#НЕТВОЙНЕ. Искусственный нейрон. Распределённые вычисления. Бактерия на 2см. Новости QWERTY №205
[музыка] Здравствуйте, меня зовут Владимир, и вы смотрите научно-популярный канал QWERTY. И нам есть что сказать.
24 февраля жизнь изменилась навсегда. Сейчас сложно это осознать и сложно предсказать, насколько глубоко это затронет каждого из нас, но ясно, что в двадцать втором году 21 века война просто немыслимо, особенно для страны, которая столько потеряла в двух мировых войнах и которая регулярно проводит шествия Бессмертного полка.
Мы против вражды между россиянами и украинцами, между Россией и Украиной, между соседями, но вообще против любой вражды и против военных действий. Армия должна оборонять и защищать Родину, а не идти на военные преступления.
В любой войне 1 всегда гибнет. Правда, в информационных потоках сейчас сложно разобраться, но мы всегда ратовали за критическое мышление, и оно нужно и здесь. Применяйте его ко всему, что вы видите, слышите или читаете: к федеральным каналам, пропаганде. Обязательно в противовес вы можете использовать источники с ярлыком "иностранный агент".
В последнее время он зарекомендовал себя как знак качества. Мы уже верим, что война — это мир, свобода — это рабство, а незнание — сила. Если еще нет, то тогда в описании вы найдете ссылки на петицию против войны и подписали более 850 тысяч человек. На открытое письмо российских ученых и научных журналистов против войны с Украиной с тремя тысячами подписей. На открытое письмо российских врачей, медсестер, братьев и фельдшеров с требованием прекратить военные действия на территории Украины — шесть тысяч подписей.
И этот выпуск особенный. Мы пригласили цветы, мы говорим: "Войну с Украиной надо остановить". QWERTY против войны, но пока же сделаем то, что делаем обычно. Ведь в нормальном мире культура и наука должны быть вне политики.
Расскажем об интересных новостях науки за предыдущую неделю. Как всегда, все ссылки на источники и подробности в описании. Но из этого ролика вы узнаете, как объединённые усилия обычных людей помогают делать открытия, чем управлял первый искусственный органический нейрон, чем необычна самая большая в мире бактерия и как блестят лунные стеклянные шарики.
Когда мировое научное сообщество работает в едином порыве, не отгораживаясь железным занавесом, становятся возможными вот такие открытия. Астрономы смогли определить массу карликовых галактик, которые 3 миллиарда лет назад оказалось недостаточно удачливыми и попали под каток нашего Млечного Пути.
Вокруг Млечного Пути довольно много десятков карликовых галактик. Приливные силы нашей галактики воздействуют на них, разрушая и вытягивая в длинные потоки звёзд, газа и пыли. По этим потокам можно косвенно определить, какая масса у нашей галактики и как она распределена. Новый поток, названный потоком-сиротой, поскольку у него не было явного источника, был найден в 2006 году.
Звёзды в нём были старыми с низкой металличностью, и похоже, что карликовая галактика, обратившаяся в этот поток, имела массу примерно от 10 в пятой степени до 10 в девятой степени солнечных масс. Достаточно большой разброс значений, вы не находите? И уточнение можно и нужно было сделать.
Для этого решили применить распределённую систему добровольных вычислений Milky Way at Home. 26,000 домашних компьютеров, входящих в эту сеть, дали суммарную мощность, сопоставимую суперкомпьютеру на полтора петафлопс. Не то чтобы очень много: например, суперкомпьютер Ломоносов два из ИМГУ имеет пиковую мощность в 2,5 петафлопс и занимает примерно 240 место в мире. Однако Milky Way at Home успешно решил поставленную задачу.
Он смоделировал многомиллиардную летнюю эволюцию множества карликовых галактик разнообразных форм, размещённых в гравитационном поле Млечного Пути, и выбрал из них ту, которая в итоге совпала с наблюдаемым потоком-сиротой. Это позволило уточнить массу исходных карликовых галактик в 2 на 10 в седьмой степени солнечных масс. При этом тёмной материи в ней было 9 на 10 в пятой степени солнечных масс. А взаимодействия галактик начались 3,6 миллиарда лет назад, примерно тогда же началась эволюция жизни на Земле.
Это, конечно, удивительно и ценно. И как никогда ранее, участие России в подобных и других научных проектах под угрозой. Впервые учёные представили миру искусственный органический нейрон. Эта нервная клетка может быть интегрирована в живое растение при помощи искусственного синапса.
Нейрон и его синапс, то есть, вместо контакта нейронов, напечатаны из органических электрохимических транзисторов. Растению, которому подключили нейрон, была венерина мухоловка. Этот хищник в качестве декоративного растения всё чаще появляется в наших домах. Сигнал от искусственного нейрона заставил мухоловку сомкнуть свои челюсти, хотя в них не попала муха.
Органические транзисторы могут проводить как электроны, так и ионы. В растениях же механизм активации действия основан, естественно, на ионах. Для того чтобы запустить ионный механизм, достаточно было лишь небольшого сигнала в 0,6 вольта. Эта новая работа основывалась на предыдущих экспериментах с напечатанными на пластиковой подложке биосовместимыми электрохимическими транзисторами, которые могли проводить как положительные, так и отрицательные заряды.
