Встреча человека с живыми динозаврами – одна из самых волнующих тем научно-популярной литературы и кинематографа. С определенных пор черты динозавров пытаются усмотреть в легендарных драконах и им подобных существ.

Мы уже посвящали данной теме отдельную статью, разбирая различные фрагменты старинных эпических повествований, где изображения страшных рептильных чудовищ выглядят наиболее реалистично. Настолько реалистично, что некоторые детали способны вызвать удивление и интерес со стороны палеонтологов. Так, в англосаксонской поэме «Беовульф» описания кровожадного монстра Гренделя невольно вызывают ассоциации с тираннозавром. Он ходит на задних лапах, как человек, имеет мощный хвост, гигантскую зубастую пасть и при этом – очень слабенькие передние лапки. Чем не тираннозавр? Впечатление такое, будто создатель данного образа делал его с натуры, либо опирался на рассказы очевидцев. Иначе откуда взялись такие подробности, совпадающие с тем, что утверждают палеонтологи в отношении тираннозавров? В общем, к подобным рассказам о драконах стоило бы относиться достаточно серьезно.

А были ли попытки научного описания драконов еще до возникновения палеонтологии, когда приходилось иметь дело исключительно с литературными и мифологическими источниками? Как ни странно, но такие попытки были. Самый яркий пример на этот счет – объемный трактат «Подземный мир», принадлежащий перу немецкого ученого-иезуита Афанасия Кирхера (1602 – 1680). Отдельная глава в этом произведении как раз посвящена драконам, якобы тесно связанным с поземным миром. Кирхер собрал воедино и обобщил все известные ему описания драконов, старясь быть по-научному объективными. К сожалению, нам не удалось найти данное произведение на русском языке. Поэтому пришлось воспользоваться английским переводом с латыни.

Для начала уточним, почему мы видим здесь попытку научного описания драконов? Правильнее было бы назвать ее попыткой рационального описания, поскольку научный метод как таковой только-только начинал свое становление. Кирхер во многом следует натурфилософским воззрениям, от которых поспешила откреститься современная физика («физика Галилея-Ньютона»).  Тем не менее, его взгляд на природу соответствовал духу того времени, в котором он жил, да и духу тогдашней немецкой науки. Ведь примерно в том же стиле рассуждал о природе знаменитый соотечественник Кирхера – Иоганн Кеплер, чей вклад в становление современного естествознания не подлежит сомнению. И это – несмотря на то, что Кеплер, как типичный натурфилософ, верил в некоторые чудесные явления. Например, он на полном серьезе утверждал, будто своими глазами видел, как из отдельных частей растений появлялись насекомые.

Подобных натурфилософских чудес полно и в произведениях Кирхера. Тем не менее, в описании драконов (несмотря на отдельные фантастические моменты) присутствуют весьма любопытные детали, на которые стоило бы обратить серьезное внимание.

Начнем с того, что драконы, по утверждению Кирхера, относятся к животным, очень часто строящим свои гнезда в пещерах под землей, где они взращивают своих детенышей. Обратим внимание, что он относится к ним как к вполне реальным, а не вымышленным существам, чье существование можно подтвердить на деле.

Далее идет важное замечание по классификации драконов. Драконы, читаем мы, бывают двух типов – крылатые и бескрылые. В отношении крылатых драконов утверждается, что они бывают самых разных размеров – маленькие, большие и просто огромные. Данное замечание весьма красноречиво само по себе. Разве не так было в случае с летающими ящерами, размеры которых варьировали (как утверждают палеонтологи) от размеров воробья до гигантов с размахом крыльев до восьми метров? Столь же правдоподобно отмечаются их анатомические особенности: две ноги, два перепончатых крыла (как у летучих мышей) и змеиный хвост. В одном старинном описании, которое приводит Кирхер, упоминаются такие мелкие детали, как чешуйчатая кожа зеленого или черноватого цвета, а также наличие выпуклых чешуй на хвосте. Некоторые авторы упоминают раздутый живот. В других описаниях присутствуют перепончатые лапы (как у утки) и двойной ряд зубов. Возможно, кое-что здесь гиперболизировано, но все же ничего фантастического мы в таких описаниях не находим. И их вполне можно применить к вымершим птерозаврам.

Существуют менее реалистичные (на первый взгляд) описания крылатых четвероногих драконов. О них говорится, что они частично передвигались по земле на всех четырех лапах, но могли и частично летать с помощью небольшой пары перепончатых крыльев на спине. Разумеется, подобная «конструкция», когда две пары лап сочетаются с парой крыльев, для позвоночных невозможна. Скорее всего, здесь произошла путаница в силу того, что некоторые сугубо метафорические обозначения получили натурализованную трактовку. Так, в описании подобного чудища с острова Родос говорится о том, что этот дракон был способен бегать быстрее лошади. При совершении нападения он молниеносно приближался к объекту атаки, как бы одновременно перемещаясь и по земле, и по воздуху.

Заметим, что несущихся коней принято сравнивать с птицами, говоря о том, что они «летят». Не та ли метафора применялась и к страшному дракону, способному совершать столь же стремительные перемещения? А поскольку полет ассоциируется с крыльями, этими крыльями его наделили уже в воображении (так, кстати, произошло и с конями – достаточно вспомнить легендарного Пегаса).

Показательно, что африканские мамбы способны на ровном месте перемещаться с огромной скоростью, вытянув вертикально большую часть своего тела. Со стороны кажется, будто змея почти летит, едва касаясь земли, хотя никаких крыльев у нее нет. Поэтическое воображение вполне может породить легендарный образ «летающей змеи», точнее – «летающей наполовину». И не ровен час, когда произойдет путаница, и какой-нибудь художник пририсует ей небольшие крылышки.

Вполне возможно, что именно так всё и произошло с «летающими» четвероногими драконами. Впрочем, мы также не исключаем, что за крылья могли принять какие-либо наросты и выступы на спине вроде высоких гребней. Подобные «сооружения» на теле вымерших рептилий до сих пор остаются загадкой для палеонтологов – к чему им нужны были все эти гребневидные «паруса»?

