«Химия и Жизнь», Октябрь 2024

Искусственный интеллект завоевал реальный мир, но еще не занял прочного места в общественном сознании. Даже люди, знакомые с принципами его работы, иногда относятся к нему с опасением. У неспециалиста он часто вызывает неприязнь, даже отторжение. В чем же его опасность для человечества?

Большая химия, которая была выстроена в СССР силами таких мощных государственных деятелей, как А.Н. Косыгин, Л.А. Костандов и С.В. Голубков, к 80-м годам достигла небывалого расцвета. Но потом случились события 1990-х, и большая химия пошла под нож. Пострадали предприятия во всех республиках. Многие попросту закрыли. Остались лишь воспоминания о загубленных возможностях и золотом веке большой химии. О том, как возникала эта большая советская химия в союзных республиках, почитайте в репортаже И.С. Яковчука из Литвы, который был опубликован в №10 «Химии и жизни» за 1965 год.

Женщины во всем мире живут дольше мужчин. Причем не только в военное, но и в мирное время. Почему? Этот вопрос в геронтологии не решен. Доктор биологических наук А.В. Куликов с коллегой Л.А. Архиповой разрабатывают гипотезу, согласно которой разница в продолжительности жизни мужчин и женщин связана с ролью половых гормонов и в первую очередь тестостерона.

Удивительная судьба выпала на долю простого на вид соединения C2H5OH, получившего название «этанол», или, по-простому, «спирт». Его знают все. О нем сказано и написано много. Но тем не менее в естествознании эта «бесцветная жидкость с характерным запахом» до сих пор не удостоилась того внимания, которого, несомненно, заслуживает. Исторически сложилось так, что алкотему сфокусировали и завязали на человека, на социальном и медицинском аспектах его жизни. Между тем этиловый спирт сопровождает в том или ином качестве всю биологическую эволюцию и присутствует практически на всех этапах ее прогресса, включая, разумеется, и антропогенез.

Мы продолжаем серию публикаций, посвященных сопоставлению научно-технических идей, высказанных когда-либо в научной фантастике, и современных их реализаций. В этом номере А. Речкин ищет истоки таких концепций, как скафандры с системой жизнеобеспечения для длительных работ вдали от туалета и передача энергии из космоса на Землю.

Консорциум ученых создал первый в истории молекулярный атлас сосудистой системы мозга с разрешением в одну клетку. Для этого медики секвенировали РНК более 600 тысяч клеток в 117 образцах тканей мозга и выявили ключевые различия между сосудами здорового и больного мозга. Атлас описывает период от раннего развития мозга у плода до зрелости, а также стадии изменения разных сосудозависимых патологий центральной нервной системы, включая опухоли мозга. Исследование принесет пользу и врачам и ученым, занимающимся вопросами эволюции мозга и появления опухолей, а также нейробиологам, иммунологам и генетикам, изучающим отдельные клетки.

У людей мозг всегда был исключительно большим. Однако, несмотря на широкие исследования, ученые не понимают связи между массой мозга и массой тела у млекопитающих. Более века биологи полагали, что эта связь линейна, то есть чем крупнее животное, тем пропорционально больше размер его мозга. Чтобы прояснить споры на эту тему, исследователи собрали данные о размере мозга 1500 видов животных. Оказалось, что график зависимости его относительной величины от размера тела имеет вид выпуклой загибающейся кривой, причем человек здесь не исключение. Ее единый вид для всех млекопитающих позволил выявить наиболее сильные отклонения от среднего.

Способность языка создавать новые смыслы при комбинировании слов очевидна, но как происходит этот процесс, непонятно. Это относится и к отрицанию. Группа ученых выяснила, как мозг обрабатывает фразы, содержащие отрицательную частицу «не». Исследователи провели серию экспериментов, в которых участники читали на мониторе компьютера фразы с отрицанием и без него и движением мышки оценивали их значение по шкале от 1 до 10. С помощью энцефалографии лингвисты следили за электрической активностью мозга участников при выполнении тестов. Измерения подтвердили их экспериментальные выводы. Отрицание вышло за рамки простого сложения значений слов.

