Биология

Я разбирался с ИИ для работы и статей — какой промпт качественный, как западная и китайская школы генеративных моделей разошлись и снова сходятся. Заставлял модели работать лучше, для этого препарировал процесс — и собственные мысли тоже пришлось препарировать. А именно — превращать интуитивные озарения в текстовые алгоритмы. В итоге я начал искать ответы на «Что есть наше сознание, которое мы формализуем?».

В какой-то момент ИИ у меня стал ассоциироваться с Океаном из «Соляриса» Станислава Лема — безбрежным нечеловеческим разумом без соприкосновения с человеческим опытом. Океан мыслит, реагирует, воссоздает целые миры из чужой памяти, как нейронка из промпта. Но полноценный контакт с Океаном не устанавливается, поскольку не за что зацепиться — отсутствует общая система координат. С нейросетями повезло больше: их обучали на человеческих текстах, и точки соприкосновения появились.

Тем не менее ИИ крайне сложно раскрыть тему без конкретики — хотя бы кривой и неполной. На ней можно наращивать содержательные слои, а без нее модель генерирует обтекаемые образы.

Человек же создает конкретику сам для себя. Сознание превращает мир в частный опыт «я». Выдавая конкретику нейронкам, я задумался: почему в нас она возникает автоматически?

Для себя я нашел подсказку: исходная конкретика, из которой строится сознание, — тело. Оно задает специфику восприятия и его границы. Сознание начинается с них. 

Мысль очевидная, и я заподозрил, что до нее кто-то дошел более обстоятельно. Покопавшись, я нашел две работы, которые эту связь между сознанием и телом разбирают куда основательнее — причем с разных сторон.

Мы привыкли думать, что историю человечества можно прочитать по костям и орудиям. Археологи копают, находят останки, сравнивают их с уже известными образцами и постепенно складывают пазл древа эволюции человека. Но иногда прошлое оставляет следы совсем в другом месте — прямо внутри нас.

Недавняя работа команды специалистов из Калифорнийского университета в Беркли показала, что в геномах живущих сейчас людей спрятаны фрагменты от группы, о которой до сих пор не было никаких материальных свидетельств. Ни костей, ни зубов — ничего. Только генетическая память, которую удалось вытащить на свет новым вычислительным методом.

Онкологические заболевания являются одними из лидеров в списке самых смертоносных и трудноизлечимых для человека, особенно при их позднем выявлении. Первопричиной возникновения рака может быть как внутренний фактор (генетика, гормональные изменения и т. д.), так и внешний (вредные привычки, излучение, микроорганизмы и т. д.). Одним из самых агрессивных типов рака является HNSCC (плоскоклеточный рак головы и шеи), который начинается в тканях полости рта и горла. Ученые из Пенсильванского университета (Филадельфия, США) разработали жевательную резинку, способную эффективно бороться с микроорганизмами, которые тесно связаны с HNSCC. Из чего состоит эта чудо-жвачка и как она работает? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Внутри нас живет ИИ, который имеет переменные веса, и еще и за вас решает, что вы хотите или не хотите — радоваться, грустить, есть. Это микробиом кишечника. Ученые уже частично научились читать его как большой биологический датасет. Но путь этот тернист, шумен, и имеет те же проблемы что и небиологическая бигдата. 

В статье разберем, как микробиота нами управляет, что она может рассказать о человеке и как исследователи анализируют этот микро-ИИ, который всегда с нами и внутри нас. 

Есть белок — рестриктаза ЭкоРИ. Она плавает в клетке, натыкается на двойную спираль ДНК и ищет конкретную последовательность из шести нуклеотидов (ГААТТЦ). Нашла — разрезает цепь ровно между первой и второй буквой. В стандартных лабораторных условиях никакой другой последовательности она не трогает. 

Прим. автора: при высоком содержании глицерина или нестандартном pH у ЭкоРИ проявляется так называемая звёздная активность — фермент начинает резать похожие, но не идентичные последовательности. Это известный артефакт, с которым борются в любом молекулярном протоколе.

Форма активного центра белка оптимизирована именно под эти шесть нуклеотидов — точное структурное соответствие обеспечивает во много раз большее сродство, чем к любой другой комбинации. Биохимики называют это специфичностью.

