Первый пангеном человека. Мыло от комаров. Наследие неандертальцев. Помол кофе. Новости QWERTY №258
Всем привет! Вы смотрите научно-популярный канал QWERTY. Меня зовут Владимир. Итак, китайский ученый заявляют, что создали мозговой имплант, который позволяет обезьяне управлять робу рукой при помощи силы мысли.
Конечно, само по себе это не ново, есть нейролинк и похожие интерфейсы "мозг-компьютер", но Китайцы говорят, что это прорыв, который таки поможет улучшить жизни людей с инвалидностью.
Что же тут прорывного? Концептуально это устройство преобразовывает сигналы от ЭЭГ (электроцефалографии) в управляющие инструкции некоему роботу. На изображениях видна операционная, видна обезьяна под наркозом. Кажется, что ничего нового: операция инвазивна, как и остальные способы установки имплантатов, но важно здесь то, что для операции не нужна трепанация черепа. Сенсоры вводятся через яремную вену, затем попадают в сосуды головного мозга в моторной зоне и закрепляются там, что и позволяет животному осуществлять контроль за роботой рукой.
Но примерно то же самое осуществлял и синхрон. То есть реальной инновационности здесь нет. К тому же работа пока что не а вся информация размещена только на сайте университета — разработчик этой технологии. Но при этом эта статья говорит нам вот что: появился еще один разработчик интерфейса "мозг-компьютер". Еще один девайс наряду с нейролинком, нейропортом и стенд-роботом, цифровой таблеткой от Inner-космоса и другими.
Процесс нашей кибернетизации ускоряется, и время, когда в одной точке сойдутся биоинженерная часть, позволяющая считывать сигналы мозга, и компьютерная нейросетевая, позволяющая их расшифровывать, уже не за горами.
А выпуск самых интересных новостей науки за предыдущую неделю не то что не за горами, он вот уже здесь, прямо на носу. И, как обычно, все ссылки на источники и подробности в описании.
[музыка]
Считается, что форма куб современного человека досталась нам от денисовцев. Это помимо других не менее важных качеств, заложенных в геноме. Денисовцы — это вымерший вид или подвид человека, который существовал еще 40 тысяч лет назад. Одновременно существовали и скрещивались и сапиенсы, и денисовцы, и неандертальцы. И, собственно, ряд наших черт и участков ДНК мы получили от двух последних видов или подвидов.
Именно таким образом недавняя работа показала, что другую часть лица — нос, а точнее, гены, влияющие на его форму, некоторые представители современного человека получили от неандертальцев. Это касается тех, у кого среди предков есть восточно-азиатский народ: китайцы, тайцы, японцы и некоторые другие. Исследования проводились на людях со всего света и включали замеры расстояний между ключевыми точками на лице и сопоставление этих размеров с геном.
Выяснилось, что унаследованный от неандертальцев ген АТФ3 делает нос более высоким и тонким, с предположением, что изменения закрепилось, поскольку такой нос позволил лучше адаптироваться к холодному евразийскому климату после того, как наши предки вышли из Африки. Так-то и правда, в целом неандертальцы отличались от наших, но кто бы мог подумать, что такие генетические отголоски мы сможем обнаружить непосредственными измерениями.
А теперь рубрика "Попробуй применить хоть что-то из новостей науки". На квест сегодня про помол кофе. Вероятно, вы это все уже знаете, но теперь на эту тему есть еще и научная статья. Итак, доподлинно известно, что для приготовления эспрессо нужен определенный помол: чуть тоньше среднего. Если сделать его мельче, то напиток получается как бы пустым. Бариста знает об этом факте давно и связывают его с образованием дополнительных каналов в таблетке кофе.
Теперь же физики подтвердили это моделью протекания воды через два канала в таблетке. Вообще, качество кофе можно определить по разным критериям, и один из них — это уровень экстракции. Он означает то, сколько химических веществ, а их в кофе под 2000, покинули и попали в жидкость. По идее, чем мельче помол, тем экстракция должна быть лучше, и это так до определенного уровня, по крайней мере, для эспрессо.
Расчеты, на основе простой численной модели протекания жидкости через два канала с порошком кофе, показали, что при превышении этого уровня неизбежны нарушения в экстракции. Где уравнения сообщили следующее: вода течет быстрее по плотным участкам, протекая по каналам, она экстрагирует вещества, увеличивая пористость каналов, а значит, уменьшая их сопротивление. В какой-то момент один из каналов, более плотно изначально, отдавая больше веществ, становится чуть более доступным для воды и падает жертвой положительной обратной связи, когда вся вода начинает идти только через него.
В этой части кофейной таблетки экстракция происходит чрезмерно, а во второй — недостаточно. Чтобы этого избежать, помолom не стоит мельчить, чтобы вода проходила равномерно и вызывала равномерную экстракцию. В настоящей кофемашине канал, конечно же, больше чем два. Да и физики сами признают, что они учитывали ряд параметров, вроде стратификации кофейной массы, но в целом эта модель показывает основную логику влияния помола на качество эспрессо.
Так, чувствую, что не получается у вас применить знания из предыдущей новости, потому что вы либо не варите кофе дома, либо потому что покупаете уже молотый. Хорошо, дам вам еще один шанс, потому что комары-то у вас, наверняка, есть или будут.
У комаров есть свои предпочтения насчет объекта трапезы. Например, на это может влиять группа крови, температура тела, состояние беременности, ацетон, особый запах тела, немытого или, наоборот, мытого. Насчет влияния на комаров нашего неповторимого запаха кожи, а точнее, его химического профиля, мы уже рассказывали. А теперь ученые разобрались в том, насколько влияют на активность комаров применяемые нами синтетические моющие средства.
