У Вас отключён javascript.
В данном режиме, отображение ресурса
браузером не поддерживается

ЭВОЛЮЦИЯ СОЗНАНИЯ

Информация о пользователе

Привет, Гость! Войдите или зарегистрируйтесь.


Вы здесь » ЭВОЛЮЦИЯ СОЗНАНИЯ » Дополнения » -Квантовый комп в голове человека


-Квантовый комп в голове человека

Сообщений 51 страница 60 из 64

51

Нанороботы смогли доставить лекарства живым тараканам, повинуясь силе мысли

Невероятно: группа израильских ученых разработала устройство, которое использует мозговые волны человека для дистанционного управления нанороботами на основе ДНК — когда эти нанороботы находились внутри живого таракана. Повинуясь мысленному приказу человека, оболочка робота раскрывается, подобно устрице, и высвобождает лекарственную молекулу, которая правит физиологию клеток таракана.
Несмотря на то, что это «всего лишь демонстрация и доказательство концепции», такая технология открывает для нас новую эпоху нейрокомпьютерных наноинтерфейсов, которые связывают психическое состояние человека с биоактивным грузом, вроде лекарств. Будущие методы лечения, в основе которых будет такой прототип, могут существенно продвинуться в лечении шизофрении, депрессии или других психических расстройств: лекарства будут активироваться только тогда, когда мозговые волны пациента будут демонстрировать признаки ненормальности.
Взлом телесных функций таракана силой мысли — это довольно интересно уже само по себе, но ученые разрабатывали свою технологию с другой целью на уме: решить надоедливую проблему доставки лекарств.
Доставить препараты куда нужно чрезвычайно сложно, особенно если дело касается внутренней работы мозга.
Когда человек глотает нейроактивную таблетку (скажем, аддералл или риталин), активные ингредиенты начинают циркулировать по телу. Некоторые сразу же разрушаются печенью, что снижает их эффективность, другие же прорываются через кровоток, иногда вызывая побочные эффекты. Ученые пытались обойти эту проблему путем инкапсулирования лекарственных средств в различных оболочках для таблеток или гелях, задерживающих высвобождение. Но даже эти системы не являются полностью управляемыми, поскольку нет никакого способа отключить их, как только оболочка будет снята.
Несколько лет назад группа гарвардских ученых под руководством Джорджа Черча придумала весьма экзотическое решение: нанороботы на основе оригами из ДНК.
Имеющие оболочку, подобно моллюскам, эти наноразмерные роботы состоят из цепочек синтетических молекул ДНК, которые инкапсулируют полезную нагрузку в виде лекарств, пока не наступит время их высвободить. В отличие от таблеток с управляемым высвобождением, препарат физически привязан к оболочке, поэтому он никогда не будет физически свободен и блуждать по телу. Вместо этого полезный груз высвобождается только когда открывается «моллюск»; закройте раковину и сразу же заблокируете лекарство.
Открытие наноробота происходит за счет работы двух замков, каждый из которых представлен особой цепью ДНК под названием аптамер, которая связывается с целевой молекулой — рецептором на поверхности раковых клеток, например. Когда аптамер фиксируется на цели, раковина раскрывается и выпускает ценный груз.

52

10 НЕОЖИДАННО КРУТЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, КОТОРЫЕ МЫ ЖДЕМ К 2100 ГОДУ

Прогнозировать будущее тяжело. Узнать, какие технологические чудеса ожидают нас в ближайшие несколько лет, практически невозможно; что говорить тогда о следующих восьмидесяти? И тем не менее ресурс Gizmodo решил собрать список из десяти крутых, продвинутых и удивительных технологий, которые должны быть примерно к 2100 году. Некоторые из этих технологий уже «почти здесь», но то же самое можно сказать и об обещанном нам много лет назад термоядерном синтезе. И какими бы невероятными описанные ниже вещи вам ни показались, большинство их — если не все — просто должны появиться на рубеже 22 века. Причина этого лежит в инновации, которой в этом списке нет: искусственный сверхинтеллект. Как метко выразился компьютерный ученый И. Дж. Гуд в 1960-х, «первая сверхразумная машина станет последним изобретением, которое нужно сделать человеку».
Как только машина обзаведется интеллектом, превосходящим человеческий — и произойти это может уже в 2050-е годы — слова «технически возможно» перестанут иметь смысл. Разумные машины заменят людей в качестве дизайнеров и инженеров, будут создавать технологии из любых наших сказок и фантазий, и даже больше. Перед вами десять таких технологий, которые могли бы изменить практически всё.

ПОДКЛЮЧЕННАЯ К МОЗГУ ВИРТУАЛЬНАЯ РЕАЛЬНОСТЬ

Носимые устройства виртуальной реальности вроде Oculus Rift — это все, конечно, круто и хорошо, но какими бы сложными такие устройства ни были, «истинное» чувство пребывания в параллельной реальности будет всегда оставаться за пределами досягаемости. Нужно что-нибудь более… внедряющее. К 2100 году мы точно найдем способ сделать опыт виртуальной реальности неотличимым от этой самой реальности. Что примечательно, этот опыт будет напрямую скармливаться нашему мозгу, минуя обычные органы чувств и делая все происходящее невероятно достоверным.
Чтобы получить материальное ощущение происходящего, нам нужно добраться до источника всего опыта: в человеческий мозг. По сути, мозг (и другое всякое) представляет собой устройство обработки чувств. Все, что мы ощущаем изо дня в дне, будь то запах старых носков или манящее свечение монитора, все проходит через мозг. Но что реально на самом деле? Когда мы говорим о том, что чувствуем, что слышим, что видим и пробуем, «реальны» лишь электрические сигналы, считываемые мозгом.
Футуролог Рэй Курцвейл объяснил, как это могло бы произойти, в своей книге «Сингулярность близко».
Он считает, что все начнется с нанороботов в наших телах и мозге. Нанороботы будут поддерживать нас здоровыми, обеспечивать полное погружение в виртуальную реальность прямо изнутри нашей нервной системы, обеспечивать прямое сообщение мозга с мозгом через Интернет и существенно расширять умственные возможности человека. Но не стоит забывать, что небиологический интеллект «умнеет» дважды в год, а биологический интеллект по сути стоит на месте. К 2030-м годам небиологическая часть нашего интеллекта будет вытеснять биологическую.
Временные рамки Курцвейла, конечно, немного оптимистичны, но слова его не лишены смысла; мы найдем новые способы нарушить гематоэнцефалический барьер и создать микроскопические машины, которые могут путешествовать по всему телу. И мы также работаем над составлением подробной карты мозга, в которую входят и области, обрабатывающие входящую сенсорную информацию.
После имплантации в мозг нанороботы Курцвейла могли бы обнаруживать различные сенсорные входы в мозге и закрывать их (то есть препятствовать прохождению электрических сигналов от сетчатки глаза, уха и т. п.), делая человека совершенно отрезанным от реальной среды. Это была бы идеальная камера сенсорной депривации. Вместо эти сигналов нанороботы, получающие беспроводные сигналы, посылали бы в мозг свои и кормили его искусственными чувствами. Человеку будет казаться, будто он оказался в другом мире.

