Статьи журнала

Игры — важнейший инструмент становления человека. А какие игры — старомодные или современные цифровые — наиболее благотворно влияют на детей? Ученые психологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова решили поискать ответ на этот вопрос.

Казалось бы, ничто не связывает рюмку текилы и летучих мышей. А связь есть, и этот сюжет в очередной раз показывает, сколь сложно всё переплетено.

Зима 2024 года характерна массовыми выступлениями фермеров стран ЕС. Причина — снижение госдотаций. Не знают они, что в совсем недалеком будущем могут лишиться вообще каких-либо денег за свою продукцию, которая станет не нужна. А дело в том, что технология изготовления искусственного мяса непрерывно совершенствуется.

Нейрофизиологи Массачусетского технологического института с помощью больших языковых моделей вроде ChatGPT выяснили характеристики фраз и типы предложений, которые сильно возбуждают языковую кору. Исследователи выбрали тысячу разных фраз и попросили пятерых участников эксперимента читать их во время измерения активности мозга методом магнитно-резонансной томографии. Затем ученые сопоставили паттерны возбуждения мозга с паттернами активации языковой модели в ответ на ввод каждого из этих предложений. На данных этих соответствий они обучили специальный алгоритм ИИ, чтобы он мог адекватно отображать активацию нейронов центральной нервной системы. Неожиданные предложения вызывали более сильные реакции, поскольку понимать их труднее. К самым активным реакциям приводили слегка необычные по грамматике или смыслу фразы, которые требуют усилий для понимания.

До сих пор нейрофизиологи почти не исследовали эволюцию реакции мозга на сюрпризы и то, как она меняется в разных его областях по мере взросления. В экспериментах с мышами ученые записывали активность мозга, к которой приводила особая череда звуков. В ней между серией одинаковых тонов регулярно звучал неожиданный тон. Исследователи выяснили сроки развития зрелых реакций на него в разных участках слухового тракта, заканчивающегося в коре головного мозга. Интересно, что зрелость первичной слуховой коры мозга мышей в человеческих годах соответствует началу третьего десятилетия жизни. Ученые надеются проследить найденные закономерности на мозге человека.

Группа ученых изучила связь между сном людей в среднем возрасте и их психическим здоровьем. В исследовании приняли участие 526 человек средним возрастом 40 лет, среди которых примерно половину составляли женщины и темнокожие. Участников эксперимента наблюдали 11 лет. Статистика, скорректированная на возраст, пол, расу и образование, показала, что люди с самым плохим сном более чем в два раза чаще испытывают сильные психические расстройства в сравнении с теми, у кого сон наименее нарушен. Оказалось, что для когнитивного здоровья в среднем возрасте наибольшее значение имеет не длительность, а качество сна.

Ученые изучили, как мечтательное состояние и неторопливое размышление проявляют себя на уровне нейронов и влияет на обучение и память, иными словами, на пластичность мозга. В опытах мышам многократно показывали два изображения мозаик черно-серых квадратов. За несколько дней паттерны нейронной активности при просмотрах менялись, отличались друг от друга все более и, наконец, становились уникальным набором нейронов. Схема активности, зафиксированная при первых нескольких воспоминаниях об изображении, давала возможность предсказывать, какой она станет, когда мышь вновь посмотрит на изображение. Ученые сделали вывод, что воспоминания формируют реакцию мозга на то, что он увидит в будущем. Исследователи рекомендуют уделить время моментам тихого бодрствования, которые способствуют полету воображения.

Швейцарские инженеры разрабатывают дополнительную руку. Цель проекта — помочь больным людям компенсировать функции, потерянные из-за травм или неврологических расстройств, например, инсультов, а здоровым — дать еще одну конечность. Исследователи сообщили о новом принципе управления интерфейсом, который открывает возможность точной передачи команд. Создана виртуальная установка для проверки этого принципа. Ее тестировали на 61 здоровом испытуемом в 50 опытах. Оказалось, что мозг легко адаптируется к совместной работе искусственных и естественных конечностей. Человек быстро улучшает старые и приобретает новые двигательные функции.