Наш слух зависит не только от звуков вокруг, но и от того, чем мы заняты и что для нас важно в данный момент. Биологи сделали шаг к разгадке тайны о том, как мозг помогает нам обнаруживать и фильтровать звуки, казавшиеся слабыми, и что играет ключевую роль в адаптации слуха к изменяющимся условиям. Для этого ученые провели опыты с мелкими млекопитающими, которые выполняли разные действия в ответ на слабые звуки, привлекательные для них. Затем биологи научились отключать эти способности химическими методами. Хотя исследование проводили на животных, авторы уверены, что их результаты имеют значение для нейрофизиологии, лечения навязчивого звона в ушах и других нервных расстройств.

Неврозом навязчивых состояний страдают 2–3% населения мира, причем 20–40% людей с тяжелым расстройством медикаментозному лечению не поддаются. Глубокая электростимуляция нейронной активности специфических областей мозга помогла медикам восстановить нарушенные связи нейронов и сильно улучшить состояние двух третей трудных пациентов. При этом тремор и скованность мышц уменьшались сразу. Ученые выявили изменения низкочастотных колебаний мозга в диапазоне от тета- до альфа-волн для тяжелых случаев, нашли нейронный маркер, который позволит дистанционно отслеживать и прогнозировать состояние, а также предложили объяснение механизма выздоровления.

Его называли реформатором медицины, отцом ятрохимии и токсикологии, мистиком, визионером и шарлатаном, Мартином Лютером медицины. Последнее не всегда было комплиментом. Он на это скромно отвечал, что намного превосходит Лютера. Не так просто сформулировать, в чем состоял его вклад в медицинскую науку, зато даже люди, никогда не увлекавшиеся магией, слышали про «астральные тела». Так кем же все-таки был Парацельс?

Как правило, мы знаем, кто и что открыл. А как ответить на вопрос — когда? Про Антарктиду есть однозначный ответ — 16 января 1820 года. Ровно через год, в январе 1821 года, «Восток» и «Мирный» снова подошли к берегу, уже в другом месте, и назвали его Землей Александра I, в честь русского императора. Высадиться не получилось — помешала широкая полоса битого льда. Однако на карте мира появилась береговая линия шестого материка. Подтвержденная высадка человека на берег Ледяного континента состоялась только через 74 года, в 1895 году. Кто был этот человек?

Давным-давно на Земле жили гигантские животные. И еще раз жили. И еще. Сухопутные существа тяжелее тысячи килограммов появлялись в ходе эволюции более 30 раз. О тяжеловесных обитателях вод мы в этот раз говорить не будем. Нас интересует, как живется гигантам на суше, точнее — как они перемещаются. Человек весом более 300 кг с постели не может встать, а эти туши не только ходят, но даже бегают и преодолевают значительные расстояния.

Все бобовые растения очень красивы, у них нарядные листочки и яркие цветки. А если растение еще многолетнее и стебель у него деревянистый, то вообще загляденье. Таков стальник полевой Ononis arvensis. Цветет он в июне — августе крупными розовыми цветками, а в сентябре — октябре выкапывают его корни, толстые и длинные, до 40 см длиной. Они-то нам и нужны, потому что лечебные.

Появилась новая технология, которая дает возможность медикам внутри куба из прозрачного акрила увидеть трехмерные изображения разных органов, например сердца, мозга или почек. Двумерные и трехмерные изображения проявляют в полимерах со светочувствительной примесью с помощью специального светового проектора. Стирают эти изображение тепло или свет. Ученые провели успешные испытания на полидиметилсилоксане размерами до 15 см. Портативные трехмерные дисплеи пригодятся архитекторам, инженерам, геологам, ученым и пр.