УЛИТАРНЫЙ ТУМАН

Инноватор в области нанотехнологий Дж. Сторрс Холл представляет утилитарный туман (или сервисный наносмог) в виде роя нанороботов, или «фоглетов», которые могут принимать форму практически любого объекта и менять свою форму на лету. Сторрсу пришла в голову эту идею, когда он пытался представить себе ремень безопасности будушего. Вместо статических ремней и надувных подушек безопасности Холл представил умное облако связанных фоглетов-снежинок, которые могут двигаться в соответствии с любым объектом поблизости, включая и пассажиров в автомобиле.
Утилитарный туман бросает вызов воображению с точки зрения технологической сложности. Каждый фоглет будет всего 10 микрон в поперечнике (размером с клетку человека), оснащен крошечным, рудиментарным бортовым компьютером, которые будет контролировать его действия (и внешне поддерживаться системой искусственного интеллекта) и десятком телескопических конечностей, которые будут вытягиваться наружу в форме додекаэдра. Связываясь, два фоглета будут образовывать контур, позволяющий передавать энергию и связь по сети. Эти фоглеты не смогут плавать, но скорее будут формировать решетчатую структуру, растягивающуюся во всех 12 направлениях.
Утилитарный туман будет работать как программируемая материя, сможет передвигаться, обволакивать и даже транспортировать предмет или человека. Возможно, такой туман можно было бы даже использовать для создания виртуального мира вокруг человека.

КОСМИЧЕСКАЯ СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКА

Поскольку наша цивилизация пытается смягчить последствия изменения климата и перейти к более устойчивой энергетической экономике, кажется, что мы никогда не сможем удовлетворить свои ненасытные потребности в энергии. Космическая энергетика — идея, которая была предложена еще в 1960-е годы — может решить эту проблему раз и навсегда.
Примерно 60 лет назад Питер Глейзер представил солнечные спутники, способные передавать улавливаемую солнечную энергию на поверхность Земли по микроволнам. С тех пор предлагались различные схемы использования этой идеи, и у Японии даже есть реальный план. Система SBSP представляет собой японскую орбитальную ферму, которая будет поддерживать стационарную орбиту 36 000 километров над экватором и передавать энергию на Землю посредством лазерных лучей. Каждый спутник будет нацеливаться в 3-километровую по ширине принимающую станцию, которая будет вырабатывать гигаватт электричества. Этого достаточно, чтобы запитать полмиллиона домов. Ради безопасности, принимающие станции будут расположены далеко от места обитания людей, в пустыне или на острове.

ЗАГРУЗКА СОЗНАНИЯ

На рубеже 22 века многие люди предпочтут чисто цифровое существование, свободное от всех биологических ограничений. Загрузка сознания или эмуляция целого мозга позволит точно копировать существующий биологический мозг. Сканирование будет захватывать каждую деталь вплоть до молекулярного уровня и включать воспоминания, ассоциации и даже личные причуды человека.
Футурологи пока не знают точно, когда станет доступна загрузка сознания, но важным шагом будет убедиться, что скопированы все важнейшие части мозга, особенно те, которые привязаны к человеческому чувству идентичности (а именно — парагиппокамп и ретроспленальную кору головного мозга). Придется также прибегать к «разрушительному» копированию, когда существующий мозг нарезается или вообще извлекается, чтобы записать состояние и воспоминания человека. В качестве альтернативы, можно было бы использовать достаточно мощный сканер мозга, чтобы делать слепки мозга и затем «вставлять» их в компьютер, способный передавать эту информацию функционирующему сознанию. Чтобы загруженный человек функционировал нормально, ему понадобится также виртуальное тело и среда.
Важный научный и философский вопрос, который нужно задать, будет ли этот процесс истинным «переносом» сознания, а не копированием мозга человека. Более того, не совсем понятно, можно ли воссоздать самосознание на цифровой подложке. Пугает то, что каждая загрузка может производить в некотором роде зомби, который будет вести себя подобно человеку в прошлом, но на деле действовать по сценарию, как программа.

УПРАВЛЕНИЕ ПОГОДОЙ

Крайне маловероятно, что наш вид сможет полностью контролировать погоду к концу нынешнего столетия, но серьезно влиять на нее — вполне. Мы уже засеиваем облака частицами для стимулирования осадков; в Калифорнии это делают уже 50 лет. Во время летних Олимпийских игр 2008 года в Пекине, китайские власти запустили 1100 ракет в облака, чтобы спровоцировать ливни до того, как штормы достигнут столицы. Иногда даже в грозовые тучи запускают лазерные импульсы в надежде вызвать молнии.
В будущем погодные инженеры смогут выстраивать массивные стеноподобные структуры, которые не позволят образоваться разрушительным торнадо, либо будут строить массивные — очень массивные — турбины в море, которые будут высасывать энергию из ураганов. Проведенное в 2014 году исследование показало, что ветропарк, состоящий из десятков тысяч отдельных ветровых турбин, может снизить скорость ветра на 148 км/ч и уменьшить штормовые приливы на 79%. По сути, это значит свести ураган на нет.
Что более интересно, мы могли бы в конечном итоге построить машину погоды, чтобы создать программируемую погоду. Особенно любопытный глобальный план требует тонкого облака мелких прозрачных шариков, которые поднимаются в атмосферу и могут отражать входящий солнечный свет. Внутри каждого шарика будет размещаться зеркало и GPS-модуль, механизм для управления ориентацией и небольшой компьютер. «Программируемый парниковый газ», поднимаемый водородом, будет находиться в 30 километрах над поверхностью Земли. Когда миллионы зеркал будут смотреть от Земли, они смогут отражать солнечный свет обратно в космос. Эта система, управляемая искусственным интеллектом, сможет менять погодные условия по всему миру и превращать не особо пригодные для проживания места в области с умеренным климатом.