Но, пожалуй, самой загадочной чертой практически всех драконов является ядовитая жижа, либо ядовитые испарения, вытекающие из их пасти или же выделяемые прямо из кожи. Эти выделения были настолько токсичны, что способны были убить человека на расстоянии или же отравить целую округу. Такой яд источали как крылатые ящеры, которых мы сопоставляем здесь с птерозаврами, так и четвероногие «наполовину летающие» драконы (всё тот же родосский дракон). Упоминание токсичности является, по сути, общим местом. Один такой крылатый дракон размером с крупного стервятника в 1660 году был убит на болотах в окрестностях Рима незадачливым охотником, принявшим летающего монстра за птицу. Якобы всё его тело источало яд.  Охотник, обороняясь от раненого, но всё еще очень агрессивного летуна, вынужден был перерезать ему горло ножом. Придя домой, он умер от отравления (либо испачкавшись токсичными выделениями, либо от ядовитого дыхания твари).

Свою порцию яда получил и тот рыцарь, который одолел родосского дракона. Про этого монстра говорится, что своим ядовитым дыханием он отравлял сам воздух вокруг себя. Поэтому никто не мог безопасно приблизиться к его пещерному логову, из-за чего городские власти наложили запрет на всякие попытки уничтожить дракона.

Помимо этого случая Кирхер приводит аналогичную историю с уничтожением столь же страшного дракона, обосновавшегося в горной пещере. Рыцарь с помощью копья забрасывает в пасть чудовищу колючий шар, после чего втыкает свой меч в мягкую нижнюю часть животного. На радостях от победы герой опрометчиво взмахнул своим мечом, с которого стекала ядовитая кровь. Яд, попав на обнаженную кожу победителя, стал причиной его скорой смерти.

Возможно, здесь мы также имеем дело с поэтической гиперболой, а может и с фантазией. Но, как говорится, дыма без огня не бывает. Какие-то особенности «ужасных ящеров» вполне могли создать им репутацию крайне ядовитых тварей. Точнее, тварей, внутренние органы которых содержат токсичные вещества, прямо-таки сочащиеся наружу либо из кожи, либо выдыхаемые из пасти. Интересно, что анаконды могут создавать вокруг себя зловонную атмосферу, где перемешиваются тошнотворные запахи гниющего мяса и канализации. Немножечко усильте этот момент, и вы запросто получите «ядовитое» дыхание, тем более что гниющая плоть и канализационные стоки далеко не безвредны для человека по своему химическому и микробиологическому составу. Так что ассоциация с ядом при столкновении с источником такого зловония напрашивается сама собой. Некоторые рептилии, даже не имея ядовитых желез, могут заразить жертву патогенными микроорганизмами, кишащими в их пасти на остатках пищи.

Совместите наличие смертоносных патогенов с источаемым зловонием, и вы уже отчетливо приблизитесь к описанию токсичных миазмов, исходящих из легендарных драконов. Наличие ядовитых желез также не исключается. Интересно, что ядовитые железы были обнаружены у комодских варанов, которых когда-то прямо ассоциировали с драконами. Кстати, в этот драконий список еще в античные времена попадали питоны, живущие в Африке и в Азии (они также упомянуты в работе Кирхера). Полагаем, анаконда с ее зловонными выделениями угодила бы туда же.

В общем, облик дракона постепенно лишается фантастических черт, становясь вполне реалистичным. И если прототипами для многих из них являлись «ужасные ящеры», то у нас появляется повод немного скорректировать свои представления об этих загадочных рептилиях, опираясь не только на палеонтологические данные, но и на литературные источники, включая и разбираемый труд Афанасия Кирхера. В этом, пожалуй, и заключается его главная ценность.

Олег Носков

Ученые ФИЦ «Институт катализа СО РАН» ищут эффективные катализаторы и оптимальные условия для переработки пиролизной жидкости из коммунальных иловых осадков. Эту жидкость рассматривают как перспективное сырье для производства топлив и химической промышленности. Переработка позволяет приблизить состав пиролизной жидкости к нефти, что дает возможность ее внедрения на нефтеперерабатывающие предприятия. На текущем этапе содержание азота в продукте получилось снизить вдвое, а кислорода — в семь раз, серу удалось удалить практически полностью.

Ежегодно в мире муниципальные очистные сооружения производят, по некоторым оценкам, 100 млн тонн иловых осадков, которые образуются после очистки сточных вод, и такие объемы — большая проблема для городов. Во-первых, для захоронения отходов требуются огромные площади, и срок их эксплуатации должен составлять 100–150 лет. Во-вторых, иловые осадки могут содержать токсичные металлы, например, свинец и кадмий, которые при захоронении вымываются в грунтовые воды и попадают в воздух вместе с пылью. Также в осадках присутствуют патогенные микроорганизмы.

Среди основных подходов к утилизации иловых осадков выделяют сжигание. Но при этом способе в воздух выбрасываются загрязняющие атмосферу соединения, и для очистки дымовых газов нужны дополнительные меры. Другой экономически целесообразный вариант утилизации иловых осадков — быстрый пиролиз с последующим получением полезных продуктов. В этом случае отходы нагревают с высокой скоростью без доступа кислорода, в результате чего образуется пиролизная жидкость. Сейчас ученые исследуют ее как возможное сырье для получения топлив или компонентов для химической промышленности, допустим, для синтеза органических растворителей и реагентов. Еще один плюс быстрого пиролиза — тяжелые металлы в процессе уходят в твердый кокс, что значительно снижает негативное воздействие на окружающую среду.

Если рассматривать производственную цепочку, то перед отправкой пиролизной жидкости для переработки на нефтеперерабатывающее предприятие необходима ее предварительная гидрообработка.

