались и могли развиваться лишь до определенных стадий.

Биологи из военно-морского медицинского университета в Шанхае под руководством Жунцзя Чжан предположили, что выносить плод самцам мешает два фактора: отсутствие матки и молекулярной среды для эмбриона (например, циклически меняющихся концентраций гормонов). Они попробовали решить обе проблемы радикальным хирургическим вмешательством: провели эксперименты по пересадке самцам маток, а также соединили их с кровотоком беременных самок через сосуды кожи.

После трансплантации обоим животным в парабиотических парах в матки подсадили эмбрионов на стадии бластоцисты (около 0,1 миллиметра и десятков-сотен клеток). Самкам – для создания молекулярной среды в общем кровотоке, а самцам – для вынашивания. Всего подсадили 842 эмбриона для 163 парабиотических пар. При этом всего шесть самцов из пар (3,68 процента) смогли выносить нормальных детенышей. Всего их было десять, и они не отличались от выношенных самками по весу тела и плаценты.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Наземные телескопы подтвердили пылевую гипотезу Великого потемнения Бетельгейзе

Астрономы с помощью наземных телескопов подтвердили, что Великое потемнение Бетельгейзе, произошедшее пару лет назад, действительно было вызвано пылевым облаком, образованным в результате выброса плазмы из фотосферы звезды. По мнению ученых, это событие не является признаком неминуемого взрыва Бетельгейзе как сверхновой.

В период с ноября 2019 года по март 2020 года яркость звезды рекордно упала (Великое потемнение), что интерпретировалось и как готовность Бетельгейзе взорваться, однако в дальнейшем ее яркость восстановилась до обычных значений. Существовало несколько версий произошедшего: локальное уменьшение эффективной температуры звезды, затенение облаком пыли, которое либо только что образовалось, либо проходило по диску звезды, или изменение углового диаметра Бетельгейзе. Пылевая гипотеза вскоре получила подтверждение, однако доказательства были и у версий, не связанных с влиянием пыли.

Исследователи пришли к выводу, что Великое затемнение не является признаком неминуемого взрыва Бетельгейзе как сверхновой и было вызвано пылью, образованной в ходе конденсации в плазменном пузыре, выброшенном из фотосферы звезды ранее, возможно, в результате ее пульсаций. Предполагается, что общая масса пыли может равняться (2,3–8,5)×10–2 массы Земли, что составляет от 35 до 128 процентов среднегодовой потери массы звездой, а сам процесс образования пылинок шел в пределах нескольких радиусов от Бетельгейзе.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Атомно-силовой микроскоп разглядел отдельные аминокислоты в белках

Американские и британские физики разработали метод атомно-силовой микроскопии сверхвысокого разрешения, который позволяет изучать структуру белков на атомном уровне. Чтобы довести разрешение до десятых долей нанометра, ученые анализировали серию изображений, снятых с одного объекта, и по карте вероятностей реконструировали рельеф поверхности. Такой подход позволяет разглядеть отдельные аминокислоты на поверхности белковых глобул и проследить за конформационными перестроениями в молекулах.

Чтобы получить изображение поверхности, атомно-силовой микроскоп водит по ней иголкой с острием нанометровой толщины, прощупывая рельеф, и измеряет силу, с которой поверхность эту иголку отталкивает. С помощью атомно-силового микроскопа можно не только определять рельеф поверхности в обычных комнатных условиях почти с атомарным разрешением, но и совершать механические операции со структурой материала: двигать по поверхности отдельные атомы или приподнимать целые атомарные слои.

