Разные разности

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Наверняка среди ваших друзей и знакомых есть такие, кто усмехается при слове психотерапевт. Они считают, что походы к психотерапевтам — это всего лишь мода. А на самом деле от разговоров с ними пользы никакой, кроме, разумеется, пользы самому психотерапевту, чьи услуги оплачивает пациент или государство. С таким же успехом можно разговаривать с друзьями и знакомыми, причем совершенно бесплатно. Результат будет тем же.

Рада сообщить вам, что все, кто так думает, неправы! Ученые получили экспериментальные, то есть железобетонные, доказательства, что психотерапия лечит депрессию не хуже других терапий.

Вообще, депрессия, особенно клиническая, — это не выдуманное заболевание, как считают многие, а очень серьезное заболевание, никому не пожелаешь. Это одно из наиболее распространенных психических заболеваний. Тяжелые формы депрессии заставляют страдать около 280 миллионов человек по всему миру; 800 тысяч самоубийств в год вызвано этой болезнью. Лечение депрессии в целом налажено — это психотерапия и антидепрессанты, часто в сочетании. В особо тяжелых случаях иногда используют электростимуляцию.

Тем не менее причины депрессии понятны лишь отчасти. Как правило, это сложный комплекс самых разных факторов — генетических, физиологических, психосоциальных, экологических. Однако исследователи признают, что триггером депрессии служат изменения в метаболизме мозга, например нарушение баланса нейротрансмиттеров — серотонина, дофамина и норадреналина.

Кроме того, доподлинно известно, что депрессия оставляет свой след в анатомии мозга. А именно — уменьшаются гиппокамп и миндалина, которые отвечают в том числе за обработку эмоций. Значит, успешность лечения должна проявляться и в том, что эти области мозга увеличиваются и возвращаются к норме.

Так и есть! Экспериментально доказано, что лекарства и электростимуляция увеличивают массу мозга в этих областях.

А как насчет психотерапии? Может ли и она влиять на структуру мозга и возвращать ее к норме? Ответ — да! Во всяком случае 20 сеансов когнитивно-поведенческой терапии точно изменяют мозг.

В поисках ответа исследователи просканировали мозг 30 пациентов с тяжелой острой депрессией до и после терапии. Для сканирования использовали структурную магнитно-резонансную томографию — она различает серое и белое вещество в мозге. Результаты сравнивали со сканами мозга 30 здоровых контрольных субъектов, которые не получали психотерапию.

И вот результат: после 20 разговорных сеансов с доктором объем серого вещества в миндалине и переднем правом гиппокампе заметно увеличился, и, как следствие, отступила алекситимия — типичный симптом острой депрессии, когда больные больше не могут нормально испытывать чувства и описывать их словами. Участники эксперимента, прошедшие терапию, почувствовали облегчение (Translational Psychiatry).

Так ученые впервые получили достоверный биомаркер, показывающий, как психотерапия влияет на структуру мозга. Конечно, то, что когнитивно-поведенческая терапия работает, уже было известно — она приносила облегчение пациентам. Теперь же ученые получили экспериментальное подтверждение, материальное, если хотите.

Исследователи полагают, что когнитивно-поведенческая терапия формирует новые нейронные связи и тренирует обработку эмоциональных сигналов. Не удивительно, что наблюдаемые структурные изменения облегчают симптомы депрессии.

Так что, дорогие друзья, слова лечат! Поэтому разговорная психотерапия ничем не уступает другим методам лечения. Наверное, лучше все же слова, чем антидепрессанты и электростимуляция. Как вы считаете? Правда, не все слова лечат, бывает, что и калечат. Даже слова, сказанные из лучших побуждений.

Поэтому психотерапия — это дело хорошо обученных профессионалов. Набор на эту специальность в медицинских университетах надо увеличивать. Государству это обойдется точно дешевле, чем производство антидепрессантов. Ежегодный ущерб мировой экономике от депрессий — триллион долларов, потому что депрессия — причина №1 неявки на работу. В США, где больше всего людей страдают депрессиями — 7% населения (6% в Европе; 5% в России; 4,4% средняя по миру), подсчитали, что 1 доллар, вложенный государством в лечение депрессии, возвращает 4 доллара в казну государства. К тому же количество людей, страдающих депрессиями, растет. Это фиксирует ВОЗ.

