В очередной подборке интересных научных новостей недели:
О чем может напомнить запах
Всем вам наверняка знаком удивительный эффект, когда какой-то запах вдруг отсылает вас в прошлое. Тонкий аромат елки напоминает о детстве и новогодних подарках, а запах антисептика заставляет передернуться от воспоминания о походе к зубному врачу.
Способностью запаха вызывать воспоминания заинтересовались ученые из Центра системной нейрологии Бостонского университета, которые решили выяснить, нельзя ли использовать запах в качестве лекарства для лечения депрессий, связанных с тяжелыми воспоминаниями.
«Если с помощью запаха можно вызвать яркие воспоминания, пусть даже о негативных событиях, этим всегда можно воспользоваться в терапевтических целях», — утверждает ведущий исследовательской группы, доцент кафедры нейрологии Стив Рамирес.
До недавнего времени связь между запахом и памятью, да и сам механизм возникновения воспоминаний, оставались загадкой. Устоявшаяся теория системной консолидации гласит, что воспоминания начинают формироваться в небольшом участке мозга — гиппокампе, где они насыщаются деталями. Со временем, особенно пока мы спим, участок клеток мозга, содержащих то или иное воспоминание, реактивируется и реорганизуется. После этого функцию по обработке воспоминания у гиппокампа перенимает префронтальный участок мозга, но при передаче информации часть подробностей теряется.
Эта теория неплохо объясняет, почему со временем воспоминания начинают бледнеть и стираться, а также тот факт, что при повреждении гиппокампа люди теряют способность приобретать новые воспоминания, но отчетливо помнят события многолетней давности, а в случае травм префронтальной части мозга, наоборот, демонстрируют признаки амнезии.
Но эта теория не может объяснить, как некоторые люди, особенно страдающие от посттравматического стресса, по-прежнему очень живо помнят давние события, и как запахи, которые обрабатываются гиппокампом, вдруг вызывают воспоминания, долгое время себя никак не проявлявшие.
В поисках ответов на эти вопросы Рамирес с коллегами провели эксперимент. Они решили создать у мышей воспоминание о страхе, воздействуя на них слабым, но чувствительным разрядом тока. При этом половина мышей получала электрошок, сопровождавшийся запахом экстракта миндаля, а вторую половину били током без всякого ароматического сопровождения.
На следующий день все повторилось, только уже без электричества, однако мыши, в оответствии с теорией системной консолидации, проявили активность в областии гиппокампа, то есть память о страхе вернулась.
Однако в ходе повторных экспериментов, проведенных 20 дней спустя, настоящий шок испытали уже ученые. Как и ожидалось, у группы мышей, не ощущавших запах, память о страхе переместилась в префронтальную часть мозга, однако у второй группы, испытывавшей запах, активная обработка воспоминаний продолжалась в гиппокампе.
«Это свидетельствует о том, что гиппокамп был задействован в тот момент, когда по сложившейся теории этого не дожно было быть, ведь воспоминание явно устарело, — объясняет Рамирес. — Но запах послужил сигналом для насыщения этого воспоминания подробностями».
Многие психотерапевтические и медикаментозные методы лечения посттравматического стресса основываются на попытке подавления травматических воспоминаний, но лечение возможно лишь в том случае, если люди отчетливо вопроизводят в памяти эти события.
«Зная, как запах влияет на память, мы потенциально можем по желанию включать и выключать гиппокамп, чтобы полностью подавить память о страхе», — объясняет Рамирес.
Иными словами, запахи, которые вызывают к жизни разные воспоминания, могут оказаться куда более сильным рычагом, чем считалось ранее, и если сегодня они служат спусковым крючком для ностальгии, печали или радости, то завтра могут стать настоящим лекарством от депрессии.
Бой в марсианской песочнице: марсоход врезал зонду по голове совочком
Застрявший «крот»
Марсоход «Инсайт», который сейчас работает на поверхности Красной планеты, столкнулся с непредвиденными трудностями. Он проводил плановое бурение с помощью зонда под названием «крот», и вот этот самый крот безнадежно застрял.
Дело в том, что ученые НАСА не рассчитали, что почва на Марсе окажется такой комковатой. Они надеялись, что крот без труда зароется в песок (или что-то подобное), а на деле грунт оказался весьма твердым.
А это тот самый совочек…
В итоге, чтобы осовободить крота, марсоходу пришлось буквально дать ему по башке своей телескопической рукой, вооруженной совочком.
В этом, конечно, был немалый риск, ведь рука у «Инсайта» тяжелая, а крот — существо нежное, так недолго было и блок питания вместе с системой связи повредить. К счастью, инженеры НАСА на Земле несколько месяцев отрабатывали подобные ситуации, так что удар был точным и безболезненным. Теперь марсоход вновь попытается запустить крота под землю, где ему предстоит замерить температурные колебания.
