Сон — это новые связи между нейронами
Давно известно, что сон необходим для обучения и памяти. Но теперь ученые разобрались в механизме этой связи. Результаты своей работы они опубликовали в журнале «Science».
Биологи проводили эксперименты на мышах, обучая их различным навыкам. После этого одна группа грызунов могла спать, а другую лишали сна. При проверке навыков выяснилось, что мыши, имеющие возможность спать, гораздо лучше запоминают информацию.
Используя специальную методику, ученые наблюдали за тем, как обучение влияет на появление на дендритах (коротких отростках) нейронов мышей тончайших шипиков, к которым пришвартовываются аксоны (длинные отростки) других нейронов.
Выяснилось, что количество шипиков значительно увеличивается после обучения в группе спящих мышей по сравнению с теми, которым не давали спать.
Это говорит о том, пишет «Gazeta.ru», что сон порождает новые синапсы, контакты между нейронами, и именно поэтому способствует памяти.
-----------------------------------
Берингия глазами лингвистов
Индейцы, живущие вдоль тихоокеанского побережья, и коренные сибиряки, возможно, имеют общего предка — популяцию, обитавшую на сухопутном мосту, который лежит сегодня на дне Берингова пролива. Вывод, сделанный на основании лингвистического анализа, играет на руку гипотезе о том, что переселенцы из Азии в Америку долгое время просидели в Берингии.
Каким образом на свет появились американцы — один из самых острых вопросов современной науки. По одной из версий, выходцы из Азии просто пересекли Берингов пролив и быстро заселили Северную Америку около 15 тыс. лет назад. Другая гласит, что люди жили на Беринговом мосту и в его окрестностях 18—28 тыс. лет назад, когда ледники покрывали бoльшую часть Северной Америки и не было причин туда стремиться, а в Берингии тем временем было много кустарника для костров, сочной травы и, соответственно, дичи. И только тогда, когда последний ледниковый максимум закончился и Северная Америка начала постепенно оттаивать, люди стали выдвигаться на новые места вслед за промысловыми животными.
Лингвисты Марк Сиколи из Джорджтаунского университета и Гэри Холтон из Аляскинского университета в Фэрбенксе (оба — США) решили посмотреть, помогут ли языки пролить свет на историю этих древних миграций. Ученые собрали данные о звуках и структуре слов по обе стороны Берингова пролива. Азию представляла енисейская семья, а именно два языка из Центральной Сибири. Честь Америки защищало семейство на-дене, охватывающее 37 языков, на которых говорят в основном вдоль тихоокеанского побережья Северной Америки, а также в штате Аризона (язык навахо).
Многие из этих языков либо вымерли, либо находятся под угрозой исчезновения. Например, есть сведения, что на кетском языке енисейской семьи говорят только 50 человек.
Итак, с помощью компьютерной программы ученые попытались смоделировать, как эти языки могли быть связаны друг с другом и как их пути разошлись. Вывод: прародиной обеих групп логично считать Берингию, тогда как модели, в которых в этой роли выступала Центральная или Западная Азия (при таком раскладе семьи должны были разделиться до того, как носители на-дене оказались в Америке), хуже соответствуют эмпирическим данным.
По-видимому, носители языков на-дене появились в Северной Америке раньше, чем енисейские языки — в Азии. Наверное, сначала часть жителей Берингии отправились на восток, а уж потом оставшиеся вернулись в Сибирь.
Проблема в том, пишет «Compulenta.ru», основываясь на материалах «LiveScience», что модель дает очень странный результат относительно времени разделения языков — всего 10 тыс. лет назад, то есть когда Америка уже несколько тысяч лет была заселена. Это можно было бы объяснить тем, что первые американские поселенцы были полностью ассимилированы позднейшими волнами и от их языков в современном семействе на-дене ничего не осталось. Но исследователи не доверяют этой датировке и предпочитают ее не обсуждать.
-----------------------------------
Рыба-робот сможет «затесаться»
Специалисты из Массачусетского технологического института спроектировали и построили оригинального робота, который точно имитирует движения рыбы. Необычный робот ловко и быстро изгибается, мгновенно поворачивается и может безопасно работать бок о бок с людьми. Потенциал изобретения очень большой: рыба-робот может использоваться для изучения океана, поиска подводных мин, в качестве вспомогательного инструмента для аквалангистов и т.д.
Рыба-робот имеет мягкий нетравматичный корпус и приводится в движение гидросистемой, которая прокачивает жидкость по гибким трубкам-«мышцам». Он способен менять направление движения за считанные секунды, почти так же быстро, как и живая рыба. Пока в лабораторном прототипе вместо воды в трубках гидросистемы используется углекислый газ, поэтому при движении робот выбрасывает множество пузырьков.