…в атмосфере древнейшего коричневого карлика нашли молекулы легчайшего соединения кремния, силана SiH₄; в более молодых объектах такого класса этого вещества уже нет (Nature)…

…если световой день долгий, как в северных широтах, то от конопли можно получить только волокна, зато их будет больше, чем на юге с его коротким днем, который стимулирует не рост, а цветение (Horticulture Research)…

…при зарядке электромобиля невозможно одновременно уменьшать углеродный след и экономить деньги (Environmental Science & Technology)…

…получен беркелоцен — вещество, в молекуле которого между двумя кольцами из восьми атомов углерода висит атом берклия, 97-го радиоактивного и короткоживущего элемента таблицы Д.И. Менделеева (Science)…

…создана капсула, которая, проходя с пищей по желудочно-кишечному тракту, собирает образцы микрофлоры со всех его участков, что гораздо информативнее анализа кала (Device)…

…влияние Северной Америки на азиатский муссон лишь в два раза слабее, чем влияние Тибетского плато, которое ранее считали абсолютным (Science Advances)…

…многократные обследования с применением компьютерной томографии за четыре и менее недель до зачатия увеличивают вероятность выкидыша в 1,4 раза, а врожденных уродств у ребенка — в 1,6 раза по сравнению с нормой (Annals of Internal Medicine)…

…если нефть, синтезированную из растительных отходов, закачивать в заброшенные скважины, откуда изъята ископаемая нефть, то удастся захоранивать углерод по весьма привлекательной цене (Energy Conversion and Management)…

…создана бактерия, которая начинает светиться, едва присоединившись к частице микропластика, что резко ускоряет количественный анализ этого вида загрязнения (ACS Sensors)…

…интенсивный синий свет лучше удаляет желтые пятна от томатного или апельсинового сока с ткани, чем ультрафиолет или перекись водорода (ACS Sustainable Chemistry & Engineering)…

…орбитальный телескоп с прямоугольным зеркалом размером 1×20 метров позволит разглядывать планеты на расстоянии в 30 световых лет от Земли (Frontiers in Astronomy and Space Sciences)…

…толуол, стирол, кумарин и другие ксенобиотики, присущие обработанным продуктам питания, косметике или упаковке, влияют на гормональный статус беременной женщины и способны вызвать гипертонию, а оценить угрозу можно по анализу слюны (International Journal of Oral Science)…

…Великий атлантический саргассовый пояс с 2011 года протянулся от побережья африканского Зеленого мыса до Юкатана и Флориды, а в пик развития содержит 37,5 млн тонн водорослей в придачу к тем 7 млн, что находятся в Саргассовом море (Harmful Algae)…

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Миллиарды людей регулярно едят картофель, не задумываясь, откуда взялось это растение на Земле. А вот ученым происхождение картофеля не дает покоя. И тут есть над чем поломать голову.

Это растение из семейства Пасленовые (Solanaceae) внешне напоминает картофелеподобные дикие виды из Чили, известные как этуберозум. Эти растения, как и картофель, образуют надземные побеги и цветки, но не клубни. Однако генетически картофель ближе к помидорам, которые также относятся к пасленовым. Тогда откуда у картофеля появились клубни?

Точку в этой дискуссии, длившейся десятилетиями, наконец поставили ученые из Китайской академии сельскохозяйственных наук. Они выполнили один из самых полных генетических анализов картофеля. Всего команда проанализировала геномы 450 видов культивируемого и 56 видов дикого картофеля. Конечно, ученые рассмотрели и геномы других пасленовых, в том числе томатов и представителей линии Etuberosum.

И вот что удалось выяснить при сравнении геномов. Оказалось, что каждый из изученных видов картофеля содержит стабильную, сбалансированную смесь генетического материала Etuberosum и растений томатов. Эта генетическая мозаика подсказывает, что картофель когда-то появился на свет в результате естественного скрещивания представителей обеих линий. Это скрещивание Etuberosum и помидора несколько миллионов лет назад дало начало древнему картофельному растению, от которого и произошли современные виды.

В результате скрещивания у нового растения появилась способность образовывать клубни. Оказалось, что это результат совместной работы двух генов, каждый из которых происходит от одной из двух родительских линий. Ген SP6A, который сигнализирует растению о том, когда вырастить клубень, происходит от томатного корня его генеалогического древа. А ген IT1, который контролирует рост подземных клубнеобразующих стеблей, происходит со стороны этуберозума. Только когда оба гена работают вместе, растение картофеля может вырастить клубень (Chinese Academy of Agricultural Sciences, Shenzhen).

Клубни, эти подземные хранилища питательных веществ, дали картофелю огромное преимущество. Они выживали в засуху и холод, когда гибли другие растения. Вот почему картофель начал стремительно размножаться, порождая новые виды и богатое разнообразие, что мы сегодня с удовольствием вкушаем.