Несколько таких транзисторов на общей подложке образовали нейрон синапсом. Интересно, что эта система способна к обучению и сохранению информации, что приводит к более эффективному производству сигналов. Таким образом, получилось показать, как можно управлять биологической системой при помощи искусственной органической системы, составляя их, говорить буквально на одном языке.
Возможно, в будущем системы нейроинтерфейсов "мозг-компьютер" получат новое видение именно благодаря этой разработке. Обычная бактерия — это прокариотическая клетка в несколько микрометров. Внутри клетки в цитоплазме плавает чаще всего кольцевая ДНК. В этом отличие бактерии-прокариот и эукариот, у которых ДНК содержится в изолированном ядре.
Встречаются, конечно, бактерии с отклонениями от микрометровых размеров, и некоторые бактерии можно увидеть прямо-таки невооружённым глазом. Но недавно учёные описали уж совсем выдающуюся бактерию. Ещё десять лет назад в мангровых лесах Гваделупы учёные нашли длинные нити, видимые невооружённым глазом.
И только через пять лет они поняли, что это не скопление клеток, а единая клетка, очень большая, в среднем достигающая сантиметр в длину, а то и двух, то есть в 5000 раз больше, чем обычная бактерия. Но самую большую странность обнаружили ещё позже, когда провели ряд исследований и сканирование электронными микроскопами. В общем, клетка оказалась разделена на два отделения, что не свойственно прокариотам.
В первом содержалось ДНК и рибосомы, и оно было отделено мембраной от второго, занимающего более 70% объёма клетки, в котором содержалась вода и всё остальное. Такая структура сильнее похожа на эукариот, у которых есть отдельные органеллы. ДНК бактерии была очень длинной — 11 миллионов пар нуклеотидов, 11 тысяч генов, при том что в среднем у бактерий геном занимает 4 миллиона пар нуклеотидов.
Бактерию назвали Magnifica и поместили в родственные маргарита, в котором уже имелись найденные в 1999 году бактерии, достигающие почти что одного сантиметра и имеющие внутри гигантскую вакуум с водой. Эта бактерия несколько пошатнула представление о прокариотах и эукариотах и заставляет задуматься о неких промежуточных стадиях.
Китайский луноход "Юйту-2" обнаружил на поверхности Луны объекты, которые выглядят как два стеклянных шарика диаметром 1,5 и 2,5 сантиметра. У учёных есть объяснение этому: либо здесь постаралась вулканическая активность, которой Луна была подвержена на заре своего существования, либо это результат воздействия упавшего метеорита. Это вполне вероятно, учитывая, что находка сделана в кратере Фон Кармана, размер которого почти 190 километров, и сам он расположен внутри целого ударного бассейна Южный полюс Итека, самого большого кратера Луны размерами в 2400 километров в диаметре и глубиной 8.
Стеклянные шарики обнаруживались на Луне и до этого, правда, они были в основном размером всего лишь в несколько миллиметров. Во время миссии "Аполлон-16" были найдены такие же по размеру и даже крупнее шарики, но все они были мутные. Но эти объекты прозрачны и блестят. Если они образовались от удара метеорита, то, может быть, столкновение расплавило минералы и расплескало их вокруг эпицентра, а затем капли застыли в самой естественной для жидкости форме — шарообразной.
Вот только лунный реголит за десятки тысяч лет всё покрывает сантиметровыми слоями. Это значит, что либо удар был нанесён сравнительно недавно, либо что-то способствовало поднятию шариков на поверхность, например, те же самые столкновения метеоритов. В любом случае, если бы нам удалось изучить эти шарики, они бы что-то рассказали об истории Луны.
Лучше новостью предыдущего выпуска вы определили новость про то, что "Модерна" приступила к первой стадии клинических испытаний нового мРНК вакцины от ВИЧ. Ключевой особенностью вакцины является направленность на выработку нейтрализующих антител широкого спектра действия. Именно такие антитела считаются основными для успеха вакцинации.
Новость важна сама по себе на фоне обнаружения более агрессивной формы ВИЧ. У пациентов из Нидерландов, Швейцарии и Бельгии обнаружили новый тип вируса, варианта B. Он характеризуется наличием более чем в три раза большего количества вирусных копий, то есть большей вирусной нагрузкой на ранних стадиях, а также меньшим количеством Т-клеток основных мишеней вируса. То есть течение инфекции, которое обычно люди проходят за несколько лет, эти люди прошли за 9 месяцев.
Почему появился такой штамм — из-за лекарств или по другим причинам — сказать сейчас нельзя. Но выяснилось, что такой тип вируса у одного из пациентов был зафиксирован ещё в 90-х. Остальные люди попали в базы в 2000-х. Смертность от нового типа не обязательно будет повышенной, если вовремя выявлять вирус и начинать терапию.
Ну что ж, а на этом на сегодня всё. Большое спасибо вам за просмотр и за ваше внимание. Возвращаясь ещё раз к теме войны, мы понимаем, что сделанного уже не изменить, но мы можем остановить и минимизировать потери и разрушения. Мы можем сделать что-то, что сократит изоляцию России в том числе в научной и технологической сфере. Молчать сейчас нельзя.
Ну что ж, надеюсь, что до скорых встреч! Пока!