Леонард Эдлман — тот самый, чья буква «А» стоит в конце аббревиатуры RSA. Профессор Университета Южной Калифорнии, в 2002 году получил премию Тьюринга — высшую награду в информатике. В 1993 году, читая учебник Уотсона по молекулярной биологии, он задумался — а если фермент узнаёт последовательность и выполняет действие, это ведь и есть вычисление. Спустя год опубликовал эксперимент.

Белемнитгромовая стрела / чёртов палец / рысий камень

С самого детства, находя на любимом Балтийском море забавный конусовидный камушек, я не мог пройти мимо.
Ещё тогда, в глубоком детстве, кто-то из родителей рассказал мне, что это чёртов палец.

Шалом, хатули...эмм-э... уважаемые гости и потенциальные инвесторы. Ответьте, пожалуйста, на один маленький вопрос, который я задаю всем своим гостям: как вы думаете, какой наиболее технологичный и эффективный способ получения стейков из растительного сырья? 3Д-печать? Неее. Соя или горох? Двойная экструзия? Увы, увы. Это корова. Пока что. Мы работаем над этим.

Как насчёт поисков внеземной жизни всерьёз? Отложим на время разговоры о зондах высокоразвитых цивилизаций и недостроенных сферах Дайсона; нас и внеземная бактерия обрадует. Вот вам инженерная задачка: попробуйте спроектировать детектор внеземной жизни, который зажигает индикатор и пищит при контакте с живым образцом.

Погодите тянуться за паяльником. На что должен реагировать прибор? На обмен веществ? Отдельные реакции ничего не доказывают: их на раз имитирует автокатализ. Рост и поддержание структуры? Под такой размытый критерий попадает даже пламя свечи. Может, способность к размножению — маркер жизни? Но мулы, гибриды кобылы и осла, потомства не дают. А как реагировать на пограничные формы жизни, вроде прионов, белков без генома, которые, в отличие от мулов, размножаются? Сейчас разговор не о них; считать прионы живыми или нет, может быть делом договорённости. Хуже другое: мы тратим миллиарды на поиски следов жизни в марсианских песках и облаках Венеры, так и не договорившись окончательно, по какому признаку признаем находку живой.

Организм человека и все его составляющие системы являются чрезвычайно сложными и тесто взаимосвязанными друг с другом. Полного понимания того, как что работает, пока нет, а потому существует множество аспектов работы некоторых систем, которые и по сей день порождают множество вопросов и дискуссий. К числу таковых относится и необычное явление, когда крайне малый процент людей воспринимают низкочастотные звуки (LFSP от low-frequency sound percepts), проявляющиеся в виде гула или звуковых пульсаций. Ученые из Норвежского университета естественных и технических наук (Тронхейм, Норвегия) провели исследование, в котором попытались установить причины и/или источники этого таинственного гула. Как проводилось исследование, какие испытания использовались, и что они показали? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

Моя Y-хромосомная гаплогруппа — G2a. Именно это когда-то подтолкнуло меня изучать происхождение мужских линий, их древние миграции и распространение среди современных народов.

Разбираясь в Y-хромосомном дереве, я обратил внимание на обособленное положение G относительно большой ветви HIJK, из которой позднее выделились H, I, J, Q, R и другие линии. Параллельно, изучая народы Кавказа, я узнал о картвельской языковой семье — самостоятельной ветви, к которой относятся грузинский, сванский, мегрельский и лазский языки.

Сначала это было только внешнее сходство двух обособленных ветвей. Но затем выяснилось, что среди сванов — носителей первой отделившейся ветви картвельских языков — доля G2a достигает примерно 78,5%. Высокая частота G2a наблюдается и у мегрелов, а генетические исследования дополнительно выделяют сванов как отдельный аутосомный кластер.

В статье я пытаюсь разобраться, является ли это простым совпадением, следом общего кавказского субстрата или свидетельством исторической связи между ранними картвелоязычными популяциями и отдельными ветвями G2a. Это любительская гипотеза, поэтому я отдельно рассматриваю источники, контраргументы, древнюю ДНК и границы выводов, которые действительно можно сделать из имеющихся данных.