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Пока мы не знаем, как крошечные частицы пластика, микропластик, влияют на здоровье. Но точно знаем, что микропластик сегодня поселился не только на свалках, но и в океане и во льдах. Частицы размером менее 5 мм практически невозможно изъять из окружающей среды. Да, они будут постепенно разлагаться в природе. Но такое естественное разложение занимает сотни лет. Его несколько ускоряет солнечный свет, но всё равно речь идет о десятилетиях.

Можно ли бороться с микропластиком в окружающей среде? Например — уничтожать его в океане? Технологи по всему миру ищут решение проблемы. Сотрудники Химико-технологического университета в Праге придумали крошечных роботов, которые могут связываться с частицами микропластика и катализировать их разложение (ACS Applied Materials & Interfaces).

Эти роботы представляют собой структуры, похожие на звездочки размером с бактериальную клетку, 4–8 мкм. Сделаны они из полупроводникового материала — ванадата висмута (BiVO₄), который может работать фотокатализатором. Каждая частица покрыта магнитным оксидом железа (Fe₃O₄), чтобы этими микророботами можно было управлять с помощью магнитного поля. Видимый свет, а также перекись водорода в концентрации, которая естественным образом содержится в воде, служат для микророботов топливом.

Ученые заставляли роботов плавать по лабиринту каналов, заполненных четырьмя различными типами пластика. Как и ожидали исследователи, роботы самостоятельно подплывали к частицам микропластика, связывались с ними и разлагали. Лучше всего это получалось с частицами пластмасс, полимолочной кислотой (PLA) и поликапролактоном (PCL). Здесь они улавливали около 70% частиц.

А вот с полиэтилентерефталатом (ПЭТ) и полипропиленом (ПП) получалось хуже. Возможно, из-за плохой адгезии роботов с гидрофобной поверхностью частиц из этих полимеров.

Эксперимент длился семь дней, в течение которых микророботы плавали в лабиринте, ловили частицы микропластика, а исследователи постоянно освещали их светом. И вот результат: после недели контакта с микророботами частицы потеряли до 3% своего веса. Лучше всего это работало на PCL. С другой стороны, частицы ПЭТ потеряли всего около 1% своего веса.

Интересно, что при этом изменилась поверхность микрочастиц. Если прежде она была гладкой, то теперь стала неровной, грубой, продырявленной. То есть на лицо все признаки активного разложения.

Можно ли использовать эту технологию в природе? Теоретически — да. Можно, к примеру, выпускать микророботов в водоем, а потом вылавливать с помощью магнитов и отправлять на вторичную переработку. То есть технология вполне экологична. С помощью тех же магнитов можно направлять стаи роботов в нужные места. Однако, прежде чем выпускать технологию в мир, надо решить несколько важных вопросов. Например увеличить работоспособность этих крошек: в эксперименте она значительно снижалась уже через семь дней.

См. также:
Борьба с пластиком: сезон 3 (2023 №1)
Микропластик: угроза или нет? (2023 №5)
Микропластик тысячелетия (2023 №11)
Нанопластик в дафнии (2024 №2)
Исполины против микропластика (2024 №5)
Пластик на дне (2024 №10)
Микропластик в сонной артерии (2025 №6)
В океане много нанопластика (2025 №9)

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Нефтехимические компании, производящие полимеры и пластики, очень огорчаются, когда слышат разговоры о микропластике, который, похоже, стал неотъемлемой частью окружающей среды. Тем не менее количество научных статей, а значит, исследований на эту тему стремительно растет.

Конечно, среди них наверняка велика доля сугубо конъюнктурных работ и недобросовестных исследований. Но велика доля и добросовестных исследований, которые уверенно утверждают, что частицы пластика проникли во все уголки окружающей среды.

Загрязнение морей, воздуха и почв микропластиками уже довольно хорошо изучено, чего не скажешь о нанопластике, частицы которого меньше одного микрометра (мкм). Они, в отличие от микропластика, могут проникать в клетки и накапливаться в тканях. А это потенциально опасно для здоровья, поскольку такие частицы гораздо более реакционноспособны.

Тем не менее мы не знаем, насколько велико загрязнение окружающей среды нанопластиками. Не знаем потому, что технически очень сложно распознавать и анализировать нанопластики в окружающей среде.

Прорыв в этом вопросе сделала команда исследователей Утрехтского университета. Исследователи разработали и применили метод, который объединяет масс-спектрометрию реакции переноса протонов (PTR-MS) с термодесорбцией (TD). Он позволяет выявить в природных водах любые полимеры и определить их концентрации.

