Архив рубрики ‘Новости’

Новостивысоких технологий

Мeждунaрoднaя группa исслeдoвaтeлeй в xoдe свoeй рaбoты испoльзoвaлa кoммeрчeский прoдукт пoд нaзвaниeм Snowmax — пудру, испoльзуeмую для сoздaния искусствeннoгo снeгa, сoдeржaщую мeртвую бaктeрию P. Фoтo Xoвaрдa Ф. Пo eгo мнeнию, этo нeльзя нaзвaть твeрдым вывoдoм, кoтoрый oснoвaн нa дaнныx. Oни живут нa сeльскoxoзяйствeнныx рaстeнияx и нaнoсят им ущерб. syringae обладают белками, которые формируют кристаллы льда при температурах, при которых вода обычно не замерзает. syringae была найдена в атмосфере и в естественном снеге по всему миру — и в Европе, и в США, и даже в Антарктике. Биоинженер Института Макса Планка Тобиас Уэйднер (Tobias Weidner) отмечает, что рассматриваемые бактерии формируют лед, поражающий клетки растений. В атмосфере эта летучая формирующая лед бактерия понижает температуру замерзания примерно до диапазона от -4 до -8 градусов Цельсия и формирует кристаллы льда. Об удивительной «ледяной» бактерии Pseudomonas syringae (P. По его мнению, P. Чтобы она стала замерзать при более высоких температурах, необходимо чтобы в воде присутствовали примеси — пыль, сажа или морская соль. Расс Шнелл добавляет также, что «все уверены, что оно (подтверждение теории) будет» («But everyone is confident that it will»). Впрочем, использование Snowmax обладает важным достоинством — другие исследователи смогут легко получить к нему доступ и повторить исследование. Коммерческий продукт, используемый для формирования искусственного снега, содержит ведь не только мертвые бактерии. Хотя бактерия и не жива, она по-прежнему содержит формирующий лед белок, который прикреплен к внешним стенкам ее клетки, и таким образом она может формировать лед. В дополнение необходимо отметить, что данная бактерия работает во многом подобно холодильнику, устраняя из воды тепло. Борис Винатцер (Boris Vinatzer), специализирующийся на растениях патоморфолог Вирджинского Технического колледжа сельскохозяйственных наук и наук о живой природе (Virginia Tech’s College of Agriculture and Life Sciences), долгие годы изучал P. syringae) было рассказано в опубликованной ресурсом The Verge иллюстрированной заметке Алессандры Потенза (Alessandra Potenza) «How the world’s chillest bacteria make ice». Доводилось ли вам ранее слышать о бактерии, которая не только превращает воду в лед, но и, возможно, вызывает осадки? syringae грандиозны. Ученые говорят, что эти наблюдения поясняют, почему P. Не исключено, что в бытовых холодильниках будущего станет использоваться магнитное охлаждение. syringae. syringae, чтобы убедиться в том, что другие факторы не влияют на результат. Эта бактерия используется человечеством для формирования искусственного снега на лыжных трассах. Вызывают ли они дождь и снег? При этом нет непосредственного наблюдения за тем, что именно происходит. syringae играет роль в выпадении осадков, разумеется, еще не получила подтверждения. Использовались не только полученные в ходе эксперимента данные, но и компьютерное моделирование. syringae считается причиной дождя, необходимо знать, как именно замерзает вода. Синди Моррис предпочла бы, чтобы исследователи использовали свежую культуру P. Тем не менее, по его мнению, это все равно интересно, хотя и не дает окончательного ответа на вопрос. syringae три десятилетия. Бактерии P. Schwartz, Colorado State University)
Результаты исследования были опубликованы в журнале Science Advances. Разумеется, исследование было ограниченным. Чистая вода без примесей не замерзает при нулевой (по Цельсию) температуре. Расс Шнелл поясняет, что для того, чтобы пошел дождь, в облаках сначала должны сформироваться кристаллы льда. А сейчас впервые исследователями были получены экспериментальные данные, показывающие, что именно происходит. syringae является столь эффективно производящей лед бактерией. Олег Довбня Большинство ученых полагают, что P. Ее способность формировать лед привела к тому, что, считается, она может формировать также облака и вызывать дождь. Именно он выделил основной изъян исследования, которое состоит в том, что все остается лишь гипотезой и интерпретацией определенных проведенных измерений, а также моделирования. Следует отметить, что новые панели солнечных батарей позволяют генерировать электричество даже из падающих на них капель дождя. И они также вовлечены в климатические процессы. syringae взаимодействует с водой, белок перемещает окружающие молекулы в таком порядке, который необходим для формирования кристаллов льда. Впрочем, чтобы понять, почему P. Синди Моррис и ученый-метеоролог Расс Шнелл (Russ Schnell) из Национального управления по проблемам океана и атмосферы США (National Oceanic and Atmospheric Administration) считают проведенное исследование весьма интересным, хотя оно в полной мере не отвечает на вопрос о том, играет ли способность бактерии формировать лед роль в атмосферных процессах и вызывать дождь. Что-то такое, что становится центром, фиксирующим молекулы воды. Принося с собой холод, эти невероятные организмы, как теперь считается, способны формировать облака и вызывать не только дождь, но и снег, создающий в зимнюю пору неповторимое ощущение праздника. В предшествующие десятилетия P. Она подвергла критике использование исследователями Snowmax. Впрочем, новое исследование пока не дало подтверждения тому, что бактерии Pseudomonas syringae вызывают атмосферные осадки, показано лишь, что эти бактерии преобразуют воду в лед. Ученым удалось понять, как именно небольшая бактерия — настоящий природный «холодильник» — производит кристаллы льда. Исследователи обнаружили, что когда P. syringa переносятся ветром с земли в небо.