Алгоритм управления рыбой-роботом уже отработан, и машина эффектно выполняет повороты и меняет направление вплоть до 100 градусов. Устройство робота чрезвычайно простое: на каждой стороне рыбы проходит трубка, которая наполняется газом или водой и заставляет тело сгибаться в противоположном направлении. Стоимость подобного робота при массовом производстве будет небольшой. Однако, как всегда, существует проблема источника питания. Для создания роботов, способных сутками работать автономно, необходимы аккумуляторы или другие источники энергии на порядок большей емкости, чем нынешние литий-ионные аккумуляторы.
По мнению разработчиков, сообщает «CNews.ru», такой робот сможет без труда «затесаться» в косяк рыбы и вести исследования непосредственно в естественной среде обитания.
-----------------------------------
Что японцу жизнь продлевает?
Употребление красной рыбы значительно продлевает жизнь, повышает жизненный тонус и улучшает самочувствие пожилых людей. Об этом заявили ученые японского Национального института питания и здоровья, которые завершили цикл специальных исследований (хочется верить, что делалось это не по заказу продавцов красной рыбы).
Оказалось, витамины и микроэлементы, которые в рыбе содержатся, особенно в красной, влияют самым положительным образом на кровообращение в головном мозге, на обмен веществ, а также на прочие функции в организме. Кроме всего прочего, в красной рыбе есть полезные омега-3 жирные кислоты, которые противодействуют развитию артрита.
В конце концов, пишет «Globalscience.ru», оказалось, что люди, которые в пищу употребляют рыбу в нужном количестве, чувствуют себя в 40 % случаев лучше других.
-----------------------------------
Эхолокация: экскурс в историю
Когда киты приобрели способность к эхолокации? Возможно, на этот вопрос ответят недавно обнаруженные останки кита, жившего 28 млн. лет назад. Образец, найденный в относящихся к олигоцену породах Южной Каролины, окрестили Cotylocara macei в честь Мейса Брауна, куратора Музея естественной истории имени Мейса Брауна Чарльстонского колледжа, который приобрел его для своей коллекции около десяти лет назад. Описал экземпляр палеонтолог Джонатан Гейслер из колледжа остеопатической медицины Нью-Йоркского технологического института.
Единственный известный образец раннего зубатого кита состоит из почти полных черепа и челюсти, трех шейных позвонков и фрагментов семи ребер. Экземпляр примечателен, прежде всего, черепом. Хотя мягкие ткани давно разложились, кости черепа несут ряд особенностей (например, обращенную вниз морду и небольшую асимметрию), которые намекают на то, что Cotylocara одним из первых пользовался эхолокацией.
Подтверждают гипотезу полости у основания морды и в верхней части черепа, которые, вероятно, содержали воздушные пазухи, пишет «Compulenta.ru», ссылаясь на материалы «ScienceNOW». «Они, по-видимому, играли важную роль в высокочастотной вокализации, которая характерна для современных зубатых китов», — отмечает г-н Гейслер. Пазухи, возможно, направляли вернувшиеся звуковые волны или хранили воздух, необходимый для производства непрерывного звука.
-----------------------------------
Роботизация человека — вопрос времени
Совсем скоро люди будут способны оцифровывать информацию, загружая свой разум в компьютеры, что позволит человечеству обрести бессмертие. В этом уверен руководитель отдела инжиниринга «Google» Рэй Курцвейл. Он также утверждает, что в будущем биологические части нашего тела постепенно будут заменены механическими и произойдет это уже к 2100 году. О понятии сингулярности и роботизации человечества специалист в области инженерии рассказал в ходе своего выступления на конференции «Global Futures 2045», прошедшей в Нью-Йорке.
Курцвейл отметил в своем сообщении, что «основываясь на консервативных оценках, объем вычислений, которые требуется производить для функционального имитирования человеческого мозга, позволит расширить наш интеллект в миллиард раз». Такую особенность еще называют цифровым бессмертием, поскольку в цифровом виде и мозг, и разум человека можно будет хранить вечно, даже после того, как умрет тело.
Специалист также добавил, что станет возможной замена биологических функций посредством нейронных инженерных технологий. И привел в качестве примера успехи, которые были достигнуты в сфере моделирования мозга в течение последних лет.
Одним из примеров, по мнению Курцвейла, является кохлеарный имплантат, устанавливаемый в ухо. Он, напоминает «Globalscience.ru», восстанавливает слух у глухих людей. Также была упомянута технология, возобновляющая моторику после повреждения нервной системы человека.