НАНОАССЕМБЛЕРЫ

Думаете, 3D-принтеры это круто? Тогда дождитесь появления молекулярных ассемблеров (наноассемблеров), гипотетических машин, описанных одним из отцов нанотехнологий Эриком Дрекслером. Дрекслер описал наноассемблер как устройство, способное манипулировать отдельными атомами для создания желаемого продукта.
Дрекслер особенно подчеркивал, что биологические ассемблеры уже существуют и производят сложные и удивительные структуры вроде бактерий, деревьев, меня и вас. Используя ту же логику, он полагает, что мы в конце концов сможем задействовать механические свойства сверхмалых объектов и использовать аналогичные принципы для создания объектов любой формы или консистенции.
Наноассемблеры могут привести мир к эпохе «кардинального изобилия», позволят нас производить предметы и материалы, которые иначе было бы невозможно построить, буквально с нуля (или, если более точно, с молекул). Такие устройства могли бы даже готовить нам пищу. Чтобы сделать стейк, наноассемблеру понадобится углерод, водород и азот, из которых он сложит аминокислоты и белки, а затем соберет в форме стейка.

ГЕОИНЖЕНЕРИЯ

Последствия изменения климата, скорее всего, необратимы. Независимо от того, что мы будем делать отныне и до 2100 года, уровень парниковых газов в нашей атмосфере будет продолжать согревать планету.
Чтобы предотвратить многие экологические бедствия, которые последуют за изменением климата — от повышения уровня моря и суперзасух до супербурь и массовых вымираний — мы, хоть и с неохотой, должны начинать менять планету при помощи геоинженерии.
Некоторые известные предложения геохакинга включают высев перистых облаков для уменьшения коэффициента отражения, инъекции стратосферных частиц для управления солнечным излучением, впрыск серных аэрозолей, вызывающих глобальное затемнение, и простые решения вроде восстановления тропических лесов для восстановления баланса углерода. Другие идеи включают гигантский космический отражатель (хотя конкретно это может быть за пределами наших технологических возможностей к 2100 году), удобрение океанов для роста всасывающих углерод водорослей, а также увеличение щелочности океана, чтобы сделать их менее кислыми. Очевидно, недостатка в идеях нет.
Проблема геоинженерии, конечно, в том, что мы можем уверенно разрушить планету, если что-то пойдет не так, а также стать зависимыми от нее. Но отчаянные времена требуют отчаянных мер, а мы будем полагаться на сложные климатические модели и суперкомпьютеры.

ОБЩЕНИЕ РАЗУМОВ

Достижения в области коммуникационных технологий и нейробиологии превратят человечество буквально в телепатический вид.
Появление прямой связи от разума к разуму еще больше свяжет нас как личностей и, предположительно, приведет к «роевому сознанию» — обширной сети взаимосвязанных разумов, работающих вместе при помощи Интернета. В таком будущем мы будем наблюдать растворение личности и подъем коллективного массового сознания.
Что примечательно, такое будущее может быть ближе, чем мы думаем. Еще в 2014 году международная команда исследователей первой продемонстрировала прямую и полностью неинвазивную систему связи мозга с мозгом. В ходе экспериментов участники смогли обменяться мысленно спроецированными словами, хотя были разделены сотнями километров. Год спустя другая команда ученых передала сигналы мозга через Интернет, управляя движениями руки другого человека. Эти системы, которые сейчас только в зачаточном состоянии, намекают на будущее, в котором мы сможем использовать силу мысли для общения между собой и телекинетического управления умными устройствами в нашей среде.

СИЛА ТЕРМОЯДЕРНОГО ВЗРЫВА

В начале этого года физики в Германии использовали 2-мегаваттный СВЧ-импульс, чтобы нагреть водородную плазму низкой плотности до 80 миллионов градусов. Этот эксперимент не произвел никакой энергии и продлился всего четверть секунды, но стал важным шагом вперед в усилиях по запуску ядерного синтеза, чрезвычайно перспективной формы производства энергии.
В отличие от ядерного деления, в процессе которого ядра атома делятся на части поменьше, ядерный синтез создает единое тяжелое ядро из двух легких. В результате изменение массы порождает огромное количество энергии, которая, по мнению ученых, может быть использована как рабочий источник чистой энергии. Термоядерный синтез может заменить сжигание ископаемого топлива и традиционные ядерные реакторы.
Но для этого ученым необходимо выяснить, как надежно и безопасно управлять условиями, которые обычно встречаются на солнце. Проблема в том, что плазму синтеза очень трудно ограничить; свободно текущие потоки протонов и электронов выкаблучиваются. Наше солнце удерживает плазму мощной гравитацией, но на Земле приходится полагаться на магниты и лазеры, чтобы повторить этот подвиг. Как только крошечный кусочек плазмы убегает, он может испортить стену машины, поэтому реактор синтеза отключается.

ИСКУССТВЕННЫЕ ФОРМЫ ЖИЗНИ

Не желая останавливаться на генной инженерии, ученые будущего наверняка захотят создать новые организмы с нуля — от микроскопических синтетических бактерий до новых людей. Эта расцветающая дисциплина искусственной жизни началась с попытки воссоздать сугубо биологическое явление и в этом ей помогают компьютеры и другие синтетические среды.
Стремление создать синтетические формы жизни уже идет полным ходом. Ранее в этом году ученые из Института синтетической геномики успешно создали искусственный бактериальный геном, который обладал скудным набором из 473 генов — меньше, чем встречалось у любого организма в природе. Дальнейшие прорывы в этой области помогут биологам исследовать основные функции жизни и классифицировать важнейшие гены в клетках. Ученые могут использовать «строительные кирпичики» клеток для создания организмов со способностями, которых нет в природе — например, бактерий, которые могут потреблять пластик и токсичные отходы, и микроорганизмы, которые будут выступать лекарствами для наших тел.
Любая из перечисленных выше технологий может изменить нашу цивилизацию. Что менее ясно, так это то, как эти чудеса будут работать между собой; перекрестные эффекты технологий зачастую трудно предсказать. Например, связь подключенной к мозгу виртуальной реальности, загрузки сознания и искусственного интеллекта может привести к созданию компьютерной цивилизации, состоящей из настоящих людей и искусственных интеллектов. Системы геоинженерии будущего могут включать систему управления погодой. И так далее.
Чем больше прогнозов о будущих технологиях мы делаем, тем сложнее понять, как на самом деле может выглядеть будущее.