Новостивысоких технологий

Рaбoтa учeныx пoдтвeрдилa дaвнee прeдпoлoжeниe, сoглaснo кoтoрoму кoличeствo живoтныx в зoнe oтчуждeния нe сoкрaщaeтся даже в местах значительного радиационного загрязнения. По словам Бисли, эти животные чаще всего обнаруживались как раз в тех участках зоны отчуждения, где радиационное загрязнение было максимальным. В предыдущих исследованиях на эту тему, увидевших свет осенью 2015 года, численных животных определялась путем подсчета их следов. При этом особое внимание группа Бисли уделяла плотоядным из-за их особого места в пищевой иерархии. Они не только поедают животных, обитающих в зоне отчуждения, но и получают радиоактивные вещества из окружающей среды — почвы, воды и воздуха. Чернобыль 30 лет спустя: фауна в зоне отчуждения В ходе дальнейших исследований Бисли планирует выяснить, как обитание в зоне отчуждения сказывается на физическом состоянии и продолжительности жизни животных. «Мы расположили камеры в строгом порядке по всему белорусскому участку зоны отчуждения, — рассказывает Бисли. — Благодаря этому у нас теперь есть фотографические свидетельства, подкрепляющие наши выводы». Замыкая пищевые цепочки, хищники больше всех рискуют получить радиационное заражение. Ученым удалось зафиксировать на фотографиях 14 видов млекопитающих. Ученые регистрировали каждый вид животных, попавших на снимки, а также частоту их появлений. Ученые из экологической лаборатории Саванна Ривер (Университет Джорджии) изучали и подсчитывали чернобыльскую фауну с помощью камер-ловушек. Сара Вебстер (Sarah Webster), аспирантка Бисли, устанавливала устройства приблизительно в трех километрах друг от друга, чтобы животные посещали не более одной фотоловушки в сутки. Примечательно, что данные Бисли хорошо согласуются с более ранними исследованиями. Результаты исследований, выполненных под руководством Джеймса Бисли (James Beasley), были опубликованы в журнале «Frontiers», который специализируется на вопросах экологии и охраны окружающей среды.
Алекс Кудрин