«В первую очередь от ископаемой нефти ее отличает наличие большого количества кислорода и азота, в том числе в составе органических кислот, азотсодержащих соединений — гетероциклов, нитрилов, нитридов, а по аналогии с нефтью в составе также присутствуют сераорганические соединения. Из-за этого ее сложно использовать в качестве топлива для прямого сжигания. Чтобы приблизить ее состав к нефти, особенно важно удалить азот и кислород. Для этого мы и ищем системы, которые будут предельно стабильны в условиях гидрообработки, так как некоторые соединения буквально "убивают" катализаторы», — говорит старший научный сотрудник Инжинирингового центра Института катализа СО РАН к.х.н. Роман Кукушкин.

Ученые синтезировали и исследовали катализаторы, сходные с теми, которые используют для переработки нефтепродуктов, а также смоделировали разные условия процессов.

«Мы провели цикл исследований, в которых работали и с модельными смесями, и непосредственно с пиролизной жидкостью. Отправной точкой послужили катализаторы, близкие по природе к катализаторам гидроочистки ископаемого нефтяного сырья, — никель-молибденовые системы. Отдельно мы изучали гидротермальную стабильность катализатора при использовании модельной смеси в условиях реальной гидрообработки. Мы показали, что сульфидные по своей природе катализаторы, такие как NiMo-, наилучшим образом подходят для такого типа процессов, в особенности при температуре 400 °C. В целом можно сказать, что использование таких катализаторов значительно снижает содержание нежелательных элементов: кислорода — почти в семь раз, азота — в два раза, сера уходит практически полностью. Обработка водородом с использованием катализатора на основе никеля и молибдена позволяет увеличить выход фракции с температурой кипения 200–360 °C, что важно для получения топлив», — рассказывает ключевой автор исследования, научный сотрудник Инжинирингового центра ФИЦ «ИК СО РАН» к.х.н. Мария Алексеева.

По словам ученого, исследований по каталитической гидроконверсии пиролизной жидкости немного, и в них не рассматривается фактор влияния на процесс гидрообработки различных кислород-, азот-, а также серосодержащих соединений. Исследователи продолжат варьировать и изучать условия гидрообработки, в частности, с промежуточным разделением фракций, чтобы повысить степень переработки данного сырья.

Анастасия Аникина, PR-менеджер ФИЦ «Институт катализа СО РАН»

16 февраля Павел Сниккарс, заместитель министра энергетики РФ, провел лекцию «Электроэнергетика как основа экономического развития» для студентов Новосибирского государственного университета. Освещались такие вопросы, как планирование развития энергосистемы; новая роль потребителей в энергосистеме; развитие электросетевого комплекса и коммерческий учет; низкоуглеродная энергетика как фактор конкурентоспособности и развитие оптового и розничных рынков электроэнергии и мощности.

Замминистра в своей лекции затронул тему майнинга, пояснив, что этот вид деятельности очень энергоемок и существенно увеличивает нагрузку на электросети. Так, в 2021 году в Иркутской области был отмечен резкий нетипичный рост потребления электроэнергии около 10%. Было установлено, что произошло это вследствие подключения майнеров.

Павел Сниккарс уточнил, что сейчас Министерство энергетики РФ предпринимает существенные шаги для регламентирования деятельности майнинговых ферм. В частности, оно выступило с предложением ввести для майнеров специальный тариф, который в несколько раз превышал бы тарифы, установленные для юридических лиц.

Особое внимание Павел Сниккарс уделил перспективам развития низкоуглеродной энергетики. Замминистра пояснил, что причисляет к возобновляемым источникам энергии гидроэнергетику, как малую, так и большую.

– По международной методике крупные гидроэлектростанции к низкоуглеродной энергетике не относятся, поскольку во время их строительства затопленными оказываются большие территории с древесными насаждениями, которые подвергаются гнилостным процессам и выделяют в атмосферу СО2. Однако российские ученые доказали, что в зависимости от климата, температурного режима и возраста водоема возможен и обратный эффект. Было установлено, что водоемы ГЭС на территории нашей страны, наоборот, поглощают СО2. Это для нас было очень важно, потому что повлияло на исполнение с нашей стороны основных целей Парижского соглашения, — объяснил Павел Сниккарс.

Облегчило исполнение Парижского соглашения и наличие в стране атомных электростанций. Замминистра отметил, что атомная энергетика считается самой экологичной после ветроэнергетики, первенство которой возможно оспорить, поскольку лопасти ветрогенераторов пока не подвергаются переработке в виду отсутствия необходимых технологий, а складируются на специальных полигонах.

Павел Сниккарс ответил на многочисленные вопросы студентов и рассказал о карьерных возможностях и перспективах, которые открываются перед выпускниками вузов в отрасли электроэнергетики.

– Для меня НГУ всегда был одним из знаковых вузов Сибири. Среди моих друзей и коллег много выпускников этого университета. Моя цель сегодня — пробудить в студентах, обучающихся по разным специальностям, интерес к электроэнергетике. Специфика данной отрасли состоит в том, что она носит межотраслевой характер. Для успешного развития ей необходимо оптимальное сочетание математики, физики, экономики и юриспруденции. Все эти направления есть в Новосибирском госуниверситете. И будет замечательно, если в программе обучения появятся специальные межотраслевые предметы. Мы готовы способствовать такому полезному взаимодействию с НГУ в организации подобных курсов обучения, поскольку наша отрасль заинтересована в привлечении студентов университета на работу в свои структуры, — сказал Павел Сниккарс.

Российский научный фонд поддержал грантом двухлетний проект, направленный на изучение генетического разнообразия и эволюции бактерий рода Spiroplasma. Они обладают целым рядом необычных свойств – у них нет клеточной стенки, маленький размер генома, а генетическом код отличается от канонического. Их близкими родственниками, у которых похожие свойства, являются представители родов Phytoplasma (патогены растений) и Mycoplasma (некоторые виды последних являются возбудителями ряда опасных заболеваний, включая атипичную пневмонию). Что касается спироплазм, то они чаще обнаруживаются в растениях и организмах беспозвоночных, но отмечаются и у позвоночных, включая человека.