При трехмерной печати спеканием луч лазера плавит металлический порошок с частичками в десятые и сотые доли миллиметра. В режиме проплава могут появляться сбои, при которых возникают поры и структурные неоднородности наращиваемой детали. Швейцарские инженеры предложили использовать звуковые датчики, чтобы отличить звук регулярной печати без сбоев от печати с дефектами. Однозначная связь акустических и рентгеновских измерений геометрии расплава позволила создать алгоритм машинного обучения, который быстро выявляет нежелательные режимы работы. Эффективность проверена экспериментально. Метод даст возможность применять лазерную печать в самолетостроении, производстве автомобилей и точной инженерной техники.

Большинство 3D-принтеров печатают деталь слой за слоем, медленно наращивая ее поверхность при непрерывной подаче чернил. Недавно ученые создали фоточувствительные чернила, которые затвердевают в нужную форму не на поверхности, а сразу во всем объеме. Для их отверждения используют ультразвук, который разогревает и полимеризует чернила, представляющие собой вязкую комбинацию гидрогелей, микрочастиц и биомолекул. Они способны стать гидрогелевым шариком в мягком органе или твердым материалом с частицами минералов взамен утерянных костей. Ученые провели три успешных эксперимента на тканях живых и мертвых животных.

Физики показали, что короткий лазерный импульс перераспределяет атомы немагнитного кристаллического сплава железа с алюминием так, что атомы железа приближаются друг к другу и образовывают магнитный материал. Снова превратить его в немагнитный можно с помощью более слабых лазерных импульсов. Метод позволяет создавать и стирать небольшие пятна магнитного поля в металлических пленках. Эксперименты на сплаве железа с ванадием позволили прояснить динамику явления. Для обоих сплавов ученые установили, что в момент облучения поверхность быстро плавится и быстро остывает, превращаясь в магнитную фазу. Этап лазерного облучения легко встроить в современные технологии полупроводниковой электроники.

Физики получили сильные магнитные поля при облучении микрометровых графеновых дисков на подложках короткими импульсами терагерцовых волн. В момент возбуждения магнитные поля достигали величины в 0,5 Тесла, что в миллион раз превосходит сильнейшие поля в наночастицах золота. Свободные электроны графеновых дисков создавали круговые токи на поверхности, которые и порождали магнитное поле. Ученые планирует применить открытое явление для изучения кратковременного действия сильных полей на различные материалы. Исследователи считают, что их метод также поможет создать быстрые и точные устройства для магнитного хранения информации и спинтроники.

Предельные методы оптической микроскопии позволяют увидеть объекты размером в несколько нанометров. Для высокоразрешающей микроскопии группа немецких ученых разработала новые молекулярные линейки на основе белков. Этот стандарт позволит полностью реализовать потенциал современных флуоресцентных микроскопов, которые открыли новую эру в получении изображений биологических объектов. Линейка дает возможность измерять не только размеры, но и параметры процессов, протекающих внутри живой клетки, например скорости взаимодействия биомолекул, что необходимо для биологических и медицинских исследований.

Рассматривать плесень очень интересно. Во время спороношения она такая красивая, разноцветная, похожая на микроскопический волшебный лес. Но, увы, плесневые грибы необратимо портят продукты, а иногда и здоровью нашему вредят.

Астрофизики построили уникальный инфракрасный спектрограф для поиска планет в обитаемых зонах звезд, то есть там, где возможна жидкая вода. Прибор обнаруживает допплеровские сдвиги спектральных линий звезды и планеты, связанные с их обращением друг относительно друга. Ученые изучают сравнительно холодные звезды с массой значительно меньше солнечной. Это облегчает детектирование, так как на коротких орбитах удобнее засечь быстрые изменения спектров. Спектрограф уже открыл несколько планет, но последняя из них вызвала сильное удивление и поставила под вопрос все, что известно об образовании звездно-планетных систем.

С помощью комплекса радиотелескопов ALMA в чилийской пустыне Атакама астрофизики впервые зафиксировали признаки пылевого диска у звезды другой галактики. Наблюдатели явно увидели джет, присутствие которого говорит об аккреции, то есть падении вещества на звезду. Движение центральной части диска и газа вокруг звезды выявил спектроскоп Очень Большого Телескопа Европейской южной обсерватории. Диск резко отличается от дисков Млечного пути тем, что его можно прямо из-за отсутствия заслоняющей его пыли. Это означает, что общепринятые теории образования и эволюции звездно-планетных систем требуют уточнения.