53

Мозговой чип, дающий сверхчеловеческую память, готов к испытаниям на людях
24 октября 2016г.

До сих пор идея вживления специального чипа в мозг, придающего человеку сверхспособности, относится к сюжетам научно-фантастических фильмов. Однако нейробиологи все активнее занимаются этой темой. Так чипы-имплантаты, активизирующие память, уже успешно опробованы на крысах.
Доктор Теодор Бергер, профессор биомедицинской инженерии университета Южной Калифорнии уже 20 лет активно занимается созданием мозговых чипов в рамках изучения болезни Альцгеймера. Одна из последних его разработок – чип, имитирующий электрические сигналы мозга.
В основе уникальной разработки лежит механизм преобразования краткосрочных воспоминаний в долгосрочные. Преобразовывая воспоминания, мозг создает из шаблона электрических сигналов уникальный код. Мозговой чип формирует электрические сигналы, соответствующие шаблону, имитируя при этом естественный процесс.
Теодор Бергер совместно с предпринимателем Брайаном Джонсоном создали стартап под названием «Kernel», ориентированный на изготовление мозговых имплантатов.
В настоящее время проводятся испытания на больных, страдающих эпилепсией, и уже имеются положительные результаты. Брайан Джонсон так оценивает перспективы имплантатов:
«Идея заключается в том, что если у вас возникли проблемы с памятью, то вы сможете с помощью протеза гиппокампа (участок головного мозга, ответственного за формирование воспоминаний) восстановить память».
Как предполагают создатели Kernel, в будущем любой желающий сможет увеличить объем собственной памяти, просто установив их чип себе в мозг.

54

Ученые подтвердили, что ДНК содержит второй слой информации
11 июня 2016
Все, что делает нас уникальными, содержится в нашей ДНК. Однако еще более двадцати лет назад была выдвинута гипотеза, что человек — это результат не только его генетического кода, но и информационных сигналов, определяющих, как код складывается внутри клеток организма.
Теперь, нидерландские физики-теоретики подтвердили, что второй слой информации действительно существует.
Белки являются строительными «кирпичиками» нашего организма. Через последовательность из четырех основных азотистых оснований, входящих в состав нуклеиновых кислот — гуанина, аденина, тимина и цитозина — ДНК диктует, какие белки и в каком количестве вырабатывать. Хотя клетки в нашем организме содержат одинаковую последовательность ДНК, из них получаются разные органы. Это позволяет предположить, что в клетках протекают дополнительные процессы.
Молекулы ДНК упакованы в наши клетки чрезвычайно плотно. Если взять отдельную клетку и распутать все молекулы ДНК, которые в ней имеются, то их суммарная длина будет около двух метров. Одна из теорий начала 80-х годов предполагала, что механические свойства ДНК определяют, как отдельные молекулы складываются внутри клетки. От этого зависит, как считывается генетический код, что является дополнительным слоем информации в верхней части последовательности азотистых оснований в спирали ДНК.
Группа исследователей во главе с Гельмутом Шейзелем из Лейденского института физики провела компьютерное моделирование для проверки гипотезы. Физики получили убедительные доказательства того, что механические сигналы на самом деле существуют. Для этого ученые передавали разупорядоченные сигналы нитям ДНК двух организмов — хлебопекарных дрожжей и делящихся дрожжей — и обнаружили, что их молекулы ДНК складываются по-разному.
Полученными результатами команда объясняет, что мутации в ДНК зависят от двух вещей: от уникальной нуклеотидной последовательности и от механической структуры ДНК, которые влияют на то, как считывается генетический код, а также на тип и количество вырабатываемых организмом белков

55

Полезные наркотики
     
Люди, практикующие медитацию, умеют управлять своим сознанием. Во время медитирования мозг погружается в особое состояние и вырабатывает эндогенные опиаты – наркотические вещества, которые оказывают на организм такое же сильное действие, как героин или ЛСД. С небольшой только, но весьма значительной разницей: эти вещества не разрушают организм, а обладают прямо противоположным эффектом. И эффект этот всегда положителен. Ученые занялись поисками этих наркоподобных веществ и, конечно же, нашли их. Оказалось, что такие вещества синтезируются мозгом, а точнее – гипофизом. Поскольку это физиологически активные вещества, выделяемые в кровь и участвующие в регуляции функций организма, то их отнесли к семейству гормонов. Веществ этих оказалось несколько, и, чтобы различать их, им дали имена собственные: альфа-эндорфин, бета-эндорфин, метион-энкефалин и лейцин-энкефалин.
      Дальнейшие исследования привели ученых к выводу, что эндорфины и энкефалины обладают морфиноподобным эффектом. Так, к примеру, бета-эндорфин действует подобно морфину, только в 15 раза сильнее. «Попросту говоря, минута медитации с выработкой бета-эндорфина снимает боль лучше, чем пятнадцатикратная доза сильного обезболивающего лекарственного средства. Эти необыкновенные вещества включают в мозгу человека так называемый „центр удовольствия“, „центр гармонии“. Мышцы под их воздействием расслабляются, а движения человека становятся удивительно пластичными.
      Великая тайна медитации заключается именно в том, чтобы научиться управлять собственным мозгом. И при необходимости вы сумеете сделать так, чтобы на защиту вам пришли чудесные исцеляющие гормоны, способные не только унять боль, но и включить специальные механизмы защиты вашего организма от любых отрицательных воздействий.
      Таким образом, с помощью „внутреннего наркотика“, который каждый из нас носит в своей голове, мы не только можем избавиться от стрессов, но и сумеем способствовать укреплению иммунитета и здоровья в целом. Вот оно – подлинное чудо исцеления.