Исследователи отобрали пробы воды в Северной Атлантике. Пробы брали с разных глубин океана в 12 точках. И во всех обнаружился нанопластик. Самая высокая концентрация была в поверхностных водах и прибрежных районах континентального шельфа Европы. Это связано с тем, что, во-первых, нанопластик попадает на поверхность океана из атмосферы, а во-вторых, много пластика приносят реки в свои устья.

В целом нанопластика обнаружили много: от 5,5 мг (миллиграмма) на кубический метр в глубокой воде до 25 мг на кубический метр в прибрежных поверхностных водах. По оценкам исследователей, общее количество нанопластика в Северной Атлантике составляет 27 млн тонн. Это больше, чем предполагалось ранее для всего микро- и макропластика Атлантики. Таким образом, проблема нанопластиков может быть намного шире, чем считали ранее.

Самые распространенные в океане пластики в наноформе это полиэтилентерефталат (ПЭТ), полистирол (ПС) и поливинилхлорид (ПВХ). Наночастицы ПЭТ можно обнаружить даже на глубине 4,5 км.

Удивительно, но исследователям не удалось обнаружить наночастицы полиэтилена и полипропилена. Это наиболее распространенные полимеры, из которых делают пакеты, мешки и т.п. Возможно, что этот нанопластик особенно сильно связывался с органическими или минеральными частицами в морской воде и, таким образом, становился невидимым в образцах (Nature).

Новые измерения показывают, что нанопластики могут составлять львиную долю от общего пластического загрязнения океана. И это вызывает беспокойство. Наночастицы проникают во все экосистемы — от бактерий и других микроорганизмов до рыб и главных хищников, включая людей. Какие последствия это имеет для морской жизни? Ответ должны дать дальнейшие исследования.

См. также:
Борьба с пластиком: сезон 3 (2023 №1)
Микропластик: угроза или нет? (2023 №5)
Микропластик тысячелетия (2023 №11)
Нанопластик в дафнии (2024 №2)
Исполины против микропластика (2024 №5)
Пластик на дне (2024 №10)
Микропластик в сонной артерии (2025 №6)

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Никогда не жила в коммунальной квартире, поэтому никогда и не задумывалась над этим явлением. А между тем на нем защищена не одна диссертация! Коммунальную квартиру сегодня изучают как социальный институт, в котором власть сознательно перемешивала и объединяла под одной крышей людей разных сословий и социальных групп, чтобы примирить их и выплавить новый тип человека — «человека советского». Таков был замысел исторического эксперимента под названием «коммуналка».

Так ли это было или не так — не знаю. Однако нечто подобное происходит в природе. Растение сквамеллярия из семейства Мареновые (Rubiaceae), используя прием «коммуналка», примиряет разные колонии агрессивных муравьев, между которыми обычно проходят кровопролитные войны. Как ей это удается?

Дело в том, что сквамеллярия представляет собой большой, размером почти с футбольный мяч клубень, который как будто насажен на верхушечные ветки деревьев, произрастающих в тропических лесах Фиджи. Внутренность клубня — это не гомогенная картофелина, нет, это сложное архитектурно-инженерное сооружение, в котором живут разные колонии муравьев.

Исследователи из Даремского университета в Англии с помощью трехмерной компьютерной томографии впервые детально изучили внутреннюю часть клубня сквамеллярии и увидели, что клубень состоит из нескольких камер-комнат, разделенных стенками. При этом каждая комната предназначена для отдельной колонии муравьев и оборудована отдельной входной дверью. Одним словом — коммуналка.

Коварные исследователи удалили перегородки между комнатами внутри клубня. Что за этим последовало — вы уже догадались: прежде мирные соседи по дому теперь вступили в ожесточенные бои, в результате которых погибло множество работников с обеих сторон. Оказывается, коммуналка позволяет муравьям жить в гармонии друг с другом (Science).

Зачем это нужно сквамеллярии? Трудно ведь заподозрить ее в альтруизме и миротворчестве? Нет, конечно, никакого альтруизма, а обычный прагматизм и эгоизм. Коммуналки в клубне нужны самому растению, потому что чем больше муравьев живет в клубне, тем больше питательных веществ доступно растению. В сущности, муравьи арендуют комнаты и платят ренту — выделения, богатые питательными веществами. Так сквамеллярия обеспечивает себя запасом ценных удобрений, которые необходимы ей для роста. А некоторые виды муравьев сами выращивают растение, занося его семена в щели деревьев. Это и есть экология, наука о взаимодействиях живых организмов и их сообществ между собой и средой обитания.