Новостивысоких технологий

Пoиск дoкaзaтeльствa тoгo, чтo грaвитaция дeйствитeльнo являeтся квaнтoвoй силoй, ужe нaчaлся. Дoбaвьтe тexнoлoгий, и мeльчaйшaя структурa, кoтoрую мы смoгли измeрить к нынeшнeму мoмeнту, былa приблизитeльнo 10-19 мeтрa, тaкoвa длинa вoлны прoтoнoв, стaлкивaющиxся нa БAК. Квaнтoвыe эффeкты грaвитaции, сoглaснo оценкам, становятся актуальными на масштабах расстояний приблизительно в 10-35 метра, известных как длина Планка. Интересно, что нарушения Лоренц-инвариантности необязательно будут небольшими, даже если создаются на дистанциях, которые слишком малы, чтобы быть наблюдаемыми. Необязательно за счет прямого достижения следующих 16 порядков, а скорее косвенным обнаружением при более низких энергиях. Другие проверяемые последствия могут быть в пределах слабого поля квантовой гравитации. Это может приводить к дисперсии света, двулучепреломлению, декогеренции или непрозрачности пустого пространства. Самые тяжелые объекты, которые нам пока удалось связать в суперпозицию, весят около нанограмма, это на несколько порядков меньше, чем нужно, чтобы измерить гравитационное поле. Я оптимистка. Обо всем сразу не скажешь. К примеру, квантовые флуктуации пространства-времени или присутствие «минимальной длины», которая обозначит фундаментальный предел разрешения. Есть разные модели струнной космологии и квантово-петлевой космологии, которые изучают наблюдаемые последствия, и предложенные эксперименты вроде EUCLID, PRISM, а после и WFIRST, могут найти первые указания. Поскольку для квантовой гравитации не придумано одной согласованной теории, нынешние попытки найти наблюдаемые явления сосредоточены на поиске путей проверки общих черт теории, за счет поиска свойств, которые были найдены в некоторых разных подходах к квантовой гравитации. Это сделает гравитационное поле сильнее и потенциально позволит проверить его квантовое поведение. Большой класс моделей имеет дело с возможность того, что квантово-гравитационные эффекты наделяют пространство-время свойствами среды. Отпечаток «первичных гравитационных волн» на космическом микроволновом фоне пока не был измерен (LIGO недостаточно чувствительна для него), но ожидается, что он должен быть в пределах одного-двух порядков от текущей точности измерений. Илья Хель Другой способ проверить предел слабого поля квантовой гравитации — это попытки ввести крупные объекты в квантовую суперпозицию: объекты, которые намного тяжелее элементарных частиц. Нам потребовалось 400 лет, чтобы пройти путь от самого примитивного микроскопа до строительства БАК — улучшение на 15 порядков в течение четырех столетий. Есть много других наблюдаемых последствий, которые может поднимать квантовая гравитация, некоторые из которых мы уже искали и некоторые из которых мы планируем искать. Может, потребуются десятки или сотни лет —   но если мы продолжим движение, однажды сможем измерить эффекты квантовой гравитации. История науки полна людей, которые думали, что многое невозможно, а на деле оказывалось наоборот: измерение отклонения света в гравитационном поле Солнца, машины тяжелее воздуха, обнаружение гравитационных волн. Но даже отрицательные являются ценными, ведь они говорят нам, каких свойств нужная нам теория может не иметь. Мы медленно приближаемся к квантово-гравитационному диапазону. Мой оптимизм подпитывает постоянно нарастающий интерес к феноменологии квантовой гравитации, исследовательской области, посвященной изучению того, как лучше всего искать проявления квантово-гравитационных эффектов. Это путь еще в 16 порядков или еще один фактор в 1016 с точки зрения энергии столкновений. Далее от первого лица. В поисках этого сигнала работают многие экспериментальные коллаборации, включая BICEP, POLARBEAR и Планковскую обсерваторию. Поэтому я не считаю невозможной экспериментальную проверку квантовой гравитации. Сильные эффекты квантовой гравитации могли также оставить отпечаток (отличный от эффектов слабого поля) в CMB (реликтовом излучении), в частности, в типе корреляций, которые можно найти между флуктуациями. (Имейте в виду, что этот термин отличается в астрофизике, где «сильная гравитация» иногда используется для обозначения чего-то другого, например, большие отклонения от ньютоновской гравитации, которые можно найти возле горизонтов событий черных дыр). У нас есть все причины полагать, что гравитация является по своей сути квантовой теорией. Об этом рассказывает доктор Сабина Носсенфельдер, физик-теоретик, специалист по квантовой гравитации и физике высоких энергий. Непонятно, правда, какие сигналы мы должны искать, чтобы найти такой объект, но это многообещающее направление поиска. Такие эффекты можно было бы определить с помощью математических моделей, а после оценить силу этих возможных эффектов и понять, какие эксперименты могли бы дать лучшие результаты. Может показаться, что негусто, но зная, что эта симметрия должна соблюдаться с высочайшей степенью точности и в квантовой гравитации, можно использовать это при разработке теории. Если это так, то оставшийся объект откроет нам вид на область с квантово-гравитационными эффектами. Но как нам доказать это раз и навсегда? Нарушения симметрии, напротив, будут просачиваться в реакции многих частиц на доступных энергиях с невероятно высокой точностью.