Самозаживающая кожа, которой не страшны кислота и щелочь
На мысль о прозрачной коже доцента Бенджамена Ти (на заднем плане) навели медузы
Ученые из Сингапура, вдохновленные примером медуз, создали электронную кожу, которая прозрачна, не боится воды и способна к самозаживлению.
Группе исследователей во главе с доцентом Бенджаменом Ти из Национального университета Сингапура в сотрудничестве с коллегами из Университета Цинхуа и Калифорнийского университета в Риверсайде удалось разработать совершенно новый материал всего за год.
Правда, у Ти уже имелся опыт работы в этой области. «Одной из особенностей самовосстанавливающихся материалов является то, что они не обладают прозрачностью и плохо работают при повышенной влажности, — поясняет ученый. — Это ограничивает их применение в электронике. И вот тогда-то нам пришла в голову идея поближе познакомиться с медузами, ведь они как раз прозрачные и любят влагу».
В результате на свет появился проводящий электричество гель на базе фторуглеродного полимера и ионной жидкости с высоким содержанием фтора, с высокой способностью к самозаживлению.
«Большинство полимерных гелей, таких как гидрогели, разбухают в воде или со временем высыхают на воздухе, — говорит Бенджамен Ти. — А наш материал отличается от них тем, что сохраняет форму и во влажной, и в сухой среде. Он отлично ведет себя в морской воде и даже в кислотных и щелочных средах».
Ну а сама электронная кожа создается путем распечатки нового геля прямо на электронных схемах в трехмерном принтере. В результате получается мягкий пластичный материал, электрические свойства которого изменяются при растягивании, сжатии и просто прикосновении.
«Все эти изменения можно измерить и преобразовать в читаемые электрические сигналы для дальнейшего широкого применения в сенсорных технологиях, — рассказывает ученый. — А возможность распечатывать нашу прозрачную электронную кожу на трехмерном принтере означает, что ее можно будет использовать для нового поколения мягких роботов».
Здесь нужно оговориться, что мягкие роботы — и мягкая электроника в целом — ставят своей задачей как можно точнее скопировать биологические ткани для полноценного и более комфортного общения между людьми и электронными системами.
Кстати, у нового материала есть и еше одно весьма полезное свойство.
«Вышедшие из употребления мобильные телефоны и планшеты ежегодно превращаются в миллионы тонн мусора, — говорит Ти. — Мы же надеемся, что в будущем электроника из умных материалов сможет заниматься самопочинкой, уменьшив тем самым электронные отходы во всем мире».
Не курица и не утка: птица, которая делила планету с динозаврами
Asteriornis занимает место посередине между сухопутными птицами вроде индюка (слева) и водоплавающими типа утки (справа)
Во времена, когда планетой правили огромные и свирепые динозавры, буквально у них под ногами шныряла то ли утка, то ли курица, на которую мало кто обращал внимание. Но прошли десятки миллионов лет, и…
«Когда я увидел эту окаменелость, это был самый восхитительный момент за всю мою научную карьеру», — признался палеонтолог из Кембриджского университета Дэниел Филд.
В результате сканирования выяснилось, что черепу и остаткам костей ноги более 66 млн лет, то есть это самые древние из обнаруженных на сегодняшний день окаменелых останков птицы в современном понимании этого слова.
Птичку немедленно назвали Asteriornis maastrichtensis — в честь древнегреческой богини Астерии, превратившейся в перепелку, чтобы спастись от похотливого Зевса (или превращенной в птичку им самим).
Проанализировав останки, Филд и его коллеги пришли к выводу, что птичка сочетала в себе черты современных водоплавающих птиц, вроде уток, с чертами птиц сухопутных, таких как куры и перепелки. А отсюда сам собой напрашивается вывод, что Asteriornis могла быть их общим предком.
Нам уже доподлинно известно, что птицы произошли от хищных динозавров, благодаря находке утерянного звена — археоптерикса возрастом 150 млн лет, обладавшего зубами, подобно динозаврам, но при этом пернатого как птица.
Однако ученым остается только гадать, как же появились настоящие птицы.
Дэниел Филд надеется на новые громкие открытия
Когда падение астероида резко и брутально положило конец меловому периоду около 66 млн лет назад, суперцыпленок и его родственники успешно пережили этот катаклизм и дали начало всему разнообразию птиц, которым мы наслаждаемся сегодня. А вот его отдаленным зубастым родственникам повезло меньше, и они разделили судьбу динозавров.
«Этот экземпляр дал нам много ценной информации, — говорит палеонтолог из Университета Джонса Хопкинса Эми Баланофф. — Он рассказывает о некоторых ключевых характеристиках, которыми нужно было обладать, чтобы пережить такой катаклизм».
Окаменелые останки ранних птиц, обнаруженные в Южном полушарии, давали повод некоторым ученым предполагать, что современные птицы появились на континенте Гондвана.
Однако суперцыпленок, найденный в бельгийском карьере (то есть в Северном полушарии), ставит эту теорию под сомнение.
«Asteriornis дает нам представление о грядущих открытиях, — надеется Филд. — И он поможет нам понять, где и когда появились первые птицы».