Эксперименты ставились на комарах Aedes и Gambia или кусаках желтая лихорадки. Ученые изучали, как на них влияет мыло тех фирм, которые вы видите на над руками людей: бытыми или немыть. Обычно можно различить более сотни летучих ароматических соединений, 85 из них занимают долю более одного процента. На отмытых руках больше органических соединений. Это хорошо заметно при помощи масс-спектрометрии. Также для экспериментов исключали влияние углекислого газа, притягивающего комаров, а запахи комарам предоставляли на рукавах, которые ранее носили добровольцы.
Напомню, что ароматический профиль у каждого человека свой, и поэтому комары по-разному реагируют на разных людей. Синтетические же моющие вещества меняют этот профиль и иногда даже в корне! И вопрос не только в том, что они добавляют к этому профилю что-то из своего собственного состава, но и в том, что они инициируют вариации, выпускаемых человеком в веществах. Из-за этого и комары могут менять свое предпочтение.
Оказалось, что разные типы мыла влияют на предпочтение комаров по-разному, причем, по-разному даже от человека к человеку. Но в общем да, повышали привлекательность, хотя не у всех людей. Вот на этих — уменьшала ее. При этом вещество лимонен, которое обычно используется как репеллент, которое входило в состав всех образцов мыла, значительной концентрации не оттолкнуло, а наоборот, привлекло комаров в случае с тремя образцами из четырех.
Вопрос, конечно же, в концентрации. Здесь, как в том самом знаменитом принципе: все есть репеллент и все есть аттрактор — дело в дозе. Но в итоге ученые смогли обнаружить четыре основных притягивающих вещества, которые, кстати, в мыле DAF и Dali занимают одну из важных мест. Мыльными репеллентами стали три вещества, одно из которых - но лакто, отдает кокосам и входит в состав американского бурбона. А далее из них составили смесь, которая крайне сильно отталкивала комаров.
Но если вы не собираетесь смешивать эту смесь у себя дома самостоятельно, то можно присмотреться к мылу с запахом кокоса — оно должно быть чуточку более отпугивающим. Ну или бурбон! Бежать за мылом Nativ в надежде отпугнуть комаров, наверное, не стоит, потому что эффект может быть смазан вашим собственным ароматическим профилем.
А вот надеяться на появление новых мощных репеллентов, которые скоро должны будут появиться по итогам такого исследования, возможно, действительно стоит. Геном человека полностью расшифровали только в конце прошлого года, вот совсем без единого пропуска. Геном — результат, полученным ранее, до этого не хватало Y-хромосом и еще нескольких участков.
Но, как в грустной шутке про права человека, это по своей сути геном одного единственного человека. Да и предыдущая работа, она тоже содержала в себе данные расшифровки геномов всего лишь нескольких людей, но без данных о генетическом разнообразии, а возможных вариациях одного и того же гена, о возможных мутациях этот геном нельзя будет применять на практике. Это, скорее всего, лишь символ мощи наших технологий.
Перейти в более практическую плоскость поможет пангеном человека. Это уже не последовательность нуклеотидов, записанная линейно, как история в книге, а дерево возможных значений, граф вер шкафа. Это как раз варианты генов, встречающиеся у разных людей. Для его построения ученые решили отсеклинировать геномы 350 человека со всех уголков земли, имеющих максимальное отличие друг от друга. Пока же получили материалы от 47.
Интересно, что собирать граф и строить пангеном ученым пришлось впервые — никто не обладал готовым алгоритмом для этого. Поэтому они решили сделать это сразу тремя способами. Я думаю, что впоследствии они выберут один оптимальный. Даже в пангеноме от 47 людей насчитывалось примерно 20 миллионов маленьких различий, менее 50 нуклеотидов, и 70 тысяч достаточно крупных, размером длиннее 50 нуклеотидов.
Уже сейчас пангеном представляет собой массив информации, на основании которого можно совершать научные открытия. Но решает ли пангеном свою основную задачу? Можно ли его использовать на практике? Ученые говорят, что да. Уже сейчас пангеном используется для поиска вариации в геномах людей, и это только начало. Осталось добавить к нему еще человека, улучшить в целом технологию, повысить точность сборки и секвенирования. И как знать, каким изменениям в медицине это все приведет.
Лучше новостью предыдущего выпуска вы признали новость про то, что нейросеть научилась считывать мысли человека при помощи fMRI. После обучения на конкретном человеке нейросеть способна улавливать примерно половину смыслов из мыслей, которые человек озвучивает про себя, а некоторые слова даже воспроизводить дословно. Хотя во многих случаях она ошибается, несомненно, точность будет повышаться.
Что приводит нас к ряду вопросов: как защититься от этой технологии? Что если через какое-то время не потребуется обучение нейросети на индивиде, чтобы читать его? Или что если нейросеть сможет пробиваться через защитный второй слой мыслей к важному скрываемому? Разработчики говорят, что еще до того, как это все станет реализуемым, нужно занять проактивную позицию и выработать правила, которые защитят приватность.
Вряд ли это можно расценивать как ответ. Учиться, тывая, что приватность правилами не защитить. И хочу сгущать краски, но в фантастической литературе для таких вещей обычно практикуют несколько мысленных защитных контуров. Это что-то вроде вложенных уровней мышления, а еще изъяснение на эзоповом языке. Да даже внутри своих собственных.
Ну что ж, а на этом на сегодня все. Большое спасибо вам за просмотр! Мне будет очень приятно, если вы поставите этому видео лайк и поделитесь со своими друзьями. Как обычно, проголосовать за самую интересную новость выпуска можно в нашем Telegram-канале, и не забудьте, пожалуйста, щелкнуть колокольчик, чтобы не пропускать новых роликов.
И до скорых встреч! Пока.
[музыка]