Биофизика подарила нам возможность не только “пассивно” описать, но и “количественно” посчитать и даже построить предсказательную модель различных проявлений жизни.

Приглашаю вас в “археологическое” путешествие по историческим “слоям” ее зарождения , где мы познакомимся с главными действующими лицами, “уличенными” в попытках привлечь физику для описания процессов, происходящих в живых организмах (а также обратим внимание на вопиющую несправедливость в конце).

В мире насекомых хватает мастеров полета, но стрекозы стоят особняком — это настоящие асы. Все дело в том, что эволюция оттачивала их полет миллионы лет. Они появились задолго до динозавров и до сих пор демонстрируют такую маневренность, какой могут позавидовать некоторые современные летательные аппараты.

Ученые давно пытались разгадать секрет такого искусного полета. Оказалось, что никакой хитрой стратегии здесь нет — все строится на нескольких базовых правилах, а само мастерство основано на очень остром зрении насекомых. Но давайте обо всем по порядку. Разберемся, что тут и как.

Еще недавно персонализированные мРНК-вакцины казались научной фантастикой. Сегодня они уже проходят клинические испытания. Давайте разберемся, как выглядит вычислительная часть этого процесса и какое место в ней занимают биоинформатика и AI.

В прошлой части мы говорили об опыте анализа генома ИИ-моделями и о базовых функция опенсурсной программы Just-DNA-Lite, а также о простой пересборке генома.

В этой статье поговорим о том, как подойти к анализу генома более профессионально: о специальном плагине к Claude Code, MCP-сервере и более подробно о том, как получить полигеномные оценки от Just-DNA-Lite. Ну и о диагностике по геному.

Жизнь на Земле практически не встречает преград, которые она не могла бы преодолеть. Хотя большая часть биологического разнообразия сосредоточена в пышных и богатых средах обитания, таких как тропические леса и коралловые рифы, даже самые суровые уголки нашей планеты заселены. Организмы, процветающие в экстремальных условиях — при обжигающих температурах, сокрушительном давлении и воздействии едких кислот, — мы называем «экстремофилами».

Большинство этих выносливых микроорганизмов — это бактерии или археи. Некоторые из них эволюционировали так, что могут жить в ядовитом рассоле, который для почти всех остальных организмов стал бы смертельной средой. Некоторые способны без проблем расти при минусовых температурах, используя специальные ферменты, которые продолжают работать там, где другие останавливаются. Другие же не обращают внимания на тяжёлые металлы, ионизирующее излучение или даже космический вакуум и при этом процветают.

Эти организмы — не просто диковинки. Понимание их удивительной биологии открывает множество возможностей для практического применения. Открытие биохимических веществ, способных функционировать при экстремальных температурах, уровнях pH или давлении, может стать настоящим прорывом для широкого спектра промышленных процессов. Эти организмы также могут способствовать очистке окружающей среды от токсичных загрязнителей. Они растут, процветают и перерабатывают вещества там, где ничто другое не способно выжить. Экстремофилы и их ферменты даже стали основой современной генетики и молекулярной биологии.

Думаю, один из самых завораживающих и интересных феноменов, о котором я узнал именно с Хабра — это клеточные автоматы. О Джоне Конвее и его игре «Жизнь» я впервые прочитал в переводной статье уважаемого @SLY_G «Джон Хортон Конвей: Жизнь, как игра», а среди авторских материалов мне запомнились «Наша Вселенная — симуляция на основе большого клеточного автомата?», которую мне довелось прочитать, будучи в жюри конкурса «Технотекст», «Простейшие клеточные автоматы и их практическое применение» уважаемого @oshibka404 и, наконец, блестяще иллюстрированная алгоритмическая работа «Эволюционирующие клеточные автоматы» уважаемого @xcont. Эти статьи натолкнули меня на размышления о том, почему биологическая (дарвиновская) эволюция не слишком популярна в качестве источника сюжетов для компьютерных игр. Если как следует поискать, такие игры всё-таки существуют (пусть многие из них и напоминают образовательные пет-проекты), но мейнстримом они определённо не стали. Под катом попробую рассмотреть, так ли интересно играть в эволюцию и не слишком ли фаталистична и сложна эта тема в качестве развлекательной.