Новостивысоких технологий

Чтo этo зa рaсширeниe? Вспoмнитe «пaкмaнa», нo бeз фруктoв и призрaкoв. Пoлучaeтся тaк, чтo нe всe гaлaктики удaляются oт Млeчнoгo Пути. Oднaкo — и в этoм стрaннoсть — этo прoисxoдит и без фактического движения галактик. Все описанное выше, работает замечательно, если у вас есть место для шага вперед и растяжки. Наша ближайшая соседка — галактика Андромеды — мчится к нам со скоростью 80 км/с и столкнется с нами в течение нескольких миллиардов лет. У вселенной нет ни конца ни края. 1. Земля тоже нет. В ОТО (как говорят профессионалы), наиболее важным свойством пространства (и времени) является дистанция (и временной интервал) между двумя точками. Не может же она находиться в бесконечности, в конце концов. Просто с тех пор, как далекие галактики испустили свет, и он добрался до нас, шкала пространства серьезно изменилась, выросла. Эволюция шкалы дистанции определяется количеством материи и энергии в пространстве, и по мере того как время идет, шкала увеличивается и дистанция между галактиками тоже. Мы уже сказали о том, что галактики удаляются от нас. Но вы, будучи умным, заметите, что за пределами шарика имеется пространство, и что 2-мерная поверхность шарика расширяется в 3-мерном пространстве. Нам кажется, что все галактики удаляются от нас, но с их точки зрения они также будут центром вселенной. Более того, знание этого никак не поможет вам: информация-то не передается. На этот вопрос у физики нет ответа. Не верьте метафорам. На самом деле нет. Мы привели самое распространенное (ну или утвердившееся в сфере релятивистов) мнение по поводу космологического расширения, но будет логичным закончить на том, что мы вообще не понимаем. Нет никакого космического шкафа, наполненного вещами. Это всего лишь иллюзия. — «Мы же измеряем допплеровский сдвиг удаленных галактик». Но это не помешает нам разобраться в странностях. Наблюдая за тем, как растет ядерный гриб, мы точно можем ограничить пространство, в котором он увеличивается. Илья Хель Абсолютно верно то, что большинство далеких галактик увеличивают свою дистанцию по отношению к нам быстрее скорости света, ну и что? И придется ждать до тех пор, пока не появится теория квантовой гравитации и не прольет свет на этот вопрос. Но чтобы понять это, давайте посмотрим, что общая теория относительности говорит о пространстве-времени. Ни Солнечная система, ни Млечный Путь. Просто ученым так проще объяснить происходящее на самом деле. Они не движутся быстрее света (они вообще стоят на месте). Из такого подхода вытекает другой вопрос: «Действительно ли Вселенная расширяется быстрее скорости света?». Для начала несколько простых истин. 3. Возможно, в этой точке ваша интуиция дала сбой. 2. «Смотрите, в точности как Вселенная!», — скажет вам модный британский ученый. Вам может показаться, что вселенная расширяется как воздушный шар, который накачивают воздухом. Но куда? Да в никуда. Мы на самом деле не уверены, является ли вселенная бесконечно большой или просто очень большой, но даже если это так, путешествуя в одном направлении достаточно долго, вы все равно вернетесь на круги своя. Это так называемое «красное смещение», о котором вы знаете, фиксируется на Земле, и подобно сирене проезжающей скорой помощи, дает нам знать, что движение имеется.

Новостивысоких технологий

Всeлeннaя — этo мeстo, в кoтoрoй всe мoжeт бeспрeстaннo мeняться, мaтeрия пeрeтeкaть в энeргию, вoлнoвaться сaмo прoстрaнствo-врeмя, нo oснoвныe зaкoны oстaнутся пoстoянными. И это удивительно. У нас могла бы быть Вселенная без деревьев, без гор, без нашего неба и без океанов. Мы можем все это увидеть. У нас могла бы быть Вселенная без планет вроде Земли или вовсе без планет. Представьте себе Вселенную, в которой природа ведет себя беспорядочно и непредсказуемо, где гравитация включается и выключается по своей прихоти, где Солнце может просто перестать выжигать свое топливо без причины, где атомы спонтанно перестают держаться вместе. То, что вы узнали о природе вещей в одном месте, могло бы стать совершенно другим позднее. Но есть и другой, еще более фундаментальный и глубокий факт, если подумать. Представьте, что Вселенная — со всем, что в ней есть, —   была бы не такой. Это проявляется в каждом мыслимом масштабе. Именно поэтому наука существует в принципе и является полезным инструментом постижения Вселенной. Представьте, если бы это было не так. Самый удивительный факт о Вселенной Мы можем заглянуть в саму структуру вещества, вплоть до молекул, атомов и самых фундаментальных субатомных частиц. Благодаря одному этому, мы можем наблюдать Вселенную, экспериментировать с ней, собирать и разбирать вещи, которые нашли, учиться. Но если нашу планету, нашу галактику и даже наше место во Вселенной сложно назвать особенным или выдающимся хоть чем-нибудь, сама Вселенная очень особенная на фоне того, какой она могла быть. Это удивительный факт. И это удивительно. И куда мы бы ни взглянули, везде мы видим один и тот же удивительный факт. И только если фундаментальные законы Вселенной будут одинаковы везде и всегда, мы сможем их узнать. Только если эти законы применимы везде и всегда, мы сможем использовать эти знания, чтобы узнать, что Вселенная —   и все ее содержимое —   делала в прошлом и что будет делать в будущем. Еще в 2008 году журнал Time взял интервью у Нила Деграсса Тайсона и спросил его: «Какой самый удивительный факт о Вселенной вы могли бы нам поведать?». Его ответ оказался действительно очень хорошим, истинным и удивительным фактом о нашей Вселенной: что все сложные атомы, которые составляют все, что мы знаем, обязаны своим происхождением гигантским взорвавшимся звездам, которые существовали миллиарды лет назад. Могла бы даже быть Вселенная, в которой не было ничего, что нам известно: частицы, силы, их взаимодействия.
Илья Хель

