Биология

Перелом кости является одной из самых распространенных травм, которые чаще всего довольно легко лечатся без необходимости в хирургическом вмешательстве или использовании специальных металлических, костных или керамических имплантов. Однако в особо тяжких случаях без этого не обойтись. Как и любое другое инвазивное вмешательство, подобное лечение сопряжено с рядом рисков как в процессе вмешательства, так и во время восстановительного периода. Ученые из Швейцарской высшей технической школы Цюриха разработали гидрогелевые имплант, состоящий на 97% из воды и изготавливаемый с помощью лазера, которые может стать крайне эффективной заменой классических имплантов для лечения сложных переломов. Как изготавливался этот имплант, как именно он работает, и насколько он эффективен? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Защитимся от вирусов!

Представьте мир, в котором Covid, ВИЧ, гепатит и герпес — это не болезни, а исторические факты. Мир, где сезонный грипп не валит с ног, а новые пандемии просто не могут начаться, потому что вирусы не могут размножиться.

Давайте посмотрим на проблему с высоты птичьего полёта и предложим решение, которое заставит эволюцию вирусов отстать от человечества на миллион лет.

Исследователи совершили прорыв в нейробиологии, успешно реконструировав динамичное видео исключительно по активности клеток зрительной коры мыши. Пока животные смотрели черно-белые ролики со спортивной гимнастикой и рестлингом, алгоритм считывал вспышки кальция в восьми тысячах нейронов и покадрово восстанавливал увиденное. Технология достигла беспрецедентной точности: на итоговых кадрах можно различить силуэты людей и контуры предметов. Это приближает науку к пониманию того, как именно мозг искажает физическую реальность.

6 декабря 2025 года издание News.ru опубликовало интервью «Есть еще переработка борщевика: «зеленой чуме» нашли применение», где журналисты поговорили с основателем Фонда по борьбе с борщевиком Виталием Дружининым. В нем была затронута тема переработки печально известного борщевика Сосновского, который, по словам эксперта, захватывает по 10-15% территорий в год.

Помимо применения гербицидов, глава Фонда предлагает перерабатывать борщевик. Дело в том, что в данном растении, по словам Дружинина, содержатся волокна, которые длиннее хлопка в пять раз. Утверждается, что качество позволяет производить из него и одежду, и бумагу.

В середине XVI века печатный станок уже превратил знания, в том числе и медицинские, в товар массового спроса. Появились недорогие брошюры на немецком, французском, английском, итальянском. Их составители поясняли, как справляться с зубной болью, камнями в почках, выпадением волос, кожными воспалениями и прочими напастями. Такие сборники адресовались простым людям — тем, кто жил далеко от врачей и/или не мог платить за их услуги.

Читатели относились к ним практично. Открывали нужную страницу, смотрели рецепт, шли собирать травы или покупать редкие ингредиенты, делали отвар или крем и применяли их. Через несколько дней или недель, если выживали когда становилось ясно, подействовало или нет, возвращались с пометками. Современные ученые со всем этим ознакомились и выложили в Сеть свое исследование. 

Человеческий разум традиционно изучается через взаимодействие с себе подобными. Но как его формировали нечеловеческие агенты, такие как животные?

К примеру, почему люди любят животных, но также хотят их есть? Хотя эмпатия к добыче на первый взгляд кажется парадоксальной, предполагаемая эволюционная связь между эмпатией и теорией разума может дать продуктивный путь для выяснения его происхождения. Рассмотрим случай, когда теория разума применяется к животным, чтобы лучше понять или предсказать их поведение (точно так же, как она применяется к другим людям): признание того, что животное или другой организм обладает разумом, подобным собственному, немедленно открывает линии эмпатии от человека к животному. Парадоксально, но факт: наша способность распознавать ментальные миры наших жертв позволяет нам лучше предсказывать их поведение и соответственно лучше их ловить или если мы жертва, то лучше защищаться. 