Диоксид циркония в виде тонких пленок или наночастиц перспективен для транзисторов и мемристоров, а также устройств энергонезависимой памяти нового поколения. Он хорошо совместим с кремнием, который составляет основу современной электроники. Российские ученые разработали новую промышленную методику синтеза при комнатной температуре оксида циркония со стабильной тетрафазой. Наночастицы диоксида получают в плазме аргона с кислородом при давлении на порядки меньшем атмосферного. Ученые исследовали фазовый состав частиц и эффект резистивного переключения между двумя состояниями материала.

Ученые выяснили, что сильно анизотропные кристаллы InSeI нанометровой длины в зависимости от температуры меняют свой цвет от желтого к оранжевому. Явление связано с линейной температурной зависимостью длины волны света, соответствующей границе полосы поглощения InSeI. Это позволяет откалибровать кристалл так, чтобы дистанционно измерять его температуру оптическими методами. Эти наносенсоры не менее чем на порядок чувствительней любых других. Они нужны многим потребителям, в том числе для научных исследований и промышленности. К примеру, они смогут измерять температуру электронных приборов и разных компонентов компьютерной техники.

Сканирующие просвечивающие микроскопы направляют сфокусированный пучок электронов на образец и точка за точкой создают его изображение. В каждой точке пучок делает паузу для накопления сигнала, не зависящую от ее особенностей. Этот метод опасен разрушением объекта исследования. Физики пересмотрели всю логику работы микроскопа и придумали, как значительно сократить время облучения образца. Чтобы автоматически перекрывать пучок электронов за наносекунды, ученые совместно с одной из инженерных фирм разработали и запатентовали новую технологию. Метод принесет пользу многим исследованиям, от материаловедения до медицины.

Группа китайских ученых разработала растягивающуюся искусственную термоэлектрическую ткань. Она может генерировать электрический ток из-за разницы температур между ее слоями и служить датчиком температуры. В нее можно интегрировать датчики давления, растяжения, химического состава и пр. Ткань выдерживает 3200 циклов сминания. Она не потребует частой смены внешних источников питания и идеально подходят для непрерывного сбора данных о людях, которые затем сможет анализировать искусственный интеллект. Руководитель исследований заявил, что это «технология, разрушающая границы здоровья».

Вечернее солнце освещало город на холме, и он сиял, точно свежие медовые соты. Из открытых ворот простиралась дорога. Ниже по холму она разбивалась на песчаные тропы, ведущие через поля, поросшие маком, лавандой и рапсом. «Наверное, с башни это смотрится еще восхитительней», — подумал путник, шагавший с лекарским сундучком за плечом по одной из этих троп...

Британские ученые в 2011 году сообщили: в мозгах консерваторов больше, чем у либералов, объем серого вещества в правой миндалине и меньше — в передней поясной коре. Схожий эффект вскоре нашли и американцы; с тех пор стало модно рассуждать о синих и красных мозгах избирателей. И вот в 2024 году исследователи из Амстердамского университета уточнили данные, для чего разделили идеологию на две части — социальную и экономическую.

Пока скептики, заслышав о превращении атмосферного СО₂ в моторное топливо, вертят пальцем у виска, инженеры делают свою работу. Например, в германском Юлихе в июне 2024 года открыли первую промышленную станцию, которая с помощью солнечного тепла превращает воду и углекислый газ в синтетическое топливо.

Евгения похитили инопланетяне. Не то чтобы он по этому поводу сильно парился. Не больше чем по всем остальным. Во-первых, как похитили, так и вернули. Во-вторых, никаких ужасов с ним не сотворили. В-третьих, никаких следов это все на нем не оставило. Ну, кроме появившейся манеры все по пунктам раскладывать. Это во-первых. А во-вторых…

Раствор, делающий живую кожу обратимо прозрачной, создали биоинженеры и материаловеды. Исследователи в эксперименте втирали водный раствор тартразина в пузико лабораторной мышки. И этот участок кожи через несколько минут превращался в прозрачный иллюминатор, сквозь который были видны внутренние органы зверька.