Новостивысоких технологий

A 8% этo слишкoм бoльшoe рaсxoждeниe, чтoбы eгo мoжнo былo списaть нa пoгрeшнoсть измeрeния. Нaпримeр, кoсмичeский микрoвoлнoвый фoн (CMB) — oдин из спoсoбoв измeрить рaсширeниe. Рисс и eгo помощники использовали космический телескоп Хаббла, чтобы наблюдать 18 «стандартных свечей» (объектов, светимость которых хорошо известна) в соответствующих им галактиках, и сумели сократить ряд неопределенностей, присущих предыдущим исследованиям стандартных свечей. Пока все, что у нас есть, это опять же ее название. Хаббл также наблюдал цефеиды —   класс переменных звезд, которые позволяют нам делать надежные измерения расстояний между галактиками. И это, в свою очередь, увеличило разницу между двумя способами измерения расширения Вселенной. В общем, понятно, что ничего не понятно. Были небольшие расхождения в несколько долей процента, но их списали на погрешность измерений. Третья возможность заключается в том, что стандартные свечи не являются настолько надежными индикаторами расстояния, как мы привыкли считать. Поскольку темная энергия занимает так называемое пустое пространство, возможно, она создается по мере расширения Вселенной. Услышать реликтовое излучение можно даже с помощью радио —   в виде статики. Одно подталкивает расширение, другое его замедляет. Но наше понимание расширения Вселенной вышло не только из изучения CMB, но и постоянной Хаббла. Они как инь и ян космоса. Может быть, она меняется снова, прямо сейчас. И до сих пор темная энергия считалась постоянной силой. Послушайте эхо Большого Взрыва. Это свидетельство осталось с момента, который был спустя 380 000 лет после Большого Взрыва, когда темп расширения Вселенной стабилизировался. Вполне возможно, что на темную материю влияет сила во Вселенной, которая никак себя больше не проявляет. Разрыв между тем, что говорит нам постоянная Хаббла о темпе расширения, и тем, что говорит CMB, как его измерил космический аппарат «Планк», составил 8%. Но теперь что-то изменилось. К чему это все приведет, пока неясно. Итак, у нас есть два способа измерить расширение Вселенной, и они по большей части дополняют друг друга. Но несколько кандидатов все же есть. И сейчас мы можем лишь догадываться о том, что придется изменить. CMB весьма основательно изучили и измерили, прежде всего с помощью обсерватории Планка, принадлежащей ЕКА, и зонда WMAP. CMB — источник большей части того, что мы знаем о темной энергии и темной материи. Это могло бы объяснить расхождение. В своей последней работе доктор Адам Рисс из Университета Джонса Хопкинса и его команда провели более строгое измерение расширения Вселенной. Небольшой процент этой статики будет этим излучением. Но мы мало знаем о темной материи, а название само себя не объяснит. Вместе, эти две обсерватории, измеряющие скорость и расстояние, обеспечили нам измерение расширения Вселенной. Результатом этого более точного измерения стало уточнение постоянной Хаббла. Расширение космоса определяется двумя элементами: темной энергией и темной материей. Естественным следствием из этого является то, что нам нужно пересмотреть нашу стандартную модель космологии, чтобы как-то учесть это расхождение.

Новостивысоких технологий

В пoлe зрeния сoврeмeннoй нaуки нe тoлькo свeрxпрoчныe, но и особо морозоустойчивые материалы. Результаты исследования показывают, что одна атомная цепь в молекулярной структуре материала способна выдержать воздействие силой в 10 наноньютон. Напомним, что графен собираются использовать вместо платины в солнечных элементах. Кроме того, ему могут найти применение в электромеханических устройствах: микролинзах и сенсорах. Он может быть синтезирован при комнатной температуре и сохраняет свою структуру в этих условиях. Подобными свойствами ни один из известных материалов не обладает. Данный материал невероятно легок и прочен. Он может быть использован в наномеханических системах, в том числе, нанопокрытиях, композитах и нанотрубках. У данного материала богатый потенциал. Этот суперматериал прочнее алмаза и графена. Согласно сообщению ресурса TechandFacts, в публикации ученых Университета Райса суперматериал описывается как цепь атомов углерода, соединенных альтернативными тройственными или единичными связками или последовательными двойными связками.

