Землетрясения в Турции – что дальше? Восприятие времени. Нейросеть и экзамены. Новости QWERTY №247
Всем привет! Вы смотрите научно-популярный канал QWERTY. Меня зовут Владимир. Неделю назад два землетрясения унесли тысячи жизней в Турции. В Сирии разрушили множество домов и поставили на грань выживания множество семей.
В первом блоке новостей науки за предыдущую неделю расскажем о том, почему это случилось и чего можно ожидать далее. Максимальная магнитуда землетрясения составила 7,8 балла по шкале Рихтера. Некоторое время наблюдались остаточные толчки. В пятницу трясло на границе Казахстана и России, а на выходных случилось землетрясение в Индонезии.
Причины землетрясения называют взаимодействие арабской тектонической плиты, движущейся на север, и анатолийской плиты относительно друг друга. Они в момент землетрясения сдвинулись примерно на три метра. Их трение уже вызывало сильное землетрясение ранее, например, 13 августа 1822 года. Тогда магнитуда составила 7.4, а автор шоки длились еще на протяжении года.
Почему это произошло именно сейчас, сказать сложно. В этом вся проблема предсказания землетрясений. Однако произойти это должно было рано или поздно. Дело в том, что по линии соприкосновения плиты не двигаются относительно друг друга. День за днем они как бы цепляются и держатся вместе, но в этих местах нарастает напряжение за счет перемещения остальной массы плит.
В какой-то момент это напряжение превышает силу трения и происходит сдвиг. Аравийское и анатолийская плиты ежегодно в целом смещаются относительно друг друга примерно на полтора сантиметра. Если разделить три метра сдвига на полтора сантиметра, то получим как раз примерно 200 лет нарастания напряжения. Поэтому можно без преувеличения сказать, что подобное происшествие в будущем будет происходить. Вопрос в том, когда.
Также, возможно, сильных автор шоков, последствия от которых могут быть даже еще более разрушительными, будут сохраняться на протяжении недель или даже месяцев. К большому сожалению, наука сейчас не способна точно предсказывать землетрясения, и в лучшем случае мы узнаем о них за минуты до того, как они случаются. И хорошо, если в сейсмически опасных регионах существуют системы смс-оповещения или звонков, которые позволяют людям собраться буквально за секунды и выйти из зданий.
Что же, переходим к остальным новостям этого выпуска. И как обычно, все ссылки на источники и подробности в описании. [музыка]
Предвкушаю ваш вопрос: нет, нейросети сейчас не способны предсказывать землетрясения, хотя инженеры возлагают на них очень большие надежды в будущем. Вот зато где они преуспели, так это в образовании и обучении. Например, сообщается, что чат GPT сдал медицинский экзамен на право работать врачом в США.
Мало того, что она ответила на 89 процентов вопросов из теста на 350 медицинских задач, так еще и оказалось, что нейросеть сделала по крайней мере одно важное открытие при установке диагноза, которое было новым, неочевидным и клинически достоверным. Отмечу, что этот экзамен является одним из самых сложных медицинских экзаменов в мире, и проходной балл на него — 60 процентов.
Нет, нейросеть не пошла работать врачом, но зато теперь очевидно, что она может стать очень хорошим подспорьем в обучении специалистов. А вы знакомы с мимозой стыдливой? Она умеет быстро-быстро реагировать на прикосновение и сжимать свои листочки. Согласитесь, что в общем и целом такое поведение не свойственно для растений, если они не из фангорна. Ну или не хищные насекомоядные.
Причем, если для винерных мухоловок понятно, почему нужна быстрая реакция, то для мимозы до конца эта потребность не объяснена. Может быть, она маскируется под колючки и таким образом защищается от насекомых. Зато сейчас ученые в деталях выяснили, как она это делает. Все начинается с рецепторов.