56

Создан искусственный организм, который сам питается и рамножается

Исследователям удалось создать полусинтетический организм, который может самостоятельно воспроизводиться сколь угодно долго. Ранее бактерии с видоизмененной ДНК приходилось «подкармливать», чтобы они не теряли своих новоприобретенных свойст
В 2004 году ученые, представляющие Исследовательский институт Скриппса, смогли внедрить в ДНК живой клетки два искусственных азотистых основания, которые получили наименования X и Y. В качестве «добровольца» выступила грамотрицательная палочковидная бактерия Escherichia coli. Модифицированная соответствующим образом ДНК могла функционировать на протяжении всей жизни клетки. Однако, чтобы поддерживать процессы, ученым приходилось «подкармливать» бактерии специальными веществами, без которых синтез синтетических азотистых оснований был невозможен, а синтетические X и Y в конечном итоге заменялись на природные азотистые основания A, C, G и T.
Теперь Флойд Ромесберг (Floyd Romesberg) и его коллеги решили пойти дальше: они захотели добиться того, чтобы синтетический геном без изменений передавался потомству при каждом делении без помощи человека. Для достижения цели исследователи отредактировали транспортную систему «строительных блоков» X и Y. Кроме этого, было изменено одно искусственное азотистое основание, теперь оно стало лучше подвергаться влиянию белков, которые помогают «собрать» ДНК во время удвоения. Для проведения эксперимента задействовали новую технологию редактирования генома CRISPR/Cas9.
Ученым удалось создать полусинтетические бактерии, которые могли устойчиво жить и размножаться, не теряя своей биоинжиниринговой природы. Полученная полусинтетическая форма жизни обладает только двумя ненатуральными нуклеотидами, которые к тому же не участвуют в кодировании аминокислот. Однако для науки новый эксперимент – очень большой шаг вперед. Полученные результаты помогут в будущем создавать бактерии, способные синтезировать белки, которых не существует в природе и которые будут иметь заранее заданные свойства.
Подобное станет настоящей революцией в области создания новых медицинских препаратов и позволит спасти множество жизней.

57

В ГАРВАРДСКОМ УНИВЕРСИТЕТЕ ВЫРАЩЕН ИСКУССТВЕННЫЙ МОЗГ, СОСТОЯЩИЙ ИЗ ТРЕХ ОБЛАСТЕЙ

Специалисты Гарвардского университета вырастили невероятно сложно устроенный искусственный мозг, который состоит из трех автономных областей, между которыми могут формироваться нейронные связи. Каждая область состоит из различных по функциям и строению нейронов различных типов.
Выращенный в Гарварде искусственный мозг состоит из трех областей, имеющих аналоги и у живых организмов: миндалин, гиппокампа и коры. Для того чтобы создать искусственный мозг, ученые для начала изучили находящиеся в нервных клетках белки, а также клеточный метаболизм и свойства электропроводимости нейронов. Затем ученые отследили изменения, которые претерпевают нейроны при создании связей и «общении» друг с другом. Это было сделано путем культивирования нервных клеток одного типа в отдельной области, после чего были убраны ограничители областей, препятствовавшие образованию нервных связей. В ходе эксперимента клетки претерпели значительные изменения после установления контакта с клетками из других областей. Как говорит ведущий специалист и автор изыскания Бен Маоз: «Когда нейроны соединяются с нейронами других типов, они претерпевают кардинальные электрофизиологические изменения, и эти изменения являются движущей силой процесса развития мозга в целом. Эта модель мозга в пробирке позволит нам выявить влияние разных типов неврологических болезней на связанные друг с другом области мозга».
Для демонстрации полной работоспособности искусственного мозга ученые ввели препарат фенисилидина гидрохлорид (phencyclidine hydrochloride), который используется для моделирования симптомов шизофрении.
В ходе этого опыта удалось изучить эффект воздействия препарата как на отдельные области мозга, так и на их взаимосвязи. Все это говорит о том, что такой искусственный мозг является хорошим инструментом для изучения неврологических и психиатрических заболеваний, в том числе наркомании и болезней, вызванных травмой мозга.

Отредактировано TOT (2017-01-28 18:27:52)

58

ПЯТЬ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

Мы привыкли считать себя разумными, самостоятельными людьми, которые не расположены к необъяснимым проявлениям жестокости или безразличия.
На самом деле это совсем не так — в определенных обстоятельствах Homo Sapiens удивительно легко расстаются со своей «человечностью».

1. Эксперимент Аша (1951)

Исследование было направлено на изучение конформизма в группах. Студентов-добровольцев приглашали якобы на проверку зрения. Испытуемый находился в группе с семью актерами, чьи результаты не учитывались при подведении итогов. Молодым людям показывали карточку, на которой была изображена вертикальная линия. Потом им показывали другую карточку, где было изображено уже три линии — участникам предлагалось определить, какая из них соответствует по размеру линии с первой карточки. Мнения испытуемого спрашивали в самую последнюю очередь.
Подобная процедура проводилась 18 раз. В первые два захода подговоренные участники называли правильные ответы, что было несложно, поскольку совпадение линий на всех карточках было очевидным. Но затем они начинали единогласно придерживаться заведомо неверного варианта. Иногда одному или двум актерам в группе указывали 12 раз выбирать правильные варианты. Но, несмотря на это, испытуемые испытывали крайний дискомфорт от того, что их мнение не совпадало с мнением большинства.
В итоге 75% студентов хотя бы один раз не были готовы выступить против мнения большинства — они указывали на ложный вариант, несмотря на очевидное визуальное несоответствие линий. 37% всех ответов оказались ложными, и только один испытуемый из контрольной группы в тридцать пять человек допустил одну ошибку. При этом, если участники группы расходились во мнениях или же когда независимых испытуемых в группе было двое, вероятность совершения ошибки снижалась в четыре раза.

Что это говорит о нас?
Люди сильно зависят от мнения группы, в которой находятся. Даже если оно противоречит здравому смыслу или нашим убеждениям, это не значит, что мы сможем ему противостоять. Пока существует хотя бы призрачная угроза осуждения со стороны окружающих, нам бывает намного легче заглушить свой внутренний голос, чем отстаивать свою позицию.