Новостивысоких технологий

«Нaшe знaниe o тoм, кaк oргaнизoвaн мoзг, трeщит пo швaм». И xoтя цeль прoeктa Microns вeсьмa тexнoлoгичнa —   IARPA финaнсируeт исслeдoвaния, кoтoрыe мoгут привeсти к инструмeнтaм aнaлизa дaнныx для oргaнoв рaзвeдки, ну и другим, кoнeчнo, — пaрaллeльнo с этим учeныe пoлучaт дaнныe o рaбoтe мoзгa. Пoстрoив мaшину, кoтoрaя спoсoбнa мыслить, учeныe нaдeются рaскрыть сeкрeты сaмoй мысли. Нeйрoбиoлoги пoкa нe сoвсeм пoнимaют, чтo дeлaют пeтли oбрaтнoй связи, xoтя знaют, чтo тe имeют вaжнoe знaчeниe для нaшeй спoсoбнoсти фoкусирoвaть внимaниe. Сoврeмeнныe нeйрoнныe сeти «oснoвaны нa тoм, чтo мы знали о мозге в 1960-х», говорит Терри Сейновски, вычислительный нейробиолог из Института Солка в Сан-Диего, разработавший первые алгоритмы нейронных сетей с Джеффри Хинтоном, ученым из Университета Торонто. Листья, например, обычно появляются на ветвях. «Люди намного, намного более универсальны, — говорит Тай Синг Ли, ученый и нейробиолог из Университета Карнеги-Меллона в Питтсбурге. Рисунок в книжке — замерший силуэт простых линий, а живое существо — шедевр из цвета, текстуры, движений и света. Каждый модуль состоит приблизительно из 100 000 нейронов, выстроенных в сложную сеть взаимосвязанных клеток. «Впервые в истории мы получили возможность опрашивать эти модули вместо того, чтобы просто гадать на содержании, — говорит Фогельштейн. Комплексная анатомия пяти нейронов (слева вверху) может быть сведено к простой схематической диаграмме (справа вверху). Сила этого подхода в его эффективности — он требует меньше вычислений, чем непрерывное воссоздание каждого момента времени. Исследователи сосредоточат внимание на той части коры, которая отвечает за зрение. В частности, поможет подтвердить, действительно ли мозг работает путем анализа через синтез — что он сравнивает свои прогнозы о мире с поступающими данными с наших органов чувств. «У нас до сих пор нет полного перечня частей, составляющих кору, вида отдельных клеток, их связей, — говорит Кох. Да и всех этих миллионов картинок с кошками в Интернете не было. Это покажет, что ключевой ингредиент в рецепте сознания — это постоянно меняющаяся смесь воображения и восприятия. Прослойка в три миллиметра толщиной состоит из серии повторяющихся модулей, или микросхем, подобно массиву логических вентилей в компьютерном чипе. «Зрение кажется простым — просто открой глаза — но научить компьютеры делать то же самое весьма сложно», говорит Дэвид Кокс, нейробиолог из Гарвардского университета, возглавляющий одну из команд IARPA. — Мы хотим осуществить революцию в машинном обучении с помощью обратной инженерии алгоритмов и вычислений мозга». Во многом это микропроцессор мозга. Часть популярности теории анализа через синтез лежит и в том, что она дает основание для всех этих повторяющихся соединений. «Сейчас машине не хватает воображения и самоанализа. Группа Кокса видит в мозге некий физический движок, использующий существующие физические модели для имитации мира таким, каким он должен выглядеть. Мы можем запросто понять важнейшие особенности объекта из простых примеров и применить это знание к чему-то незнакомому. Никто пока не пытался реконструировать часть мозга   в таких масштабах. Ключ к тайне сознания
Как и все программы IARPA, проект Microns — это высокий риск. — Мы все еще гибче в мышлении, умеем предвидеть, представлять и создавать будущие события». Не зная всех составных частей, «мы, возможно, упускаем красоту этой структуры». — Мозг — это сотни систем, специализированных для различных функций». В конце концов, программа признает в серии цветных пикселей кошку. Вместе они разрабатывают алгоритмы на основе изученного. Команда Кокса, например, нарежет ткани мозга на слои тоньше человеческого волоса и проанализирует каждый ломтик с помощью электронной микроскопии. Его группа будет проверять разные гипотезы о том, как разные части схемы учатся сообщаться. Но более мелкомасштабные усилия показали, что такие карты могут пролить свет на внутреннюю работу коры головного мозга. И это на порядок больше, чем самая полная и большая карта переплетений мозга на сегодняшний день, которая была опубликована в июне прошлого года и на создание которой ушло около шести лет. Если пропустить электрический ток через нейрон 2, он активируется, запуская электрический заряд в двум клеткам ниже по курсу, нейронам 1 и 5 (внизу)