Прикосновение заставляет рецепторы срабатывать, а это, в свою очередь, запускает изменения концентрации ионов кальция в клетках листовых подушечек. Они находятся как раз у края листа и отвечают за его движения. Сигнал от рецепторов приводит к быстрому поступлению воды в эти клетки, они разбухают и закрывают листья. Это в общем и целом было известно и ранее, но сейчас, благодаря электронной микроскопии, стало понятно, что строение этих клеток в целом очень необычное.
Во-первых, вокруг клеток листовых подушечек имеется каркас из микрофибрил нитей, опутывающих клетку со всех сторон, кроме одной, той самой, в которую нужно расшириться, выдавится, чтобы привести лист в движение. Во-вторых, в клетках есть множество микропор. На некоторых участках поступление или отток воды с их помощью идет гораздо быстрее, чем в обычных клетках.
И в-третьих, эти клетки собраны в структуры, чем-то напоминающие гармошку, что добавляет скорости движению. Не то чтобы совершенные, но все-таки растительные мышцы. Напрячь можно, расслабить. Интересно, когда это свойство будут использовать уже в робототехнике.
Не так давно мы рассказывали о том, что ученые смогли разместить человеческие нейрорганоиды в мозге трех семидневных крысят. Сгусток человеческих клеток увеличился в объеме, интегрировался в мозг крысы с успешностью 81 процент и научился принимать и передавать нервные импульсы. Человеческие клетки из органоида смогли дифференцироваться, однако не смогли организовать слои, именуемые нейрокортикальным расслоением.
Такое расслоение присутствует в нормальном крысином мозге, то есть клетки остались в целом сгустком, а не частью коры мозга. Теперь ученые продолжили свои эксперименты. Резон очень простой. Представьте, сколько существует людей с повреждениями мозга, и далеко за примерами даже ходить не нужно — инсульт.
Так вот, из таких нейрорганоидов можно выращивать заплатки и интегрировать их в кору мозга в новых экспериментах. Поэтому у крыс предварительно повредили часть зрительной коры, а затем пересадили человеческие 85-дневные нейрорганоиды к поврежденным участкам. Чтобы различать человеческие и крысиные клетки в органоидах, заставили экспрессироваться флюоресцентный белок, то есть клетки были немного модифицированы.
Разумеется, пришлось подавлять иммунитет крыс, чтобы не началось отторжение. Ожидаемо, за три месяца нейрорганоиды прижились в коре крысиного мозга. Все как полагается: появилась сосудистая сетка, сам органоид прибавил в размерах, но интересно, он стал походить на зрительную кору по составу и структуре, а заодно пустил неровные связи в разные отделы крысиного мозга. Структуры и состав, правда, были человеческими, а крысиными. Но это и ожидаемо: от осинки не родятся апельсинки.
Гена в обмена там все-таки не случилось. А вот что там случилось, так это обмен сигналами между нейронами. Нейроны нейрорганоида принимали зрительные сигналы. Если крыса смотрела на экран с мигающими огнями и чередующимися вертикальными и горизонтальными полосами, то органоиды получали сигнал восприятия. Человеческого органоида отличалось от того, как если бы такой же сигнал воспринимался обычным крысиным мозгом: в реакцию включалась меньше нейронов, амплитуда сигнала была уже, зато их продолжительность больше.
Однако разницу между направлением полос человеческий органоид считывал так же, как и крыса с неповрежденным мозгом. Получается, что пересаженный органоид подменил собой поврежденные участки и взял на себя их функции, по крайней мере, это логично. А это хороший знак, и в дальнейшем ученые планируют продолжать эксперименты и пересадить такие органоиды в моторную кору и, может быть, даже провести эксперименты на людях.
Ничто не воспринимается так по-разному, как время. Оставим за бортом философские вопросы о природе времени, о том, откуда оно берется. Я вам расскажу о том, почему детьми она воспринимается иначе, чем взрослыми. Для взрослого увлекательный фильм может промелькнуть перед глазами, а для ребенка он будет казаться очень длинным.