Отработав технику на компьютерных моделях, ученые перешли к анализу структур реальных молекул: мембранного белка аквапорина-Z, который образует ионные каналы, и аннексина A5. С помощью метода объемной корреляции Фурье и статистического анализа разрешение метода удалось довести до размера одиночных аминокислот: 0,40 нанометра для аквапорина и 0,45 нанометра для аннексина. На некоторых участках разрешение достигало 0,2 нанометра. С помощью высокоскоростной атомно-силовой микроскопии ученые увидели структурные перестройки при замене аминокислоты на N-конце аннексина.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Найдено подтверждение теории гравитации, которая обходится без темной материи

Одной из теорий, которая может объяснить недостаток гравитирующей массы в галактиках, является теория эмерджентной гравитации, предложенная в 2009 году немецким астрофизиком Эриком Верлинде. Она призвана ответить на вопрос, связаны ли наблюдаемые эффекты с присутствием темной материи, или мы просто не совсем полно понимаем законы гравитации.

Чтобы ответить на этот вопрос, авторы нового исследования использовали метод, аналогичный тому, который применялся в 2016 году при первом тесте теории. Физики собрали непрерывную серию измерений, которые начались десять лет назад. В этих наблюдениях измеряется, как звездный свет из далеких галактик искривляется гравитацией на пути к нашим телескопам. Если в 2016 году измерения таких эффектов линзирования охватывали площадь лишь около 180 квадратных градусов ночного неба, то теперь ученые смогли расширить эту область примерно до 1000 квадратных градусов. Это позволило физикам измерить распределение гравитации примерно в миллионе различных галактик.

Астрофизики показали, что одна из двух моделей темной материи – под названием MICE – очень хорошо описывает наблюдаемые явления. Другая модель темной материи – BAHAMAS – также показала хорошие результаты. Но наблюдаемые соотношения в количестве барионной и темной материи смогли предсказать также теория эмерджентной гравитации и теория модифицированной ньютоновской динамики (MOND), которые не нуждаются в темной материи. Какая из этих моделей ближе всего к реальности, покажут будущие исследования.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Ученые выявили особенности чтения на русском языке

Психолингвисты из Центра языка и мозга НИУ ВШЭ совместно с коллегами из Городского университета Нью-Йорка и Университета Штутгарта выяснили, чем отличается чтение на русском языке у разных групп читателей. Для этого они впервые использовали новый для билингвизма метод сравнения движения глаз взрослых носителей русского языка, русскоязычных детей и взрослых билингвов с разным уровнем владения русским языком.

Оказалось, что каждая из групп участников имеет характерный для нее паттерн, или "рисунок", чтения. Так, взрослые носители русского языка следуют "беглому" паттерну: они читают быстро (2 секунды на предложение), производят короткие фиксации на словах (290 мс), редко их перечитывают и часто пропускают (17% всех слов в предложении). Ученые предполагают, что именно такой паттерн характеризует процесс чтения "без усилий" – у взрослых носителей языка нет трудностей в визуальном распознавании слов или в обработке грамматической структуры предложения.

Совершенно иная картина появляется при рассмотрении паттернов чтения у второклассников. Дети читают предложения дольше (6 секунд), производят более длинные фиксации (690 мс), чаще перечитывают слова и намного реже их пропускают (9 %). Исследователи определили такой паттерн как "средний" или "промежуточный". Следуя за выводами из предыдущих исследований детского чтения, ученые предполагают, что средний паттерн свидетельствует о трудностях, которые дети испытывают на локальном лексическом уровне, а именно, начинающие читатели не так эффективны в декодировании букв в звуки, как взрослые. Такая неэффективность затрудняет визуальное распознавание слова, и как следствие, замедляет лексический доступ к "ментальному лексикону" ребенка (то есть связь между написанным словом и его устной репрезентацией).

Раннее усвоение русского языка наследниками-билингвами, а они усваивают русский язык с рождения как и носители языка, не оказало влияния на развитие навыков чтения на русском. Даже продвинутые наследники читают наравне с детьми 8–9 лет.

Ольга Паршина

Полную версию материала читайте по ссылке.