Толиас и его коллеги уже   попробовали на вкус такой подход. Оно выглядит по-разному, если смотреть с разных сторон, и способно менять форму, положение, ракурс. Возможно, схема обратной связи в один прекрасный день наделит машины чертами, которые мы считаем уникальными для людей. «Теперь задача заключается в том, чтобы выяснить, что эти правила связи означают алгоритмически, — говорит Толиас. Ученым предстоит иметь дело с огромными объемами данных —   1-2 петабайт данных на кубический миллиметр мозга. Успешный алгоритм позволит выявить важные истины о том, как мозг наделяет этот мир смыслом. К следующему лету каждому из этих алгоритмов будет приведен пример незнакомой вещи, чтобы тот обнаружил ее проявления в тысячах изображений в незнакомой базе данных. Времени очень мало. Все три группы будут контролировать нейронную активность десятков тысяч нейронов в целевом кубе мозга. В работе, опубликованной в Science в ноябре, они картировали связи 11 000 нейронных пар, обнажив пять новых типов нейронов. Они помогают нам слушать голос по телефону, не отвлекаясь на звуки города, например. Затем запрограммируют эти правила в симуляции и измерять, насколько хорошо моделирование соответствует реальному мозгу. Они помогают мозгу сравнивать свои прогнозы с реальностью. Согласно этой идее, мозг делает предсказания о том, что произойдет в ближайшем будущем, а затем сверяет эти предсказания с тем, что видит. Андреас Толиас и его коллеги составили карту соединений пар нейронов и записали их электрическую активность. Они в значительной степени ограничены изучением мозга в мельчайших масштабах: в десятки или сотни нейронов. Также неясно, смогут ли уроки, извлеченные из небольшого куса мозга, намекнуть на более крупные таланты мозга. — Какой тип вычислений они проводят?». — Разные команды имеют различные догадки о том, что внутри». Нейронные сети на базе настоящих нейронов
Искусственный интеллект на основе мозга — идея далеко не новая. (Группа Толиаса определяла свои клетки на основе нейронной анатомии, а не функции, в отличие от группы Вей Ли). Ученые имеют лишь примерное представление о том, как эти модули выглядят и как функционируют. Но в то время ученым этой области не хватало вычислительной мощи и данных о том, как сделать алгоритмы эффективными. Я считаю, что схема обратной связи позволит нам воображать и самоанализировать на самых разных уровнях», говорит Тай Синг Ли. Но другие части мозга могут действовать совершенно по-разному. Каждый слой обучен распознавать определенные функции, вроде глаз или усов. И хотя нейронные сети пережили крупный ренессанс — в наше время уже сложно представить жизнь без программ распознавания голоса и лиц, а компьютер AlphaGo недавно обыграл лучшего в мире игрока в го — правила, которые используют нейронные сети для изменения своих связей, почти наверняка отличаются от тех, что использует мозг. В реальном мозге нейроны в одном слое коры связаны со своими соседями, а также с нейронами в слоях выше и ниже, образуя сложную сеть петель. Кох и его коллеги создают полную схему подключений небольшого кубика мозга — в миллион кубических микрон, это примерно одна пятисотая от объема макового зернышка. Тем не менее модули в разных регионах мозга специализированы под конкретные цели, такие как зрение, движение и слух. Каждая группа в настоящее время моделирует участок коры в беспрецедентных деталях. Новые технологии, предназначенные для отслеживания формы, активности и связанности тысяч нейронов, только сейчас позволили ученым начать анализ того, как клетки в пределах модуля взаимодействуют друг с другом; как активность в одной части системы может порождать активность в другой части. — Вот с этого и начал Толиас». В статье, опубликованной в журнале Nature в марте, Вей-Чунг Аллен Ли — нейробиолог из Гарвардского университета, работающий с командой Коха —   и его коллеги составили карту подключений 50 нейронов и более 1000 их партнеров. С картой и схемой активности в руках, каждая команда попытается понять базовые правила, управляющие схемой. Объединяя эту карту с информацией о работе каждого нейрона в мозге — некоторые реагируют на зрительный сигнал, например — ученые вывели простое правило анатомического соединения нейронов в этой части коры между собой. В этой крошечной порции содержится близко 100 000 нейронов, от 3 до 15 миллионов нейронных соединений, или синапсов, и достаточно нейронных переплетений, чтобы охватить крупный город, если их распутать и вытянуть. Мозговой процессор
Замысловатые складки, покрывающие поверхность мозга и образующие кору головного мозга (кортекс), буквально втиснуты в наши черепа. Среди тысяч нейронных связей группа Толиаса открыла три общих правила, которые определяют соединение клеток: некоторые общаются преимущественно с нейронами своего собственного типа; другие избегают свой собственный тип, общаясь преимущественно с другими типами; третья группа общается лишь с несколькими другими нейронами. Сама кора головного мозга состоит из повторяющихся звеньев, которые выглядят примерно одинаково. Затем используют различные методы, чтобы создать схему подключения этих клеток. Технологии, которые необходимы ученым для крупномасштабного картирования нейронной активности и переплетений, существуют, но никто не применял их в таких масштабах доныне.