Благодаря развитию микроскопии, а главное – молекулярно-генетических методов, наука заметно продвинулась в изучении микроорганизмов, но все равно, как отмечают сами ученые, пока нам известна лишь «верхушка айсберга».

В частности, на сегодня описано более тридцати видов спироплазм. Одни являются возбудителями заболеваний у растений и насекомых, другие, напротив, помогают им защищаться от иных угроз.

«Известны случаи, когда спироплазмы уничтожали личинку осы-наездника, которая съедает организм насекомого изнутри и тем самым спасали его от неизбежной гибели», – рассказал ведущий научный сотрудник ИЦиГ СО РАН, к.б.н. Юрий Илинский.

Он также отметил, что в природе существует намного больше видов этих микроорганизмов, но их поиск до сих пор остается непростой задачей. Дело в том, что для спироплазмы характерна редуктивная эволюция —  у бактерии в процессе эволюции многие гены либо теряются, либо меняются и начинают сильно отличаться от генов родственных микроорганизмов. Из-за этого часто получаются ложно-отрицательные анализы ее присутствия в организме носителя, а также возникают проблемы с отнесением обнаруженной бактерии к конкретному виду.

«Решение этой проблемы, создание единой системы выявления всех случаев заражения спироплазмой, или, как минимум, панели маркеров, позволяющих выявлять разные ее родословные, является главной целью нашего проекта, который поддержал своим грантом Российский научный фонд», — подчеркнул Юрий Илинский.

Еще одна задача исследования: с помощью биоинформатических методов провести эволюционный анализ спироплазмы, понять, что происходит с их генами и научиться предсказывать, как эти изменения отразятся на свойствах микроорганизма. «Для нас это, прежде всего, фундаментальные научные задачи, но перспективы прикладного использования результатов исследований просматриваются довольно четко, даже если говорить только о насекомых», — уверен ученый.

Во-первых, сегодня в тренде использование биологических средств в защите сельскохозяйственных культур, иначе говоря, когда для борьбы с вредителями вместо пестицидов используют их естественных врагов и другие безвредные для человека и окружающей среды инструменты. При их разработке важно учитывать, как спироплазма может способствовать гибели насекомых-вредителей или, напротив, защищать их.

Также постоянно расширяется список видов насекомых, которых используют для производства кормов различных животных. «Вполне возможно, что при технологическом производстве таких насекомых, наличие или отсутствие в их организмах спироплазмы будет существенно влиять на темпы роста биомассы, что очень важно для производителя», — отметил Юрий Илинский.

В своих исследованиях ученые ИЦиГ СО РАН сотрудничают с российскими инсектариями, где, как правило, разводят насекомых, имеющих технологическое значение. Исходя из этого, программа исследований выстраивается таким образом, чтобы прикладные результаты могли проявиться как можно быстрее.

Пресс-служба Института цитологии и генетики СО РАН

Лекарства-«пустышки», или «мел». Сегодня так называют препараты, не имеющие доказанной эффективности либо те, доказанная эффективность которых не превышает эффект плацебо — то есть сопоставимые по результатам с обычным мелом, сахаром или крахмалом, замаскированными под лекарство. О том, почему такие лекарственные препараты не стоит принимать, «Поиску» рассказал Александр Лаврищев, врач-терапевт, ведущий специалист сети клиник «Семейная».

С какими проблемами врачи и ученые чаще всего сталкиваются при работе с подобными «препаратами»? Строго говоря, среди них могут быть и те, которые вполне себе действуют, но эффективность не была  исследована с помощью инструментов, которыми сегодня владеет доказательная медицина. В пример можно привести советские лекарства — для многих из которых клинические исследования вообще не проводились. Однако надо понимать, что «не доказано» — не значит «неэффективно». С другой стороны, многие производители откровенного «мела» часто этим и прикрываются.

За последние 20 лет производители «пустышек» научились хорошо маскироваться, поэтому они проводят  клинические исследования, однако делают это без соблюдения международных норм. Такие исследования могут базироваться на научной базе 40-летней, к примеру, давности, или включать маленькую группу пациентов. Но главное — эти работы часто предвзятые, поскольку выполняют их не независимые исследователи, а люди, которым платит сам производитель или, что ещё хуже, — его собственные сотрудники. Это приводит к тому, что, узнав о новом препарате и изучив его «историю», врачи думают, что он  прошел необходимые исследования, и спокойно, не вдаваясь в детали, назначают его пациентам.

Некоторые производители маскируют подобный «мел» наукоемкими названиями, приводят в пример работы академиков и ссылки на «исследования», хотя по сути зачастую  речь идет, например, о гомеопатии. А в этом случае концентрация действующего вещества ничтожно мала.

Нельзя сказать, что такие препараты никому не помогают. Многие из тех, кто их принимал, могут с пеной у рта доказывать, что препарат рабочий: «Мне помогло, и моим знакомым помогло». Однако всегда надо помнить, что «помогло» — не значит «эффективно» и «безопасно». Всему виной эффект плацебо,  когда симптомы облегчаются от приема замаскированного под лекарство сахара, крахмала или мела.

В нашей стране такие препараты могут входить даже в клинические рекомендации — официальные документы, регламентирующие ведение тех или иных заболеваний.

Вред препаратов-«пустышек» в том, что они крадут деньги из кошелька — ведь пациенты могли бы не использовать это средство, и результат был бы тем же. Еще хуже то, что они могут сбить больного с правильного пути — вместо нужного лекарства человек получает «мел». В глобальном смысле использование подобных препаратов приводит к повышению нагрузки на систему здравоохранения, поскольку  большинство заболеваний проще и дешевле лечить на ранних стадиях, а не на стадии осложнений.

Эффективность подобных препаратов, скорее, отрицательная. Например, они могут быть канцерогенны,  влиять на репродуктивную функцию, однако никто об этом не знает — потому что в лучшем случае их исследования проведены «для галочки».