"Икота, икота, перейди на Федота": ученые создали простое устройство для лечения икоты

В какой-то момент диафрагма начинает непроизвольно сокращаться, приводя к иканию. Мало, что с этим можно сделать. Кто-то задерживает дыхание, кто-то пьет воду, а кто-то сосет дольку лимона. Однако такие методы лечения икоты не всегда помогают. Теперь ученые создали простое устройство, которое может решить эту проблему.

Исследователи из Центра медицинских наук Техасского университета в Сан-Антонио, США, разработали пластиковое устройство под названием HiccAway. Это устройство представляет собой жесткую Г-образную соломинку с мундштуком на одном конце и регулируемой крышкой с клапаном давления, в виде маленькой дырочки, с другой. Люди, страдающие икотой, помещают этот инструмент в стакан с водой и делают глоток.

Чтобы сделать этот глоток, человеку необходимо с силой всасывать воду, а это, в свою очередь, приводит к напряжению диафрагмы и исчезновению икоты.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Space Perspective провела успешные тесты своего "космического" шара

Стартап Space Perspective успешно завершил свой первый беспилотный испытательный полет. На прошлой неделе компания запустила воздушный шар, который вскоре сможет доставлять туристов к "краю космоса".

Компания запустила прототип своего воздушного шара из Флориды в 5:23 утра по восточному времени. Испытательный космический корабль "Нептун" достиг запланированной высоты в 33 километра над уровнем моря, где он завис на шесть часов, прежде чем упасть в Мексиканский залив.

По состоянию на декабрь 2020 года Space привлекла 7 миллионов долларов для своего проекта. Корабль "Нептун" вмещает девять пассажиров, имеет мини-бар, а его салон оснащен широким панорамными окнами. Планируется, что первые туристы смогут посмотреть на нашу планету свысока уже в 2024 году, во время четырехчасового полета (два часа для взлета, и два на пролет над Атлантическим океаном).

Полную версию материала читайте по ссылке.

Ученые считают, что популярные видеоигры могут стать доступным методом лечения проблем с психическим здоровьем

Видеоигры – отличный способ развлечься и расслабиться. Особенно когда кафе и клубы вновь закрываются. Теперь ирландские исследователи обнаружили, что коммерчески доступные видеоигры могут выступать в качестве эффективного недорогого лечения для пациентов, страдающих психическими заболеваниями.

Согласно отчету, опубликованному в журнале JMIR Serious Games, игры могут предложить "недорогую, легкодоступную, эффективную и свободную от стигмы поддержку" при решении некоторых проблем психического здоровья, в частности депрессии и тревожности.

В исследовании утверждается, что видеоигры особенно полезны для лечения ментальных проблем из-за своей общедоступности. По словам ученых, более 14 процентов населения мира страдают каким-либо психическим заболеванием, и большая часть из них не получает никакого лечения из-за высокой стоимости или удаленности специалистов. Ученые отмечают, что игры также могут использоваться в дополнение к традиционным методам лечения.

Из-за COVID у нас было немного свободного времени, поэтому мы начали изучать общие преимущества игр. Мы провели обширный обзор литературы и обнаружили, что игры действительно могут улучшить симптомы психического здоровья – особенно, в нашем обзоре, симптомы депрессии и тревоги.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Научные видео

Основные источники:

• neuronovosti.ru
• popmech.ru
• nplus1.ru
• elementy.ru

Спасибо за внимание, и помните, что никогда не поздно "Учиться, учиться и еще раз учиться!"

Прошлый выпуск рубрики:

• Картографы National Geographic признали пятый океан Земли – Южный.
• Физики впервые измерили две скорости звука в сверхтекучей пленке.
• В Казани запустили первую тестовую зону покрытия 5G.
• Как сказки уменьшают физическую боль у детей?
• Огромные структуры из галактик начали вращаться.
• Гравитационные волны подтвердили предсказания Хокинга о черных дырах.
• Эксперимент доказал, что собаки видят ложь.

Источник