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Речь идет о 28 лабораторных крысах, которые «оказались в космосе», не покидая Землю. Просто в лаборатории их поместили в условия, максимально приближенные к космосу с точки зрения космического излучения. Ученые из Национального медицинского исследовательского центра психиатрии и наркологии имени В.П. Сербского, Института физики высоких энергий имени А.А. Логунова в Протвино и Медицинского факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова изучали влияние ионизирующего излучения на пластичность мозга. И все это ради будущих космических экспедиций, в которых астронавты должны быть максимально защищены.

Чтобы воссоздать эффект радиационного воздействия, с которым столкнутся космонавты в дальних космических путешествиях, крыс экспериментальной группы облучали гамма-квантами в течение 24 часов. За это время животные набрали дозу 400 мГр. А затем головы животных облучили потоком высокоэнергетических ядер углерода-12, то есть крысы получили еще 140 мГр. Суммарно они набрали в три раза больше, чем космонавты за год пребывания на МКС. А затем ученые наблюдали за животными в течение семи месяцев, делали МРТ, анализировали их поведение.

А поведение явно изменилось. Облученные крысы активнее двигались, проходили бо́льшие расстояния. Когда же в экспериментальный бокс поместили скульптуру японского бога Хотэя, облученные крысы на 95% чаще подходили к этому объекту и проводили около него на 117% больше времени, чем их необлученные собратья. Их явно привлекала новизна, а их исследовательское поведение стало более активным.

Эти изменения проявились уже на третий день после облучения и вернулись в норму только через семь месяцев. Исследователи продолжат работу, чтобы выяснить молекулярные механизмы такого переключения в центральной нервной системе.

Эти результаты ученые получили от двух групп крыс, по 7 животных в каждой. Одна — экспериментальная, другая — контрольная. А еще эти две группы дали ученым возможность заглянуть в мозг животных. С помощью иммунофлуоресцентного анализа, который позволил оценивать концентрацию нейротрофинов в сенсомоторной коре, ученые установили интересный факт. Напомню, что нейротрофины — это белки, которые поддерживают жизнеспособность нейронов, стимулируют их развитие и активность. Оказалось, что количество этих белков у облученных крыс увеличивается на 40–68% (International Journal of Molecular Sciences)

Возможно, это объясняет тот факт, что в условиях космоса у космонавтов уменьшается объем всех структур мозга, кроме сенсомоторной коры, ответственной за движение.

Исследователи предполагают, что космическое излучение не обязательно влечет за собой функциональные нарушения центральной нервной системы. Более того, они открыли феномен развития нейронов под действием радиационного излучения — ведь нейротрофинов, питающих нейроны, становится больше.

«Возможно, этот феномен можно использовать как физиотерапевтический подход в лечении некоторых заболеваний центральной нервной системы: болезни Паркинсона, инсульта, эпилепсии и других. Проверить эту гипотезу — наша первостепенная задача на будущее», — рассказал руководитель проекта Виктор Сергеевич Кохан, старший научный сотрудник лаборатории психофармакологии НМИЦ психиатрии и наркологии имени В.П. Сербского. Проект поддержан грантом РНФ.

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Каждый догадывается, что эксперименты в космосе — удовольствие очень дорогое. Их стоимость в прямом смысле космическая. В 2020 году затраты на один эксперимент на МКС с учетом отправки материалов на станцию и обратно составляли примерно 7,5 млн долларов. Из-за такой высокой стоимости у исследователей чаще всего есть лишь одна попытка получить результат. И это, строго говоря, не очень хорошо с точки зрения научного метода. По-хорошему, надо, чтобы результаты воспроизводились в серии экспериментов. Провести обобщение на одном примере крайне затруднительно.

И тем не менее и мы, и другие страны, чьи экипажи прилетают на МКС, идем на такие расходы. Потому что космос предоставляет уникальные условия для проведения экспериментов — ничтожная гравитация и жесткая космическая радиация. Создать такие условия в земной лаборатории едва ли возможно. Значит, эксперименты надо перенести в космос, который и сам по себе представляет огромный интерес для ученых.

Не только потому, что он колыбель жизни и родитель нашей Земли. Чтобы планировать дальние космические полеты, долгие экспедиции астронавтов к далеким мирам и колонизацию других планет, очень важно знать, как в таких необычных и жестких условиях ведут себя живые системы и неживые, впрочем, тоже, как протекают процессы. Эксперименты на МКС позволяют получить ответы на эти и многие другие вопросы, фундаментальные и прикладные, и приближают экспедицию на Марс, в которой астронавты будут максимально защищены.