Как узнать, что перед вами — препарат-«пустышка»? Если лекарство, прошедшее все нужные клинические исследования, сопровождают подробной инструкцией, вложенной в упаковку — длинной «простыней» с перечислением всех побочных эффектов и противопоказаний, то у «мела» таких описаний практически нет. Производитель разрешает принимать их и взрослым, и детям, и пожилым, и беременным, и даже людям с почечной недостаточностью.  Они имеют либо очень мало побочных эффектов, либо не имеют их вовсе. Их реклама везде — на ТВ, в газетах, на плакатах и буклетах.

Фармацевтической компании невыгодно тратить деньги на рекламу того, что и без того работает и признано всеми. Даже если речь о продвижении — оно идет в среде врачей, пациентам показывать такую рекламу не нужно, да и дорого.

Такие препараты всегда отпускают без рецепта. Их нет в продаже за пределами СНГ (соответственно, и врачи в других странах попросту не знают о них), либо, в лучшем случае, они помечены там как БАДы. В худшем — за пределами СНГ эти средства и вовсе запрещены.

Приведем пример. Анаферон это гомеопатический препарат, замаскированный под другой бесполезный препарат – человеческий интерферон. Еще недавно считалось, что интерфероны способствуют активации противовирусного иммунитета, однако сегодня доказана их бесполезность при ОРВИ. Но производитель добавил в препарат антитела к интерферону (которые должны его связывать, тем самым как бы дразня иммунную систему: «а ну-ка давай еще интерферона, это не работает!»), но разбавил их до такого количества, что их вообще почти не осталось в препарате. В итоге человек ест «сахар» по цене в несколько десятков тысяч рублей за килограмм, и думает, что лечится. Другой пример — ноотропы. За рубежом  лекарств этой группы попросту нет.

«Когда идешь против ветра, главное – не останавливаться, иначе неизбежно откатишься назад», - так образно описал ситуацию со строительством ЦКП «Сибирский кольцевой источник фотонов» (СКИФ) заместитель директора по научной работе Института ядерной физики СО РАН, директор ЦКП «СКИФ» член-корреспондент РАН Евгений Левичев. Под «ветром» здесь подразумеваются не только западные санкции (хоть они и заставили немного сдвинуть сроки реализации проекта), но и сами научные задачи, которые приходится решать при создании самого мощного из действующих в мире синхротронов.

Но ученые и строители справляются. В прошлом году были изготовлены комплексы оборудования для линейного ускорителя и синхротрона-бустера, а в начале этого в ИЯФ СО РАН представили часть магнитной системы накопительного кольца. Да и на стройплощадке дела продвигаются, несмотря на холодную сибирскую зиму.

Напомним, основные составляющие ускорительного комплекса ЦКП «СКИФ» – это линейный ускоритель, синхротрон-бустер и накопительное кольцо. Сначала электроны быстро разгоняются до скорости, близкой к скорости света, а их траектория корректируется магнитной системой. Сформированные в линейном ускорителе сгустки электронов с частотой 1 Гц поступают в синхротрон-бустер, а затем, ускоренные до энергии эксперимента 3 ГэВ, инжектируются в накопительное кольцо. Там происходит накопление частиц до требуемого исследователям уровня, и пучок электронов движется по круговой орбите, формируемой поворотными магнитами, и испускает синхротронное излучение.

Сейчас идет первый этап сборки магнитной системы накопительного кольца – изготовлению и компоновке магнитов, а также специальных подставок – гирдеров. «Это финишная прямая, с окончанием изготовления накопителя будет готов весь ускорительный комплекс. У нас большой опыт в производстве оборудования для линейных ускорителей и бустерных синхротронов, наши специалисты делали такие установки раньше. А создание накопительного кольца с рекордными параметрами – это для нас новая задача.  Ни мы, никто другой в мире никогда раньше не изготавливал такую установку», - подчеркнул Евгений Левичев.

Добиваться рекордных параметров и помогает магнитная система, которая связывает летящие в кольце электроны в единый пучок, а значит очень многое зависит от настройки и компоновки магнитов. Так, плоскость, на которую ставятся магнитные элементы, должна быть изготовлена с высокой точностью – 50 микрон на длине 3800 мм. 50 микрон – это примерная толщина волоса ребенка.

В системе накопительного кольца используются магниты самых разных типов. Основную функцию по формированию орбиты пучка выполняют дипольные магниты. Затем, с помощью SQ-квадрупольных магнитов проводится серия «шлифовочных» изменений, чтобы довести систему до идеального состояния. Это позволяет оператору, получив данные от систем диагностики, вводить корректирующие параметры во время настройки ускорителя.

Еще один тип магнитов, который был разработан для накопительного кольца, – секступольные магниты. Они тоже необходимы для коррекции пучка и наделения его определенными характеристиками. Секступоль может придать пучку более сложную форму за счёт того, что магнит имеет шесть полюсов, которые воздействуют на пучок.

Магнитная система накопительного кольца будет состоять из сотен магнитов этих разных типов (причем, более половины уже готовы и проверены). А необходимая точность компоновки всех этих сотен элеметов обеспечат гирдеры – сложные несущие конструкции, на которые монтируются магниты и вакуумная система.

«Помимо точности, важно также требование к виброустойчивости конструкции. Любые колебания фундамента, – например, от прошедшего на расстоянии трех километров поезда, от взрывов на угольном карьере, от проехавшего грузовика – сказываются на качестве пучка электронов. Поэтому гирдеры спроектированы нашими конструкторами так, чтобы демпфировать возможную вибрацию фундамента. Гирдер наравне с магнитами определяет качество пучка», – пояснил Евгений Левичев.

Всего для накопительного кольца потребуется 112 таких изделий трех типов – длиной от 2400 до 3800 мм и весом до 4450 кг. Гирдеры будут изготавливаться на экспериментальном производстве ИЯФ СО РАН, а также специалистами ООО «ПК «Стальтом»» (Томск), опоры под гирдеры изготовят предприятия Новосибирска и Ижевска. Ожидается, что все изделия будут готовы осенью 2024 года.