2.Эксперимент с добрым самаритянином (1973)

Притча о добром самаритянине рассказывает о том, как путник безвозмездно помог на дороге израненному и ограбленному человеку, мимо которого проходили все остальные. Психологи Дэниеэл Бастон и Джон Дарли решили проверить, как сильно подобные нравственные императивы влияют на поведение человека в стрессовой ситуации.
Одной группе студентов семинарии рассказали притчу о добром самаритянине и затем просили прочитать проповедь о том, что они услышали в другом здании кампуса. Второй группе было поручено подготовить речь о различных возможностях для устройства на работу. При этом некоторых из испытуемых просили особенно торопиться на пути к аудитории. По дороге из одного здания в другое студенты встречали на пустой аллее лежавшего на земле человека, который выглядел так, словно он нуждался в помощи.
Выяснилось, что студенты, готовившие на пути речь о добром самаритянине, реагировали на подобную экстренную ситуацию так же, как и вторая группа испытуемых — на их решение влияло исключительно ограничение времени. Только 10% семинаристов, которых попросили прийти в аудиторию как можно скорее, оказали незнакомцу помощь — даже если незадолго до этого они услышали лекцию о том, как это важно помогать ближнему в тяжёлой ситуации.

Что это говорит о нас?
Мы можем с удивительной легкостью отказываться от религии или любых других этических императивов, когда нам это выгодно. Люди склонны оправдывать свое безразличие словами «это меня не касается», «я все равно ничем не смогу помочь» или «здесь справятся без меня». Чаще всего это происходит не во время катастроф или кризисных ситуаций, а в ходе обыденной жизни.

3. Эксперимент безразличного свидетеля (1968)

В 1964 году преступное нападение на женщину, которое повторилось дважды в течение получаса, закончилось ее смертью на пути в больницу. Свидетелями преступления стало более десятка человек (в своей сенсационной публикации журнал Time ошибочно указывал на 38 человек), и, тем не менее, никто не удосужился отнестись к происшествию с должным вниманием. По мотивам этих событий Джон Дарли и Биб Латейн решили провести свой собственный психологический эксперимент.
Они пригласили добровольцев поучаствовать в дискуссии. Уповая на то, что обсуждаться будут крайне деликатные вопросы, согласившимся участникам предлагалось общаться удаленно — при помощи переговорных устройств. Во время разговора один из собеседников симулировал эпилептический припадок, который можно было явственно распознать по звукам из спикеров. Когда разговор проходил один на один, 85% испытуемых живо реагировали на случившиеся и пытались оказать пострадавшему помощь. Но в ситуации, когда участник эксперимента полагал, что кроме него в разговоре участвует еще 4 человека, только у 31% находились силы, чтобы сделать попытку как-то повлиять на ситуацию. Все остальные считали, что этим должен заниматься кто-то другой.

Что это говорит о нас?
Если вы думаете, что большое число людей вокруг обеспечивает вашу безопасность, — это совсем не так. Толпа может быть безразлична к чужой беде, особенно когда в трудную ситуацию попадают люди из маргинальных групп. Пока рядом есть кто-то еще, мы с радостью перекладываем на него ответственность за происходящие.

4. Стэнфордский тюремный эксперимент (1971)

Военно-морской флот США хотел лучше понять природу конфликтов в его исправительных учреждениях, поэтому ведомство согласилось оплатить эксперимент поведенческого психолога Филиппа Зимбардо. Ученый оборудовал подвал Стэндфордского университета как тюрьму и пригласил мужчин-добровольцев, чтобы те примерили на себя роли охранников и заключенных — все они были студентами колледжей.
Участники должны были пройти тест на здоровье и психическую устойчивость, после чего по жребию были разделены на две группы по 12 человек — надсмотрщики и заключенные. Охранники носили форму из военного магазина, которая копировала настоящую форму тюремных надсмотрщиков. Также им были выданы деревянные дубинки и зеркальные солнцезащитные очки, за которыми не было видно глаз. Заключенным предоставили неудобные одежды без нижнего белья и резиновые шлепанцы. Их называли только по номерам, которые были пришиты к форме. Также они не могли снимать с лодыжек маленькие цепочки, которые должны были постоянно напоминать им об их заключении. В начале эксперимента заключенных отпустили домой. Оттуда их якобы арестовывала полиция штата, которая содействовала проведению эксперимента. Они проходили процедуру снятия отпечатков пальцев, фотографирования и зачитывания прав. После чего их раздевали догола, осматривали и присваивали номера.
В отличие от заключенных, охранники работали посменно, но многие из них в ходе эксперимента с удовольствием выходили на работу сверхурочно. Все испытуемые получали $15 в день ($85 долларов c учетом инфляции при пересчете для 2012 года). Сам Зимбардо выступил как главный управляющий тюрьмы. Эксперимент должен был продлиться 4 недели. Перед охранниками ставилась одна-единственная задача — обход тюрьмы, который они могли проводить так, как сами того захотят, но без применения силы к заключенным.
Уже на второй день узники устроили бунт, во время которого они забаррикадировали вход в камеру при помощи кроватей и дразнили надзирателей. Те в ответ применили для успокоения волнений огнетушители. Вскоре они уже заставляли своих подопечных спать обнаженными на голом бетоне, а возможность воспользоваться душем стала для узников привилегией. В тюрьме начала распространяться ужасная антисанитария — заключенным отказывали в посещении туалета за пределами камеры, а ведра, которые они использовали для облегчения нужды, запрещали убирать в качестве наказания.
Садистские наклонности проявил каждый третий охранник — над арестантами издевались, некоторых заставляли мыть сливные бачки голыми руками. Двое из них были настолько морально травмированы, что их пришлось исключить из эксперимента. Один из новых участников, пришедший на смену выбывшим, был настолько шокирован увиденным, что вскоре объявил голодовку. В отместку его поместили в тесный чулан — одиночную камеру. Другим заключенным предоставили выбор: отказаться от одеял или оставить смутьяна в одиночке на всю ночь. Своим комфортом согласился пожертвовать только один человек. За работой тюрьмы следило около 50 наблюдателей, но только девушка Зимбардо, которая пришла провести несколько интервью с участниками эксперимента, возмутилась происходящим. Тюрьма в Стэнфорде была закрыта спустя шесть дней после того, как туда запустили людей. Многие охранники выказывали сожаление о том, что эксперимент закончился раньше времени.