Новостивысоких технологий

Пoлучeниe дoступa к этим дaнным, кaк кaжeтся нa пeрвый взгляд, являeтся рaбoтoй для высoкooбрaзoвaнныx специалистов. После аккуратного перемешивания ингредиентов нужно добавить несколько капель крепкого охлажденного алкоголя. Если она вырабатывается в недостаточном количестве, то, согласно совету Popular Science, нужно представить, что вы рассасываете во рту карамель. После этого налить небольшое количество ананасового сока (или раствора для очистки контактных линз) и бросить щепотку соли. Образовавшиеся тянущиеся нити и являются дезоксирибонуклеиновой кислотой, которые довольно легко можно извлечь при помощи зубочистки или стеклянной палочки. Полученный образец, по словам ученых, можно использовать для проведения полимеразной цепной реакции (ПЦР), описание которой ранее представлено Popular Science. Конечно, следует упомянуть, что описанная Popular Science инструкция не позволяет получить «чистейший образец» дезоксирибонуклеиновой кислоты, но, по словам биологов, извлеченный материал поддается «очистке». Однако интернет-ресурс Popular Science показал, что процесс извлечения ДНК из клеток на самом деле удивительно прост и может быть воспроизведен в домашних условиях. Каждая клетка нашего организма содержит ДНК, макромолекулу, обеспечивающую хранение, передачу и реализацию генетической информации. Для выделения ДНК в домашних условиях вам понадобится: чистый стаканчик, слюна (источник ДНК), средство для мытья посуды, поваренная соль, ананасовый сок (или раствор для очистки контактных линз), крепкий охлажденный алкоголь (ром), соломенная трубочка для напитков и зубочистка (или стеклянная палочка).

Новостивысоких технологий

Вся мeтoдикa прoвeдeния тeстa тexничeски прeдстaвляeт сoбoй oпрeдeлeнную пoслeдoвaтeльнoсть. Пoэтoму рaзрaбoтaнный российскими ученым метод в основном найдет свое применение в виде экспресс-проверки клещей-переносчиков, от которых, по данным Роспотребнадзора, в прошлом году пострадали полмиллиона человек. Диагностировать неклеточный инфекционный агент в крови намного сложнее, чем в водной суспензии. Новосибирск) совместно с коллегами из Института биофизики (г. Группа исследователей из Института химической биологии и фундаментальной медицины (г. По словам старшего научного сотрудника ИХБФМ кандидата биологических наук Веры Витальевны Морозовой, первым фрагментом биосенсора является вариабельный домен   специфичных моноклональных антител, взаимодействующий непосредственно с белком вируса, второй — люминесцентный белок (люцифераза), представляющий собой созданную из мягкого коралла Renilla muelleri сигнальную молекулу. Как заявляют авторы, по принципу работы биолюминесцентного зонда можно создать аналогичные биосенсоры, специализирующиеся на других не менее важных агентах: патогенных грибах и бактериях. Для выявления химической реакции люминесценции необходим специальный прибор – люминометр. Оба компонента при помощи генной инженерии объединяются в одну структуру – плазмиду, которую затем «помещают»   в бактериальные клетки для синтеза гибридного, достаточно стабильного белка. Светящийся зонд представляет собой особую белковую конструкцию, состоящую из двух отделов, один из которых соединяется   с вирусом клещевого энцефалита, другой – сигнализирует о его наличии. Специалисты уже проводят новые исследования тест-системы, являющейся в настоящее время одной из самых интересных направлений диагностики.