Мону Лизу «расшифровали»
Если смотреть на знаменитое полотно подолгу, начинаются чудеса: едва заметная улыбка то появляется, то исчезает, то она кажется ироничной, то грустной.
Луис Мартинес Отеро и Диего Алонсо Паблос из Института неврологии в Аликанте решили выявить все тонкости в восприятии Джоконды. Они попросили 20 добровольцев смотреть на портрет в разных условиях, а сами тем временем точно измеряли направление взгляда. Потом испытуемых опрашивали, видели ли они улыбку.
В первой серии опытов люди смотрели на картину с разного расстояния либо наблюдали репродукции разного масштаба. Так, выяснилось, что улыбка не чувствуется при малом формате полотна либо при разглядывании его издали. Но чем ближе подходили добровольцы к снимку, тем с большей вероятностью обнаруживали улыбку. Это, по мнению ученых, означает, что в восприятии «всплывающей» улыбки активно участвует центральное зрение.
В других опытах выяснилось, что, если люди, указавшие позже на наличие улыбки, смотрели на Джоконду более минуты, взгляд их сосредотачивался на левом краешке губ Моны Лизы. Это вроде бы укрепляло ученых во мнении о важной роли центрального зрения. Но в то же время если узнавшие улыбку смотрели на портрет только доли секунды, то их взгляд, как оказалось, сосредотачивался на левой щеке, а значит, сама улыбка перемещалась в периферийную зону зрения.
Получалось, что разные клетки в глазу по-разному реагируют на тонкие детали портрета. Чтобы прояснить это, опыт усложнили. Перед демонстрацией изображения испытуемым в течение 30 секунд показывали черный либо белый экран. Во втором случае улыбка обнаруживалась намного чаще. И исследователи объяснили это так.
По организации рецептивных полей клетки сетчатки делятся на два типа: on-center и off-center. Первые передают сигнал в мозг, только если свет попадает в центральный круг рецептивного поля, но при этом не на его край, вторые — наоборот. При этом оба типа передают очень слабый сигнал, если у них освещены сразу и центр, и край поля.
Это свойство сетчатки позволяет быстрее и четче обнаруживать края объектов, а также отвечает за резкое восприятие звезд — ярких точек на ночном небе или, напротив, черных букв на белой бумаге. Ну а демонстрация экранов временно подавляет один из типов клеток. Белый экран выводит из игры клетки off-center, соответственно, именно клетки on-center ответственны за восприятие улыбки, делают вывод испанцы.
Резюме же таково. Различные клетки сетчатки передают различные категории информации об изображении в мозг. «Иногда один канал преобладает над другим, и вы видите улыбку, иногда другой захватывает превосходство, и вы не видите ее», — говорит Луис.
------------------------------------
Растения помнят «наказы предков»
В результате воздействия негативных факторов среды растения могут не только активизировать свои защитные силы, но даже запасти новые оборонительные стратегии для своих потомков. Об этом говорят результаты экспериментов, проведенных Жаном Молинье из института биомедицинских исследований Фридриха Мишера и его коллегами из Швейцарии и Великобритании.
Стрессовые воздействия (вроде ультрафиолетового излучения или патогенных инфекций) могут стать причиной мутаций в некоторых клетках растений, приводящих даже к перестановке участков ДНК. Исследователи обнаружили, что перестановки в последовательности ДНК растений, подвергшихся опасным воздействиям, наблюдаются довольно часто. Такое явление называется в генетике гомологической рекомбинацией и является защитным механизмом.
Случайно в ходе экспериментов было обнаружено, что у некоторых лабораторных семян кресс-салата было чрезвычайно большое количество клеток, в которых гомологическая рекомбинация имела место. Когда стали разбираться, в чем дело, оказалось, что это семена от растений, подвергавшихся сильным отрицательным воздействиям.
После этого открытия исследователи стали внимательно смотреть, что же именно происходит. Они провели опыты, в которых воздействовали на клетки растений ультрафиолетом или стимулировали их патогенным белком бактериального жгутика. Это привело к защитной гомологической рекомбинации, и такие изменения передались и растениям в следующем поколении.
Оказалось, что, даже если клетки изучавшегося растения не изменялись, у потомства тем не менее происходила гомологическая рекомбинация. То есть растения, как минимум, четырех поколений наследовали склонность к мутации, которая не кодировалась в ДНК. Ученые пока не знают, как передается эта информация.
------------------------------------
Шимпанзе — альтруисты от природы
Эксперимент, проведенный зоологами Киотского университета, показал, что шимпанзе помогают сородичам даже в отсутствие прямой личной выгоды. То есть они более «человечны», чем принято считать.
В статье, опубликованной в журнале «PLoS ONE», описаны подробности эксперимента. Обезьян посадили в две соседние камеры с прозрачными стенками и открытым окошком между ними. Задачей животных было добраться до вкусного приза.