Впрочем, к монтажу первых секций накопительного кольца сотрудники ИЯФ СО РАН рассчитывают приступить уже летом. Параллельно началась работа по изготовлению второй его составляющей – вакуумных камер, по которым будет двигаться пучок электронов.

Присутствовавший на демонстрации готовых магнитных комплексов директор ИЯФ СО РАН, академик РАН Павел Логачев подчеркнул: «Мы движемся, не выбиваясь из графика, и в конце года должны будем запустить сам синхротрон и станции первой очереди». Он также напомнил, что институт является одним из ключевых исполнителей в государственной программе по строительству синхротронов и опыт, приобретенный в ходе создания оборудования для СКИФ потом будет использован и на других объектах. «Сами эти синхротроны уступают в масштабах СКИФУ, но каждый является достаточно уникальным научным комплексом и задачи, которые нам предстоит решить при изготовлении оборудования для них – не менее сложные», - добавил он.

Когда сегодня мы говорим об использовании солнечной энергии, то на ум, в первую очередь, приходят солнечные панели. Причем, многие из нас полагают, будто солнечная энергетика как таковая – весьма молодая отрасль, появление которой напрямую связано с изобретением фотовольтаики. На самом же деле попытки поставить на службу цивилизации энергию Солнца имели место уже в позднем Средневековье.

Нетрудно догадаться, что до появления фотоэлектрических батарей изобретателей интересовала тепловая мощность солнечного излучения. Соответственно, уже тогда она выступала в роли альтернативного источника энергии таким распространенным видам топлива, как дрова и уголь. Точнее, изобретатели, проводившие эксперименты подобного рода, были уверены в том, что актуальность такого источника будет возрастать по мере истощения запасов дров и угля. Недаром солнечную энергию стали называть «желтым углем».

Как выглядели эти ранние способы использования «желтого угля»? Самым простым способом было создание так называемых солнечных печей или «горячих ящиков». Это ящик, имеющий темную внутреннюю поверхность и закрытый сверху одним или двумя слоями стекла. Такие приспособления были в ходу для приготовления пищи у жителей Африки, Индии и других жарких стран. С подобными же приспособлениями экспериментировали европейские и американские ученые на протяжении XVIII – XIX веков.

Интересно, что примерно сто лет назад в США (в основном, в Аризоне, Нью-Мексико и Калифорнии) были распространены солнечные нагреватели воды, устанавливаемые прямо на крышах. Это своего рода прототип современных водяных солнечных коллекторов. Горячая вода использовалась для бытовых нужд – для ванн, стирки белья и мытья посуды. Были даже частные промышленные компании, серийно выпускавшие такое оборудование. Причем, оно предполагало, не просто нагрев воды в дневное время, но и аккумуляцию тепла на ночь.

Эксперименты с нагревом воды от солнца имели далеко идущую цель. Ведь таким путем можно было создать солнечный «котел», где рабочее вещество нагревалось бы исключительно за счет солнечных лучей.  Создание силовых машин на «желтом угле» породило целое инновационное направление – так называемую «геотехнику». То есть солнечную энергию пытались использовать для осуществления механической работы.

Интересно, что первый эксперимент такого рода зафиксирован еще в 1615 году! Это был так называемый «солнечный двигатель» Соломона де-Ко, где вращение осуществлялось только за счет солнечных лучей (через нагрев отдельных фрагментов конструкции). С позапрошлого века к этому делу отнеслись уже вполне серьезно, пытаясь создать «солнечные» силовые машины, способные в недалеком будущем прийти на смену обычным паровым двигателям, где применялся уголь.

Как мы сказали, по мнению изобретателей, солнечная энергия должна была стать реальной альтернативой ископаемому топливу. Уже тогда считалось, что запасы угля на планете весьма ограничены, тогда как энергии Солнца может схватить с избытком для всех нужд, включая и промышленность. Согласно подсчетам, от Солнца можно было получить тепловой энергии до двух миллиардов киловатт.  И механической энергии – шестьдесят миллионов киловатт.  

Учтем, что о «мирном атоме» тогда еще речь не шла. Поэтому альтернативу углю искали в возобновляемых источниках энергии, где Солнце занимало главное место. В общем, с геотехникой связывали будущее цивилизации, и потому научные поиски и эксперименты на этом направлении считались вполне оправданными и актуальными. Изобретатели шли здесь разными путями. Одни сосредотачивались на получении очень высоких температур, для чего применялись специальные приспособления для концентрации солнечных лучей. Различия здесь заключались в устройстве «котла», выборе рабочего вещества и форме зеркала, концентрирующего солнечные лучи (оно могло иметь вид усеченной пирамиды, усеченного конуса, сферического отрезка, отрезка призмы или параболического цилиндра).  Другие изобретатели ограничивались невысокими температурами (от ста градусов Цельсия и чуть выше), для чего вполне годились устройства по типу «горячего ящика».

Солнечные силовые машины демонстрировались на всемирной выставке в Париже уже в 1871 году (солнечная машина Фушо).  Разумеется, об их промышленном применении говорить было рано. Они просто демонстрировали саму физическую возможность использования солнечной энергии в таких целях. По словам ученых тех лет, использование Солнца в качестве источника двигательной силы сводилось на нет причинами экономического характера. Тепловые двигатели, работающие на угле или древесном топливе, в этом отношении были вне конкуренции.

Тем не менее, изобретатели не останавливались на достигнутом. Наилучших результатов в начале XX века добился американский инженер Шуман, построивший солнечные силовые агрегаты недалеко от Каира. После внесения некоторых усовершенствований ему удалось серьезно повысить КПД машины. Однако, в сравнении с обычными паровыми двигателями, величина этого КПД все равно была ничтожно мала - не более 5,5 процентов. При тогдашних – относительно невысоких – ценах на уголь говорить о целесообразности применения машин на «желтом угле» не представлялось возможным. Чисто теоретически ученые не исключали доведения КПД до 10%, но даже при таком показателе о конкуренции солнечных машин с машинами на ископаемом топливе речь всё равно не шла. Поэтому постепенно, по мере расширения использования ископаемого топлива и увеличения добычи, а затем – с появлением атомной энергетики, тема геотехники отошла на задний план.