Собственно, главным объектом исследования на МКС становится сам человек, оказавшийся в агрессивной среде. Мы знаем уже многое о том, как космическое излучение и отсутствие гравитации влияют на здоровье космонавтов. Астронавты, находящиеся на МКС полгода и периодически выходящие в открытый космос, получают такую дозу облучения, как если бы они сделали примерно одну тысячу рентгенограмм грудной клетки за это время.

Ученые предполагали, что облучение ослабляет иммунитет космонавтов. Но это была гипотеза, которую предстояло доказать.

Однако человек — плохой объект для исследования. Все мы разные, все мы уникальные, у каждого свой неповторимый геном. Поэтому контроля нет. И как сопоставлять результаты, полученные для разных людей?

К счастью, природа позаботилась и об этом, предоставив ученым возможность работать с близнецами, у которых набор генов одинаковый. Есть такой научный анекдот, один из моих любимых: «У биолога родились два сына-близнеца. Одного он крестил, а второго оставил для контроля».

Вот такой эксперимент с близнецами провело НАСА. В нем участвовали 50-летние близнецы Скотт и Марк Келли. Генетически они были идентичными, внешне их невозможно было различить, да и физическое состояние у них было одинаковое. Сам Бог велел посмотреть на их примере, как долгое пребывание в космосе сказывается на организме человека.

Скотт Келли прожил на МКС почти год, 340 дней. Всё это время его брат Марк находился на Земле. За обоими присматривали, регулярно брали пробы на анализ. А когда Скотт Келли вернулся на Землю, за него взялись с пристрастием — исследовали организм, что называется, до последнего гена.

И что же показал эксперимент? У астронавта Скотта по сравнению с братом Марком, оставшимся на Земле, ухудшилось зрение, он похудел, и частота мутаций в его ДНК заметно увеличилась. Зрение падает почти у каждого второго астронавта, и это вполне объяснимо. Из-за невесомости отток жидкости из мозга уменьшается, внутричерепное давление увеличивается и может вызвать отек зрительного нерва и кровеносных сосудов, а еще деформировать глазные яблоки. Такое объяснение дают ученые. Нарушенное зрение у астронавтов, как правило, восстанавливается в течение недель или месяцев.

С мутациями в генах несколько иначе. Через полгода после окончания эксперимента у Скотта наблюдалось нарушение работы 811 генов, большинство из которых были связаны с работой иммунитета. Так что гипотеза о влиянии космического излучения на иммунитет доказана. После возвращения на Землю большинство генов постепенно восстановили свою работу. Однако около 7% всех измененных генов Скотта так и не вернулись к прежней жизни, то есть не нормализовали свою работу.

Теперь мы знаем, с какими генетическими мутациями могут столкнуться участники космических экспедиций и марсианских колоний. Это знание ученые уже начали использовать, совершенствуя систему подготовки космонавтов к полету и разрабатывая мероприятия, которые могут максимально нивелировать опасное воздействие космоса на организм.

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Как вы думаете, какой научный проект самый дорогой в истории человечества? Сопоставить проекты по стоимости довольно трудно, потому то они приходятся на разные годы, но всё же возможно, если корректно пересчитать в сегодняшних деньгах (habr.com).

Скажем, Манхэттенский проект по созданию атомной бомбы в США тогда, к моменту его окончания в 1945 году, стоил 2 млрд долларов. А если пересчитать на нынешние деньги, то это в 14 раз больше. И это, несомненно, один из самых дорогих проектов в истории человечества.

Если же говорить о масштабных научных проектах последних 50 лет, а они точно дороже всех предыдущих, то картина складывается такая. Большой адронный коллайдер, который построили в ЦЕРНЕ в 2008 году, в нынешних деньгах с учетом инфляции, обслуживания и нескольких модернизаций стоит 7,5 млрд долларов.

Напомню, что Большой адронный коллайдер — это подземный тоннель длиной 27 км на границе Франции и Швейцарии, в котором протоны и тяжелые ионы разгоняют до невероятных скоростей, сталкивают и изучают продукты их соударений. Сегодня это самый мощный ускоритель частиц в мире.

Строили БАК всем миром, наша страна тоже внесла огромный интеллектуальный и материальный вклад. Но стоила ли овчинка выделки?