В первом испытании в коридоре, у приподнятой двери одной из камер, исследователи положили пакет сока. Дотянуться рукой до него шимпанзе не мог. И тут в апартаменты сокамерника ученые бросили большую палку – то, что нужно для добычи лакомства.
Увидев инструмент у соседа, находившаяся ближе к соку обезьяна жестами попросила палку, которую сородич охотно ей передал. В результате пары приматов оказывали друг другу помощь в 59 % случаев. Что интересно, шимпанзе помогали сородичам намного чаще, если те об этом не просто просили, а еще и размахивали лапами или кричали. Здесь статистика помощи составляла 75 %.
------------------------------------
Осмос — весомая альтернатива
Начала работу первая в мире электростанция, позволяющая извлекать энергию из разницы в солености морской и пресной воды. Установка построена норвежской государственной компанией «Statkraft» в городке Тофте близ Осло. Гигантский агрегат вырабатывает электричество, используя природное явление осмоса, которое позволяет клеткам наших организмов не терять влагу, а растениям поддерживать вертикальное положение.
Поясним. Если разделить два водных раствора с разными концентрациями солей полупроницаемой мембраной, то молекулы воды будут стремиться перейти в ту часть, где их меньше, то есть туда, где концентрация растворенных веществ выше. Этот процесс приводит к увеличению объема раствора в одном из отделений.
Нынешняя опытная электростанция расположена у устья реки, впадающей в Северное море. Морскую и речную воду направляют в камеру, разделенную мембраной. В отсеке с соленой водой осмос создает давление, эквивалентное воздействию водяного столба высотой 120 метров. Поток идет на турбину, вращающую генератор.
Правда, если вычесть ту энергию, что идет на подпитывающие насосы, то получается, что пока норвежская махина создает очень мало энергии (2—4 киловатта). Отметим, что чуть позже планируется повысить выход до 10 киловатт, а через 2—3 года создать еще одну тестовую версию, вырабатывающую до одного мегаватта энергии.
По оценкам «Statkraft», общемировой годовой потенциал осмотической энергии составляет 1600—1700 тераватт-часов. А это 10 % всего мирового потребления энергии и 50 % энергопотребления Европы. Многие крупные города стоят близ устьев рек, так почему бы им не обзавестись подобными электростанциями? Тем более что встроить такую машину можно даже в подвал офисного здания.
------------------------------------
ДНК-инъекции вернули зрение
Специалисты из медицинской школы университета Пенсильвании и детской больницы Филадельфии при помощи генной терапии фактически подарили зрение слепым от рождения пятерым детям и семерым взрослым.
В эксперименте принимали участие 12 пациентов в возрасте от 8 до 44 лет, страдавших амаврозом Лебера, редкой формой врожденной слепоты, встречающейся у одного человека из 80 тысяч. Ученые использовали генетически модифицированный аденовирус, чтобы вернуть в нормальное состояние ген RPE65, мутация которого является причиной от 8 до 16 % всех случаев амавроза Лебера.
Уже через две недели после единственного укола пациенты сообщили о прогрессирующем улучшении. Тесты показали, что у каждого из двенадцати больных значительно увеличилась светочувствительность, а половину из них даже нельзя теперь юридически классифицировать как слепых.
«Мы будем продолжать следить за этими пациентами, чтобы определить, останавливает ли подобное лечение процесс дегенерации сетчатки, — говорит Альберт Магуайр, ведущий автор исследования. — В ближайшем будущем мы надеемся проверить воздействие генной терапии на другие глазные болезни».
------------------------------------
Находка для офисных «скруджей»
Специалисты Кембриджа разработали методику, которая позволяет удалять текст, вновь делая страницу чистой. Эта технология может привести к значительному сокращению расходов на печать, не говоря уже об экологической выгоде.
Последняя серия экспериментов, которые Томас Коунсилл и Джулиан Оллвуд ставят еще с 2006 года, продемонстрировала, что комбинация растворителей может удалить следы тонера с печатной бумаги без особого для нее ущерба. Лист, прошедший подобную процедуру, пригоден для печати и совершенно обычен на вид, не считая легкого сероватого оттенка.
Эти ученые не первые, кто поднимает вопрос о более экономичном использовании бумаги. Весьма интересный рабочий проект не так давно представляла компания «Xerox». Ее изобретение, однако, приводило к необходимости производства специальной бумаги и необычных чернил. А специалисты из Кембриджа предлагают способ очистки уже существующей бумаги, вышедшей из серийного принтера.
Методом проб и ошибок было обнаружено, что применение смеси 60 % диметилсульфоксида и 40 % хлороформа после дополнительной ультразвуковой обработки делает лист доступным для повторного использования.
Ученые предполагают, что их методика сможет применяться в промышленных масштабах, когда использованная бумага со всего региона свозится на центральный завод для рециркуляции, где ее очищают от тонера и снова пускают в дело. Если же повторная печать не приживется в нынешних экономических реалиях, стараниями ученых ненужной офисной бумаге всегда найдется полезное применение.