Кстати, примерно такая же история, если говорить про крупные промежутки, вроде календарного года. То здесь существует примерно вот такое объяснение: для ребенка год — это очень большая часть его жизни, 1/5 или 1/10, в зависимости от возраста. Он длится долго, а для взрослого это относительно небольшой промежуток, ну там одна 40, и он пролетает быстро. Но есть способ проверить относительность времени для более коротких промежутков, и его реализовали в следующем эксперименте.
Нескольким группам взрослых, детей от 4 до 5 лет и детей от 9 до 10 лет показывали анимационные фильмы одинаковой продолжительности и визуального стиля. Однако в одном было много событий, а во втором его не было. Там была просто уплывающая в закат лодка. Затем участников попросили указать, а какой фильм для них показался более длинным.
Самые маленькие дети в основном указывали на фильм с событиями как на более длинный, взрослые более длинным считали монотонный фильм. А точка изменения сознания располагается около 7 лет. Примерно в этом возрасте дети меняют мнение и начинают считать безсобытийный фильм более длинным. Но почему?
Очевидно, что здесь определенную важную роль играют события в фильме. Тогда события связаны с восприятием времени. У вас в голове есть нейроны, отвечающие за чувство времени. Они будто бы тикают. Там же есть нейроны, которые со временем затухают, и вместе они помогают нам прикинуть, сколько прошло минут или даже часов с какого-то события.
Но в этом эксперименте работали не они. Тут дело скорее не в нейробиологии, а в психологии. Когда мы маленькие, время воспринимается нами через количество событий. Активный фильм кажется нам длиннее, взрослее. Мы знакомимся с концепцией абсолютного времени, со всеми этими часами, минутами и будильником в школу. Наша деятельность теперь соотносится с этим временем, внутреннее чувство времени теперь корректируется взглядом на часы.
Ну или сопоставлением продолжительности одного события с другим. Но когда мы смотрим увлекательные ролики, выкинув все отвлекающее из головы, мы не смотрим на часы. А если мы смотрим нудный ролик, то хочется отвлечься, подумать о делах насущных. И это как сопоставление с чем-то еще, как тик тактов часов.
Мой отец говорил мне: "Нет ничего хуже, чем ждать и догонять". В случае ждать ты то и дело смотришь на часы, и тебе кажется, что время идет медленнее. Так что в какой-то степени восприятие времени диктуется тем, успели ли мы ближе к школьным годам ознакомиться с концепцией абсолютно внешнего по отношению к нам времени или еще нет.
В этом видится и благословение, и проклятие рода человеческого. Лучше новостью предыдущего выпуска вы признали новость про то, что люди и дельфины сотрудничают во время рыбалки. Оба вида выигрывают от совместных действий. По закону кефали на юго-востоке Бразилии ученые засняли взаимодействие со множества ракурсов: дронов и подводных аппаратов, а также определили, что ведущая роль здесь у дельфинов.
Интересно то, что этот процесс — культурная традиция, передаваемая из поколения в поколение на протяжении 140 лет. На фоне того, что в других уголках земли подобное взаимодействие сходится на нет, ценность бразильской традиции только возрастает. Но и она может исчезнуть, если, например, что-то случится с популяцией кефали, которая продолжает сокращаться, или кто-то из хищников потеряет интерес.
Также исследователи заявляют, что подобное поведение характерно не для всех дельфинов, а только для конкретной популяции, обитающей в этой локации. Ну что ж, а на этом на сегодня все. Большое спасибо вам за просмотр. Мне будет приятно, если вы поделитесь этим видео со своими друзьями, поставите ему лайк и подпишитесь на QWERTY, если вы этого еще не сделали.
И как обычно, проголосовать за самую интересную новость выпуска можно в нашем Telegram-канале. Все ссылочки в описании. И до скорых встреч. Пока! [музыка]