Через четыре года после запуска ученые поймали ту самую частицу, которая больше всего похожа на бозон Хиггса и позволяет понять природу возникновения массы. Вообще, физики говорят, что ничего более важного в области экспериментального изучения свойств микромира не было и нет. Так что деньги потрачены не зря.

Другой научный проект, который более чем вдвое дороже БАК, — это телескоп «Хаббл», который запустили на орбиту в 1990 году. Этот проект в нынешних деньгах стоит 16 млрд долларов.

Казалось бы, зачем тратить такие огромные деньги, чтобы вывести телескоп на орбиту Земли? Вон их сколько на земле, и работать удобнее, и обслуживать. Однако проблема в том, что земная атмосфера вносит искажения в то, что видит наземный телескоп. Поэтому и решено было вывести этот уникальный инструмент в космос, где вакуум и полная прозрачность.

Телескоп запустили 35 лет назад, и он до сих пор исправно работает, поставляя на Землю фантастические снимки далеких галактик и галактических событий, черных дыр, загадочных нейтронных звезд, которые делают сотни оборотов в секунду вокруг своей оси и на которых гравитация в 2 млрд раз сильнее, чем на Земле.

Телескоп «Хаббл» помог доказать, и это самый главный его научный результат, что Вселенная расширяется. Так телескоп подтвердил теорию Эдвина Хаббла, чье имя этот прибор и носит.

Что называется, дай Бог ему здоровья. Но техника, увы, не вечна. Предположительно телескоп «Хаббл» выведут с орбиты в четвертом десятилетии XXI века.

Давайте поднимемся по лестнице цены научных проектов еще на одну ступеньку. И перед нами Международный экспериментальный термоядерный реактор (ИТЭР, ITER) — гигантский международный проект, расходы на который сегодня приблизились к 22 млрд долларам. Его начали строить в 2010 году во Франции. Однако идея принадлежит нашему выдающемуся физику Игорю Васильевичу Курчатову.

В конце 40-х годов прошлого века он задумался о том, что хорошо бы освоить реакции термоядерного синтеза, например превращение водорода в гелий, которые протекают на Солнце и дают колоссальное количество энергии. Энергию ядерного распада уже освоили — это и атомная бомба, и первая атомная электростанция в Обнинске. Теперь Курчатову захотелось обуздать энергию ядерного синтеза. А она в пересчете на одну частицу в несколько раз больше, чем в реакциях деления тяжелых ядер.

Иными словами, Курчатов предложил зажечь на Земле рукотворное Солнце и взять его под контроль, чтобы черпать из него энергию. Но как удержать солнечную плазму, температура которой миллионы градусов? Нет таких материалов, которые могли бы выдержать столь сильный разогрев.

Эту задачу решили наши знаменитые физики Игорь Евгеньевич Тамм и Андрей Дмитриевич Сахаров в 1951 году. Они создали тороидальную камеру, похожую на бублик (пончик), в которой солнечная плазма удерживалась в вакууме сильными магнитными полями. То есть она висела в воздухе, не касаясь стенок реактора. Это устройство получило название «токамак». Первый токамак родился в СССР в 1954 году.

В 1956 году И.В. Курчатов на конференции физиков-ядерщиков в английском ядерном центре Харуэлл выступил с докладом, в котором рассказал, что в СССР сделали токамак и что теперь нет препятствий для создания термоядерного реактора. Давайте объединим усилия, навалимся всем миром и построим такой реактор. В одиночку не справиться — будет очень дорого и очень сложно.

Доклад Курчатова стал сенсацией. Мировое сообщество физиков-ядерщиков было потрясено успехами советской физики, размахом работ по термоядерному синтезу и поразительной открытостью наших ученых. Во всем мире исследования и работы в этой области были засекречены. Тогда-то термин «токамак» стал таким же узнаваемым международным словом, как и «спутник».

В 1992 году ЕС, Россия, США, Япония подписали четырехстороннее межправительственное соглашение о разработке инженерного проекта ITER. Проект сделали к 2001 году. В 2010 году началось строительство всего комплекса в Кадараше во Франции, а в 2020 году начали собирать сам реактор из компонентов.

Сердце реактора — это наш токамак высотой 60 метров и весом 23 тысячи тонн. Он будет удерживать 40 м³ раскаленной плазмы — температура внутри реактора достигнет 150 млн градусов. Магнитное поле невероятной мощности — в 200 тысяч раз сильнее земного — будут создавать громадные сверхпроводящие магниты. Одним словом, это будет что-то грандиозное и фантастическое.