Привет всем любителям физики и физического эксперимента! В блоге GetAClass на Хабре уже три публикации -- и все они получились довольно увесистыми лонгридами. Сегодня решили запостить статью попроще и покороче -- по мотивам нашего видео об электрических рыбах. Большинство из них используют электричество для ориентировки в пространстве и навигации, но некоторые способны создавать сильные разряды для обороны или охоты. Именно об их устройстве мы сегодня и поговорим.

Жизнь за счёт света — опасная игра. Солнечные лучи не только несут ультрафиолетовые волны, способные разрывать цепи ДНК и разрушать молекулы, но и резко меняют свою интенсивность. Растениям приходится выживать и процветать как в мягком утреннем свете, так и в палящем летнем солнце, то находясь в тени, то под прямыми лучами. Солнечная энергия поступает к ним то тонкой струйкой, то мощным потоком.

«Представьте себе, что облако закрывает солнце, а потом вдруг уходит, и солнечный луч попадает на лист, — говорит Нико Шрамма, биофизик из Медицинского центра Амстердамского университета. — Что-то должно произойти, потому что интенсивность может измениться в сто раз».

Растения не пассивны. Они реагируют на окружение соответственно. Они могут переориентироваться, поворачивая листья и стебли в поисках солнечных лучей или тени, но этот механизм работает в масштабе минут или часов. Для более тонких реакций необходимо, чтобы их клетки также мобилизовались. Внутри каждой растительной клетки находятся хлоропласты — органеллы в форме дисков, которые преобразуют солнечный свет в сахара. И хотя растения вынуждены оставаться в основном неподвижными, хлоропласты — нет.

Девочка Салли прячет шарик в корзинку и уходит. Тетя Анна достает его и перекладывает в коробку. Салли возвращается.

Вопрос двум детям, которые наблюдали: где Салли будет искать шарик?

Трехлетний ответит — в коробке. Там же шарик, логично.
Четырехлетний — в корзинке. Там, где его нет, но там Салли его оставила.
Чувствуете логическую дыру? А ее нет.

Только что я воспроизвел вам известный научный эксперимент, который по сей день оставляет науке когнитивного восприятия незакрытый вопрос. Сегодня поговорим об одной из самых загадочных и простых теорий психологии, с которой не могут разобраться полвека.

 «Пока вы не сделаете своё подсознательное сознательным, оно будет управлять вашей жизнью, а вы будете называть это судьбой» (с) Карл Густав Юнг

Наверно, каждого из нас жизнь сталкивала с неадекватами. С начальником, который меняет свою позицию задним числом и спихивает это на вас, с собеседником из интернета, которому вы вот уже восемь постов подряд пытаетесь всё логически объяснить, а он не понимает и несёт в ответ какую-то чушь, с тем самым сумасшедшим покупателем с Avito, в общем странными невменяемыми личностями.  А что, если я вам скажу, что, когда вы рассказываете о таком столкновении с неадекватом вашим одобрительно кивающим друзьям, с почти сто процентной вероятностью где-то сидит тот самый неадекват из вашей истории и точно такими же словами рассказывает своему другу о столкновении с вами, и в его версии неадекват - это вы. Он тоже считает себя нормальным и уверен, что защищал свои границы, боролся с тупостью, требовал справедливости и вообще вёл себя абсолютно адекватно.

И когда я слышу, как кто-то говорит: «Вокруг меня одни идиоты и неадекваты», я всегда вспоминаю старый анекдот, про то как жена звонит мужу из дома и говорит, милый поосторожней на дорогах, я сейчас смотрела новости и там говорили, что какой-то идиот едет по встречке и всем сигналит. и он ей отвечает:

- Дорогая один?! Да тут их сотни!

Этот анекдот смешной, потому что в нём неадекватность этого мужа доведена до абсурда. Но я хочу рассказать вам что, такие ситуации встречаются не просто часто, а повсеместно. Люди едут против реальности, но внутри у них всё логично. Почему так происходит? Почему человек может быть уверен, что он адекватен, даже когда со стороны его поведение выглядит разрушительным, странным или просто тупым?