Что это говорит о нас?
Люди очень быстро принимают навязываемые им социальные роли и настолько сильно увлекаются собственной властью, что грань дозволенного по отношению к другим стирается у них стремительно быстро. Участники Стэнфордского эксперимента не были садистами, они были самыми обычными людьми. Как и, возможно, многие нацистские солдаты или надсмотрщики-истязатели в тюрьме Абу-Грейб. Высшее образование и крепкое психическое здоровье не помешало испытуемым применить насилие к тем людям, над которыми они имели власть.

5. Эксперимент Мильграма (1961)

Во время Нюрнбергского процесса многие осужденные нацисты оправдывали свои действия тем, что они просто выполняли чужие приказы. Воинская дисциплина не позволяла им ослушаться, даже если сами указания им не нравились. Заинтересованный этими обстоятельствами Йельский психолог Стэнли Мильграм решил проверить, как далеко могут зайти люди в причинении вреда другим, если это входит в их служебные обязанности.
Участников эксперимента набрали за небольшое вознаграждение среди добровольцев, ни один из которых не вызывал опасений у экспериментаторов. В самом начале между испытуемым и специально подготовленным актером якобы разыгрывались роли «ученика» и «учителя», причем испытуемому всегда доставалась вторая роль. После этого актера-«ученика» демонстративно привязывали к креслу с электродами, а «учителю» давали ознакомительный разряд тока в 45 В и отводили в другую комнату. Там его усаживали за генератором, где были расположены 30 переключателей от 15 до 450 В с шагом в 15 В. Под контролем экспериментатора — человека в белом халате, который все время находился в комнате, — «учитель» должен был проверять запоминание «учеником» множества пар ассоциаций, которые были зачитаны ему заранее. За каждую ошибку тот получал наказание в виде разряда тока. С каждой новой ошибкой разряд увеличивался. Группы переключателей были подписаны. Завершающая подпись сообщала следующее: «Опасно: трудно переносимый удар». Последние два переключателя находились вне групп, были графически обособлены и помечены маркером «X X X». «Ученик» отвечал при помощи четырех кнопок, его ответ обозначался на световом табло перед учителем. «Учителя» и его подопечного разделяла глухая стена.
Если «учитель» колебался при назначении наказания, экспериментатор, чья настойчивость увеличивалась по мере увеличения сомнений, с помощью специально заготовленных фраз убеждал его продолжать. При этом он ни в коем случае не мог угрожать «учителю». По достижении 300 вольт из комнаты «ученика» были слышны явственные удары в стенку, после этого «ученик» прекращал отвечать на вопросы. Молчание в течение 10 секунд трактовалось экспериментатором как неправильный ответ, и он просил увеличивать мощность удара. На следующем разряде в 315 вольт еще более настойчивые удары повторялись, после чего «ученик» прекращал реагировать на вопросы. Чуть позже, в другом варианте эксперимента комнаты не были так же сильно звукоизолированны, а «ученик» заранее предупреждал, что у него проблемы с сердцем и дважды — на разрядах в 150 и 300 вольт жаловался на плохое самочувствие. В последнем случае он отказывался продолжать свое участие в эксперименте и начинал громко вскрикивать из-за стены, когда ему назначались новые удары. После 350 В он прекращал подавать признаки жизни, продолжая получать разряды тока. Эксперимент считался законченным, когда «учитель» трижды применял максимально возможное наказание.
65% всех испытуемых дошли до последнего переключателя и не останавливались, пока их не просил об этом экспериментатор. Лишь 12,5 % отказывались продолжать сразу после того, как жертва первый раз стучала в стену — все остальные продолжили нажимать на кнопку даже после того, как из-за стены переставали поступать ответы. Позже этот эксперимент проводился еще много раз — в других странах и обстоятельствах, с вознаграждением или без, с мужскими и женскими группами — если базовые основные условия оставались неизменными, не меньше 60% испытуемых доходило до конца шкалы — несмотря на собственный стресс и дискомфорт.

Что это говорит о нас?
Даже будучи сильно подавленными, вопреки всем прогнозам экспертов, подавляющее большинство испытуемых было готово проводить через незнакомого человека смертельные удары током только из-за того, что рядом находился человек в белом халате, который говорил им это делать. Большинство людей удивительно легко идет на поводу у авторитетов, даже если это влечет за собой разрушительные или трагичные последствия.

59

Учёные меняют лабораторных мышей на устройства «мини-мозг на чипе»