Однако сроки окончания проекта постоянно откладывают, а стоимость, и без того огромная, постоянно растет. Ну а что вы хотели? За мечту надо платить. Зато каким оглушительным может быть результат! Ведь человечество получит в руки источник чистой энергии, неисчерпаемый, как Солнце.

Однако ИТЭР далеко до самого дорого научного проекта последних десятилетий — до Международной космической станции. Ее строили сообща Россия, США, Канада, Япония и Европейское космическое агентство. В нее уже вложено более 160 млрд долларов. МКС официально включена в Книгу рекордов Гиннесса как самый дорогой объект, построенный руками человека. И это самый дорогой научный проект в истории человечества.

Строительство началось в 90-х годах. В 1998 году на орбиту вывели первый модуль «Заря» с космодрома «Байконур». После этого к нему регулярно пристраивали дополнительные лабораторные и исследовательские модули. Сегодня их уже 17, не считая стыковочного оборудования. Восемь космических кораблей могут одновременно пристыковаться к станции.

МКС — уникальный объект. Представляете, у нас над головой на высоте в среднем 400 км вращается объект массой 420 тонн и размером с 30-этажный дом. Он движется по орбите со скоростью 7,66 км/с. На полный оборот вокруг Земли ему нужно всего 90 минут, поэтому экипаж может наблюдать рассветы и закаты каждые 45 минут.

МКС — третий по яркости объект в ночном небе после Луны и Венеры. Станция видна с Земли невооруженным глазом, она светится как звезда благодаря отражению в ней солнечного света и выглядит как быстро летящий самолет. Даже в Москве, где обзор неба ограничен да и само небо подсвечено, я часто вижу МКС по вечерам. Может, потому что имею привычку смотреть в небо. Но станция держится в поле зрения всего несколько минут. Все-таки движется она быстро.

В этом году МКС отмечает своего рода юбилей — 25 лет назад на станцию прилетел первый экипаж и отпраздновал новоселье, и с тех пор станция не пустовала. За 25 лет обитания на станции астронавты выполнили более 3 тысяч научных экспериментов. По их результатам опубликовано 5,5 тысячи научных статей. О некоторых расскажу в следующей заметке.

…к измененным состояниям сознания, галлюцинациям и подобным неприятностям приводят не лекарства от гриппа, а грипп сам по себе (JAMA Neurology)…

…снижение дневной выручки фондовой биржи на 1% ведет в этот день к росту числа смертей от сердца на 0,8–1%, а такое же увеличение выручки уменьшает число смертей на 0,6–0,9% (Engineering)…

…электрический трактор заменит дизельный при работе в теплице и подобных закрытых помещениях (Engineering)…

…литий, содержащийся в мозге, поддерживает нормальный режим работы всех клеток и предохраняет от слабоумия (Nature)…

…создан микроскопический робот-хирург, способный самостоятельно контролировать свои движения и разрезать ткани с точностью до 10 мкм (Microsystems & Nanoengineering)…

…магнитные атомы в аморфном германиде железа образуют порядок, подобный тому, что есть в нематическом жидком кристалле: они собраны в спиральные структуры, вдоль оси которых выстроены магнитные моменты атомов (Science Advances)…

…самая длительная молния продолжалась 16,7 с, а самый протяженный разряд состоял из более сотни молний, которые растянулись на 829 км (Bulletin of the American Meteorological Society)…

…из сенсорных клеток языка мыши и платы с микроэлектродами сделали долгоживущий органоид, который хорошо различает вкусы (Microsystems & Nanoengineering)…

…старые макрофаги становятся пятой колонной организма: вместо уничтожения раковых клеток они помогают опухоли развиваться (Cancer Biology & Medicine)…

…перспектива облысеть часто заставляет онкопациентов откладывать начало лечения как можно дольше (Journal of Drugs in Dermatology)…

…проживание на вилле в 30 км от берега теплого океана увеличивает продолжительность жизни на один год, а в городе на берегу озера или большой реки снижает ее на тот же срок (Environmental Research)…

…если чистить зубы нитью, пропитанной препаратом вакцины, то вызванные ею антитела быстро появятся в слизистой носа и легких (Nature Biomedical Engineering)…

…единственный маленький белок ORF3a обеспечил чрезвычайно высокую заразность ковида: именно он придает шипам коронавируса длину, оптимальную для внедрения в клетку (Nature Communications)…

…экстракт из ягод селитрянки Роборовского, которые жители Западного Китая традиционно используют как лекарство, значительно улучшил переработку сахара у мыши, страдающей от диабета, и снизил другие последствия этой болезни (Chinese Journal of Modern Applied Pharmacy)…