Тем не менее, была еще одна важная область применения солнечных установок. Речь идет о технологиях опреснения соленой воды. Такими разработками в первой половине прошлого века активно занимались французские специалисты. Франция в ту пору имела колонии в Африке, где была серьезная проблема с обеспечением пресной водой. В 1927 году французское правительство объявило конкурс на создание опреснительной установки, способной работать исключительно за счет солнечной энергии и давать не менее 100 литров пресной воды в течение дня.

Дело в том, что французские ученые еще в середине 1920-х годов проводили подобные опыты. Поэтому идея использовать для опреснения воды исключительно энергию Солнца казалось весьма заманчивой, тем более что в африканских колониях по части солнечной радиации проблем не было. Надо сказать, что были предложены самые разные технические решения. В одних случаях предлагалось нагревать воду до кипения, концентрируя солнечные лучи посредством параболических зеркал. В других случаях вода просто нагревалась и медленно испарялась без концентрации солнечной энергии и кипячения.

Были и весьма оригинальные предложения, когда концентрированная солнечная энергия направлялась на термоэлектрические батареи с целью получения… электричества (с его последующим накоплением в аккумуляторах). Данный вариант был обречен на провал, однако сама идея преобразования солнечной энергии в электричество оказалась впоследствии весьма плодотворной, и ныне (как мы сказали в самом начале) именно это направления считается основным.

И напоследок нельзя не отметить большой интерес к геотехнике со стороны советских ученых в конце 1920-х и начале 1930-х годов. Убеждение относительно необходимости использования солнечной энергии к тому времени дошло и до руководства страны, поэтому такие проекты начали получать государственную поддержку. Так, на территории среднеазиатских республик стали появляться солнечные установки, используемые для опреснения воды или для обезвоживания сырья (в основном, в Туркменистане). Близ Ташкента осуществлялось строительство солнечных кипятильников и солнечного подогревателя воды большой производительности. Солнечные установки использовались и для получения сухофруктов. Были также проекты солнечных водонагревателей, устанавливаемых на крышах домов. Список предложений, кстати, был огромен.

К сожалению, реализовано было далеко не всё, и со временем тема геотехники утратила свою актуальность в глазах руководства страны. Однако в научных кругах интерес к этой теме не утратился. И сегодня мы наблюдаем возрождение интереса к использованию солнечной энергии. Причем, речь идет не только о фотоэлектрических панелях. Возможно, предложений относительно использования энергии Солнца в скором времени появится не меньше, чем это было в начале 1930-х годов.

Николай Нестеров

Специалисты из Исследовательского института искусственного интеллекта (AIRI) и  Московского физико-технического института (МФТИ) в ходе совместной работы дообучили разработанную учеными НГУ нейросеть Wav2Vec2-Large-Ru-Golos для распознавания голосовых команд управления автономным роботом.

Научный сотрудник Лаборатории прикладных цифровых технологий Международного научно-образовательного математического центра НГУ Иван Бондаренко отметил, что нейросетевые модели Wav2Vec2-Large-Ru-Golos и Wav2Vec2-Large-Ru-Golos-With-LM ввиду своих высоких показателей качества распознавания речи, а также из-за простоты использования и доработки, оказались востребованными в сообществе специалистов по распознаванию речи на русском языке. По его оценкам, в некоторые периоды суммарная статистика скачиваний этих моделей достигала нескольких тысяч в месяц. Технических возможностей для того, чтобы отследить, кто и для каких целей столь массово использует эти нейросетевые модели, у ученых НГУ не имеется, но некоторые случаи им становятся известны, и дообучение распознавания голосовых команд управления автономным роботом – один из них.

– Суть работы наших коллег заключалась в следующем: они предложили использовать большие языковые модели типа ChatGPT, только открытые (LLaMA2 и MiniGPT4), для автоматической генерации плана действий автономного робота в зависимости от изменяющихся условий среды на основе задач, которые ставятся роботу человеком.

На первый взгляд, идея генерации плана действий (то есть решение задачи автоматического управления) с помощью нейросетевых моделей языка вместо специализированных алгоритмов выглядит удивительной, поскольку автоматическое управление и естественный язык - весьма разные научные предметы. Но на самом деле и то, и другое можно рассматривать как последовательность элементов некоторой знаковой системы. Соответственно, глубокую нейросеть, которая «понимает» язык, вполне можно дообучить превращению команды, поставленной человеком, в цепочку визуально-моторных инструкций управления, обеспечивающих выполнение роботом этой команды. 

Так, например, простая команда человека «подай стакан воды» должна быть трансформирована в достаточно длинную цепочку манипулирований объектами и перемещений в пространстве, выполняемых роботом, — пояснил Иван Бондаренко.

Ученый отметил, что на описанном этапе возникает другая проблема - помимо того, что бортовой интеллект робота должен уметь генерировать детальный план низкоуровневых управляющих инструкций по высокоуровневой команде чел гоовека, он еще должен быть способен правильно услышать эту команду, произнесенную человеком с помощью голоса. Именно эту проблему коллеги из AIRI решили с помощью нейросетевых моделей распознавания речи Wav2Vec2-Large-Ru-Golos и Wav2Vec2-Large-Ru-Golos-With-LM.

— Наши коллеги сравнили эти нейросети с моделью Whisper-Medium от OpenAI на открытом речевом корпусе Sberdevices Golos и пришли к выводу, что оба наших варианта Wav2Vec2 распознают русскую речь лучше, чем решение от OpenAI. При этом, если в качестве дополнительного этапа обработки результатов распознавания речи добавить модуль исправления опечаток, то уровень ошибок наших моделей снижается на три-четыре процентных пункт например, с 12,4 % ошибок у обычной Wav2Vec2-Large-Ru-Golos до 9 % у комбинации Wav2Vec2-Large-Ru-Golos с модулем исправления опечаток YaSpeller. Правда, на речевых звукозаписях голосовых команд, собранных коллегами из AIRI и МФТИ в конкретных условиях эксплуатации робота, ошибка распознавания речи возрастает до 50 % и даже более, — сказал Иван Бондаренко. 