И это лишь один из аспектов взаимодействия людей с другими животными, который мог играть участие в развитии интеллектуальных способностей нашего вида. Следующий аспект вытекает из предыдущего, понимания жертвы недостаточно, требуются действия и часто обманные, поскольку агенты ведь тоже имеют разум. Обманные действия, способствующие охоте, принято называть агрессивной мимикрией. Камуфляж, маскировка запаха, наживка, вокальная имитации птичьих вокализаций и другие акустические приманки подпадают под определение агрессивной мимикрии. Ранние формы обмана по отношению к добыче могли послужить основой для дальнейшего обмана между людьми. 

Если вы интересуетесь наукой или посещали мотивационные тренинги, то вы, возможно, видели или слышали об эксперименте «Обезьянья лестница», который еще называют «Эксперимент ‘5 обезьян'» или «Обезьяны, бананы и лестница». Если вы не слышали о нем, вот его краткое описание: группа ученых помещает пять обезьян в комнату, в центре которой находится лестница, а на лестнице — банан. Вскоре одна из обезьян пытается достать банан, но как только это происходит, входит ученый и опрыскивает всех обезьян ледяной водой из шланга. Если любая другая обезьяна пытается достать банан, происходит то же самое, и так продолжается до тех пор, пока все обезьяны не отказываются доставать банан.

В этот момент ученый меняет мокрую обезьяну на сухую, которая понятия не имеет, что происходит в комнате, и, вероятно, недоумевает, почему все такие мокрые и злые. Новая наивная обезьяна замечает банан и пытается его достать, но вместо того, чтобы ученый полил ее из шланга, остальные 4 мокрые обезьяны бьют его, не давая дотронуться до лестницы. Одна за другой остальные мокрые обезьяны заменяются сухими, и каждая из них пытается достать банан, но ее жестоко останавливают другие обезьяны.

В конце концов дело доходит до того, что в комнате не остается ни одной мокрой обезьяны, а есть только сухие. Но они все равно не пытаются схватить банан, думая, что в этом случае случится что-то плохое.

Ряд новых исследований проливает свет на один из важнейших этапов в истории жизни: эволюцию сложных клеток из более простых, произошедшую два миллиарда лет назад. В океанах и на суше учёные обнаруживают редкие переходные микроорганизмы, которые заполняют этот промежуток.

Различия между сложными клетками, в том числе клетками человеческого тела, и простыми микробами, такими как кишечная палочка, разительны. Сложные клетки состоят из множества отделений, или компартментов; одно из них, известное как ядро, хранит ДНК; другие, называемые митохондриями, содержат ферменты, которые вырабатывают энергию для клетки. Внутри сложных клеток находится сеть нитей — цитоскелет, который позволяет им менять форму и передвигаться, перестраивая свои элементы.

У кишечной палочки нет ничего из перечисленного: ни скелета, ни митохондрий, ни ядра.

Подростковый возраст сам по себе сопровождается социальными конфликтами. Новое лонгитюдное исследование показало, что агрессия влечет физические последствия. Наблюдая за 121 человеком в возрасте от 13 до 30 лет, ученые обнаружили, что подростковая агрессия, а именно частые вспышки гнева по отношению к сверстникам или родителям – мощный фактор, предсказывающий ускоренное биологическое старение.

«Если я дам людям диагностический инструмент, который позволит им получить ребёнка, у которого в три раза выше шансы поступить в MIT, я думаю, что люди будут заинтересованы».

Хотя это звучит как фраза из научно-фантастического фильма, на самом деле это цитата Стива Хсу, профессора физики Мичиганского государственного университета и соучредителя Genomic Prediction — компании, которая предлагает родителям новую технологию под названием полигенный отбор эмбрионов.

В фильме 1997 года «Гаттака» мышление, отражённое в высказывании Хсу, привело к антиутопии, где дети зачинались в лабораториях, а общество делилось на генетически обеспеченных и необеспеченных. Когда фильм только вышел, репродуктивные технологии, изображённые в нём, были научной фантастикой, но сегодня они быстро становятся научной реальностью.

Данная статья была впервые опубликована в июле 2024 года. В ней освещается эффективный метод социального освобождения — построения общества без угнетения и отчуждения — состоящий в том, чтобы привлечь к этой проблеме сильный искусственный интеллект. За прошедшее время статья не потеряла актуальности.