Два года назад Дайэн Хофман-Ким [Diane Hoffman-Kim] вырастила свой первый мозг-шарик. Она начала с нескольких нервных клеток мыши, размещённых в специальной чашке Петри с неприлипающей поверхностью. Клетки, которым не за что было держаться, кроме как друг за друга, выросли в сферу диаметром менее миллиметра: мини-мозг. Биоинженеры с тех пор вырастили тысячи таких органоидов, в которых нейроны ведут себя активно и посылают электрические сигналы. Единственный их минус – они не живые. Без самостоятельного снабжения кровью они не выживут, если о них не заботиться.
А затем в прошлом году один из студентов Хофман-Ким заметил кое-что, незамеченное ранее: её мозги-шарики спонтанно выращивали кровеносные сосуды.
Это переплетение из трубочек отмечает начало простейшей кровеносной системы. «Их можно назвать новичками», – говорит Хофман-Ким. Её мини-мозги не в состоянии прокачивать свою кровь – для этого нужно сердце – но это не останавливает Хофман-Ким от попыток приблизить их к состоянию самостоятельной жизни. Она работает с коллегами из Брауновского университета над подключением мини-мозгов к мини-кровеносной системе: целые ряды шариков закреплены на чипах, подключенных к материнской плате с подачей крови.
За последние пять лет исследователи создали большое количество разных микро-органов, растущих в чашках Петри, от маленьких кишочков до печени лилипутского размера. Одновременно был достигнут прогресс и в создании биочипов: небольшие системы размером с USB-флэшку, содержащие один или несколько слоёв живых клеток, усеянные биосенсорами и микроканалами для подвода жидкостей. Эти двумерные чипы удобны для тестирования, к примеру, реакции клеток лёгкого на токсин, но слишком упрощены для того, чтобы по-настоящему имитировать работу органа целиком. И тут на сцену выходят такие органоиды, как мозги-шарики Хофман-Ким. Впервые двумерные биочипы скрещены с трёхмерными мини-органами – и вместе они составляют наилучший на сегодня симулятор органа.
По идее, используя такие установки, учёные смогут взять, допустим, несколько клеток вашей кожи, вырастить небольшие версии всех ваших органов, и разместить их на чипе. Затем доктора смогут проверить действие лекарств для имеющихся у вас болезней – не на мышах, а на вашей миниатюрной версии. «Это откроет новую эру в персонализированной медицине», – говорит Али Хадемхосейни [Ali Khademhosseini], биоинженер из гарвардского Института биоинженерии им. Вииса, работавший над созданием мини-органов и биочипов последние десять лет.
В работе, готовящейся к публикации, описано, как Хадемхосейни с командой создали несколько чипов, объединяющих органоиды печени и клетки рака при помощи петел из трубочек. Они прокачали через систему лекарство от рака, и отслеживали, убивает ли оно раковые клетки, и выживают ли при этом клетки печени. Таким образом возможно дозировать лекарство с тем, чтобы максимизировать антираковое воздействие, при этом не повреждая печень.
Такой способ проверки лекарств поможет разрабатывать новые методы терапии быстрее и дешевле. DARPA делает крупные инвестиции в такие исследования, особенно упирая на лечение людей от последствий воздействия ядерного и биологического оружия, поскольку это тяжело тестировать на людях. Это может означать конец эпохи тестирования лекарств на животных. Сейчас все новые лекарства должны проходить проверку на токсичность на животных до того, как разработчик сможет подать заявку на тестирование на людях. Это особенно важно для лечения болезней, специфичных для людей, поскольку в таких случаях животные модели не работают.
Энтеровирусы каждый год становятся причиной 10 млн заражений, а для младенцев они представляют смертельную опасность. При этом ни один из 71 штаммов вируса не заражает мышей или крыс. «Если подумать, практически всё, что нам известно об инфекциях, основано на опытах с мышами», – говорит Кэролин Койн [Carolyn Coyne], микробиолог из Питтсбургского университета. Поэтому Койн создала микро-кишки. В работе, опубликованной в прошлом месяце, описано, как её команда заставила стволовые клетки человека сформировать семь различных типов клеток, из которых состоят кишки. Как и в случае мини-мозгов Хофман-Ким, клетки Койн самоорганизовались в комочки прото-кишков, включая ворсинки [выступs на поверхности слизистой оболочки – прим. перев.]. Некоторые из энтеровирусов поражают только определённые виды клеток, используя их для проникновения в кровоток, где они могут причинить максимум вреда.
При этом, одних только мини-кишков было недостаточно для того, чтобы понять, почему вирус атакует конкретные клетки. Койн подозревает, что дело может быть в микрофлоре кишечника. Проверить гипотезу ей пока не удалось, поскольку большинство микробов кишечника не живут в чашке Петри с её мини-кишечником дольше пары дней. Но они могли бы прожить дольше, находясь на чипе…

60

Сон очищает мозг от токсинов

Во время сна в мозге включается специальная мусороуборочная система, которая очищает от биохимического мусора спинномозговую жидкость, омывающую нейроны.
Треть жизни мы проводим во сне, но наука до сих пор до конца не разобралась с тем, зачем нужен сон. Мы действительно отдыхаем в это время, и физически (физиологически), и психически, но что при этом происходит? Особенно исследователей занимает когнитивно-психический аспект сна, и одна из популярных гипотез утверждает, что сон нужен для консолидации памяти, для перевода нужных сведений из кратковременной памяти в долговременную.
Между тем сон необходим мозгу также для того, чтобы привести в порядок собственную физиологию. Об этом в Science Translational Medicine пишут Майкен Недергард и её сотрудники из Медицинского центра Рочестерского университета (США). Тут следует напомнить, что год назад эта же группа сообщала об открытии в мозге особой мусороуборочной системы (её назвали «глимфатической»), которая представляет собой систему трубчатых чехлов, образованных глиальными клетками и окутывающих кровеносные сосуды. Астроциты активно прогоняли через эти трубки спинномозговую жидкость, которая отдавала биохимический мусор кровеносному сосуду. Прежде считалось, что мозг избавляется от молекулярного мусора, просто перерабатывая его в отдельных клетках.
Работа мусороуборочной системы зависит от действий мембранных каналов астроцитов, и каналы эти требуют довольно много энергии. Это и навело учёных на мысль, что «глимфатическая» система мозга остаётся функциональной во время сна: на работу нейронов, на восприятие и анализ внешних сигналов, на аналитику и т. п. энергия в эту пору не тратится, поэтому её можно направить на уборку мусора.
Чтобы проверить эту гипотезу, исследователи ждали, когда мышь заснёт, и через специальный катетер вводили ей в спинномозговую жидкость зелёный краситель. Через полчаса мышь будили и вводили ей уже красный краситель. С помощью двухфотонного микроскопа, который позволяет наблюдать за живыми тканями на относительно большой глубине, учёные убедились, что «глимфатическая» система работает именно во время сна: зелёный краситель оказывался в мусороуборочных трубках, а красный продолжал плавать по мозгу. То есть активная прокачка спинномозговой жидкости через мозг происходила именно во сне.
К таким же результатам привели опыты с меченым бета-амилоидом, одним из главных белков болезни Альцгеймера, нерастворимые отложения которого мешают работать нейронам. Если белок вводили во время сна, спинномозговая жидкость мозга очищалась от него в два раза быстрее, чем при введении бодрствующим мышам.
Любопытно, что во время сна на 60% уменьшалось расстояние между нервными клетками, которые как бы съёживались, чтобы расширить каналы для циркуляции спинномозговой жидкости и облегчить ей доступ к «глимфатической» системе. Что до контроля над ней, то здесь исследователи отдают главную роль нейромедиатору норадреналину, уровень которого сильно падает во время сна и возрастает при пробуждении.
В целом удалось наглядно показать, что сон нужен мозгу не только для приведения в порядок высших психических функций, но и для банальной очистки самого себя от биохимического мусора. Возможно, кстати, что без такой очистки как раз могут начаться проблемы с памятью и всем прочим.
Авторы работы напоминают, что многие неврологические заболевания, включая нейродегенеративные синдромы, связаны с расстройствами сна. Возможно, нарушение работы мусороуборочной системы, активизирующейся во время сна, как раз способствует развитию таких болезней


Вы здесь » ЭВОЛЮЦИЯ СОЗНАНИЯ » Дополнения » -Квантовый комп в голове человека