Поскольку изначально может возникнуть вопрос о самой необходимости такого освобождения, в статье кратко освещаются проблемы современного мира и их масштаб. Ввиду того, что в короткой публикации показать их всецело не представляется возможным, крайнюю важность приобретают ссылки на источники, которые и приведены. Также поскольку метод, о котором идет речь заявлен эффективным, кратко разъяснены иные методы освобождения и их неэффективность. Обоснование таких выводов о них также можно найти в источниках, на которые даны ссылки. Разъясняется, почему для этого необходим искусственный интеллект, обладающий сознанием. Освещаются механизмы сознания биологического существа и возможности его реализации у искусственного интеллекта. Разбираются угрозы искусственного интеллекта. И освещаются сами перспективы освобождения.

Стоит признать, что раскрытие механизмов сознания дано недостаточно полно. Хотя социальный характер некоторых из них показан, претензия на освещение механизма воли была неуместна. Тем не менее, текст статьи остался без изменений. Ныне недоступные ссылки были заменены на работающие.

Как одна клетка эволюционирует в сложную сеть из 170 миллиардов клеток без участия центрального «менеджмента»? Раннее это объяснялось теорией химической сигнализации, охватывающей системы организма. Но нейробиологи предложили иную теорию, что оспаривает устоявшееся убеждение.

В этой статье решим следующую задачу с МХТ 2023:

Второе начало термодинамики "нарушается" практически во всех биологических системах,цена тому— энергия в виде молекул АТФ. Рассмотрим следующую ситуацию: транспортный белок кинезин способен за счёт энергии АТФ переносить из одной везикулы в другую определённое вещество.В исходной везикуле оно находилось в быстро устанавливающемся равновесии с другим веществом.При переносе порции вещества из одной везикулы в другую равновесие реакции смещается,и в одной везикуле происходит выделение тепла,а в другой — поглощение.Возможен ли такой“холодильник”в живой клетке?Как будет зависеть его КПД от выбора реакции и концентраций веществ?Сравните КПД"биологического холодильника"с КПД домашнего холодильника(около 60%).

Мной было предложено следующее решение:

Нарисуем схему этой задачи(её физическую модель):

Когда мы с друзьями собирались с ночевкой у меня дома, то неизменными спутниками были: старые ноуты, КС 1.6 и холодильник, забитый колой. Само собой, профессиональные киберспортсмены часто прибегают к сладки энергетикам или таблеткам кофеина, чтобы вывозить изнурительные тренировки. Но более здоровая альтернатива уже под рукой! Исследовательская группа обнаружила, что потребление несладкой, но сильно газированной воды помогает игрокам поддерживать концентрацию внимания, снижать когнитивную усталость и получать больше удовольствия от игры по сравнению с употреблением простой воды. Сама газировка менее вредна, в сравнении с энергетиками.

В вашем черепе находится большой орган, который мы называем мозгом. В течение последних ста лет ему уделяется особое внимание как центру исследования человеческой природы и поведения.

Большая часть нейроцентрической когнитивной революции, начатой Мински и Хомским с использованием первых компьютеров, по-прежнему доминирует во многих гуманитарных науках. Когнитивно-поведенческая терапия, нейроматричная модель боли Мелзака и даже терапия переработки боли — все они уделяют (на мой взгляд, неоправданное) внимание мозгу.

Находится ли человеческое сознание в мозге? Это всё равно что спросить: находится ли полёт в крыльях птицы?

Однако если внимательно посмотреть на нашу нервную систему, можно увидеть, что нейронные кластеры распределены по всему телу. Человеческие вычислительные процессы точнее представлять как распределённые, а не централизованные.

В этой статье рассмотрим следующую интересную задачу с МХТ 2022:

В мифологиях есть много разнообразных версий происхождения и развития мира вокруг нас, но сейчас наши знания стали куда конкретнее. Одним из значимых событий в истории планеты была так называемая кислородная катастрофа. Тогда в атмосфере Земли начал образовываться кислород, и это определило как дальнейшее развитие жизни, так и последующее образование новых минералов. Предположим, однако, что в то время эволюция пошла по другому пути, организмы начали бы выделять не кислород, а хлор, и вместо кислородной катастрофы произошла хлорная. Опишите, какие минералы могли бы сформироваться к настоящему времени, и каким образом бы это произошло.

Мной было предложено следующее решение:

,,Кислородная катастрофа" произошла в самом начале протерозоя около 2,5 млрд лет назад. Это связано с деятельностью фотосинтезирующих бактерий. Кислород резко стал накапливаться в атмосфере.

Что такое жизнь? Чем живая материя отличается от неживой? Эти вопросы вряд ли волновали древнего человека, который одухотворял всё, что движется и реагирует на внешнее воздействие. Нам свойственно проецировать свой разум на природные явления и верить, что всё в мире происходит по воле духов или богов. Но постепенно в окружающем хаосе люди стали замечать закономерности, которые сегодня называют законами физики. Стало ясно, что неодушевлённые предметы подчиняются только этим законам, а одушевлённые обладают каким-то особым свойством, которое делает их поведение целенаправленным. Аристотель и другие античные философы полагали, что основное отличие живых объектов от неживых – это способность инициировать движение. Такое объяснение многих устраивало, пока наука не открыла, что поведение живых существ определяется всевозможными внешними и внутренними факторами, а не их свободной волей. Учёные не обнаружили никакой особой физики, лежащей в основе жизни, и для определения этого феномена им пришлось выдумывать расплывчатые признаки вроде дыхания, роста, выделения, самовоспроизведения и реакции на раздражители. Вместе с тем возобладала позиция редукционистов, отрицавших фундаментальность жизни и считавших её «химическим мусором», случайным побочным продуктом звёздной эволюции. И только в XXI веке появились теории, объясняющие, чем уникальна жизнь и каково её место в истории Вселенной.

Давайте поговорим о современных носимых устройствах. Самые известные из них — это, конечно, умные часы, фитнес-браслеты, наушники и умные кольца. Новая волна популярности умных колец связана с добавлением в них новых функций и интеграцией с ИИ.

Многие люди скептически относятся к подобным гаджетам, но мы постараемся объяснить, для чего они нужны и как ими правильно пользоваться. Мы обсудим сенсоры, которые измеряют показатели нашего тела, чтобы помочь нам следить за здоровьем, поддерживать форму и достигать желаемых спортивных результатов.

Одной из самых важных задач медицины является не лечение заболеваний, а их предотвращение. Чем раньше будет проведена успешная диагностика, тем быстрее будут приняты необходимые меры, предотвращающие развитие заболевания. Проблема в том, что далеко не все недуги имеют выраженные и заметные симптомы на ранних стадиях, а когда они проявляются, то может быть поздно. К таким относится онкология, которая может долгое время развиваться, не давая о себе знать. Ученые из Университета Тунцзи (Шанхай, Китай) разработали световой датчик, способный обнаруживать чрезвычайно малые количества биомаркеров рака в крови пациента. Из чего сделан данный сенсор, как именно он работает, и насколько он точен? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Расшифровав человеческий геном (им, кстати, был геном самого Джеймса Уотсона, одного из авторов модели двойной спирали ДНК), ученые недолго довольствовались результатом. Наука концентрировалась на больших генах, кодирующих крупные белки длиной в ~300 аминокислот, но обнаружилось, что такие гены занимают всего ~1–2% ДНК. Все остальное, по логике экономии объяснений, решено было считать «мусором» — junk DNA, накопившимся побочным продуктом эволюции.

Еще до открытия структуры ДНК Уотсон и Крик наблюдали случаи, когда темный протеом (или «темная материя генома», по выражению журналиста New Scientist) вел себя далеко не пассивно. А через полвека обнаружилось: то, что считали шумом и мусором, скрывает миллионы smORF (малых открытых рамок считывания), способных кодировать небольшие белковые соединения — микропротеины.

По разным оценкам, в человеческом геноме может существовать ~3 млн таких потенциальных микробелков. Экспериментально подтверждено — лишь ~1 200. Функции известны и того меньше. Было очень мало способов понять, какие из них действительно важны.