Данные ошибки ученый объяснил крайне высоким уровнем акустических шумов и спецификой микрофонной системы, установленной на роботе. Он отметил, что после дообучения Wav2Vec2-Large-Ru-Golos на всего лишь получасе аннотированных звукозаписей голосовых команд, уровень ошибок распознавания слов снизился до 20% без исправления опечаток и до 11% с дополнительным исправлением опечаток. Для сравнения: считается, что средний уровень ошибок в распознавании человеческой речи другим человеком составляет около 25 %. Таким образом, способность разработанных учеными НГУ моделей распознавания речи эффективно дообучаться решению более специализированных задач распознавания речи даже на малых обучающих выборках оказалась полезной для их коллег-робототехников.

— По моему глубокому убеждению, исследования в области искусственного интеллекта должны быть открытыми. Открытость не только снижает проблему воспроизводимости научных экспериментов. Открытость играет ещё и важную социальную роль, делая результаты отдельных научных групп - общими. Открытость обеспечивает эстафету научного познания, даёт возможность одним учёным продолжить там, где остановились другие и тем самым ускоряет процесс научного познания. Поэтому мы делаем результаты наших исследований открытыми в надежде, что они окажутся полезны коллегам из других научных коллективов. И наши надежды оправдываются! — подытожил Иван Бондаренко.

Начнем с одной уже основательно забытой советской разработки середины прошлого века. Вы помните старинные керосиновые лампы, которые когда-то имелись в каждой семье? У такой лампы был грушеобразный стеклянный плафон с длинной трубкой для вытяжки дыма. Так вот, в конце 1950-х годов советские изобретатели попытались использовать такие керосиновые лампы для генерации… электроэнергии. Конечно, электричества на «выходе» получалось совсем немного, но его вполне хватало для работы маленького радиоприемника.

Как мы понимаем, электричество вырабатывалось с помощью термоэлектрических элементов. Они собирались в отдельный блок, который стыковался с этой самой вытяжной трубкой на плафоне керосинки. Тепло, выделяемое при горении керосина, становилось источником выработки электричества. Казалось бы, не ахти какое важное изобретение, но оно, несомненно, обладало серьезным потенциалом. В конце концов, указанную модель можно было с успехом масштабировать. Ведь здесь принципиальное значение имела сама попытка получать электроэнергию непосредственно из тепла. А ведь источников такого тепла в стране было полным полном, учитывая, что в каждом частном доме имелись не только керосиновые лампы, но и дровяные печи.

А что, если такую печь – по примеру керосинки – оснастить термоэлектрическими элементами? И вот уже обычная деревенская печка работает в режиме когенерации, вырабатывая одновременно и тепло, и электричество. И неважно, что электричества получалось не так уж много. Принципиально, что вы его получаете, так сказать, попутно, не затрачивая дополнительных топливных ресурсов. А это значит, что энергия здесь практически не теряется, не утекает бесполезно в трубу. Стало быть, КПД такой печи будет почти стопроцентным.

К сожалению, в СССР эта идея не получила серьезного развития, несмотря на весьма интересный опыт. Однако об этом опыте неожиданно вспомнили сегодня, когда борьба за экономное использование ресурсов вышла на первое место. Это касается как развитых стран, так и стран третьего мира, где до сих пор пользуются дровяными печами, несмотря на то, что дровишки в наше время «кусаются». Как повысить КПД этих нехитрых приспособлений, все еще использующихся для обогрева жилищ и приготовления пищи? Один из вариантов действий как раз и предполагает включение в конструкцию печи термоэлектрических модулей, которые почему-то оказались «в тени» у более раскрученных в наши дни фотоэлектрических панелей.

Как устроен термоэлектрический модуль? Он состоит из рядов полупроводниковых элементов в форме «столбиков», соединенных между собой металлическими полосками и зажатых между двумя керамическими пластинами, не пропускающими электрический ток, но проводящими тепло. По форме это такой компактный «прямоугольник», напоминающий толстую облицовочную плитку. Если прикрепить термоэлектрический модуль к поверхности даже самой обычной дровяной печи, то он будет производить электроэнергию всякий раз, когда вы ее нагреваете. В настоящее время выходная мощность таких модулей варьируется от трех до 19 Ватт. Подобно солнечным панелям, термоэлектрические модули можно последовательно соединять для получения необходимого уровня мощности (естественно, эта мощность будет соизмерима площади нагреваемой поверхности печи). И точно так же, как в случае с солнечными панелями, электроэнергию не обязательно потреблять сразу, напрямую. При необходимости ее можно накапливать с помощью аккумуляторов, и использовать по мере надобности.

Как мы уже сказали выше, термоэлектрические генераторы актуальны для многих стран, включая страны третьего мира, где подобные печи – явление широко распространенное. По сию пору примерно 1 300 миллионов домохозяйств бедных стран не имеют доступа к электрической энергии, зато продолжают пользоваться обычными печами. В свое время мы писали о том, что эту проблему пытались решить через распространение фотоэлектрических панелей. Согласно расчетам, в отдельные районы дешевле и проще завести солнечные панели, чем тянуть туда провода.

Однако некоторые специалисты считают более целесообразным сделать акцент на термоэлектрических модулях или же использовать и то, и другое. Как мы сказали, даже в самых бедных семьях используются обычные печи. Причем, ежедневно (для приготовления пищи и нагрева воды). Поэтому, если топливо в любом случае используется, то почему бы не использовать его более эффективно, получив еще и электрическую энергию в качестве некоего «бонуса»? В такой комбинации КПД термоэлектрического модуля не будет иметь решающего значения (он, надо сказать, сам по себе невысок). Ведь речь идет о затратах на топливо. И пусть на выработку электроэнергии уходит не более пяти процентов тепловой энергии, оставшиеся 95 процентов, в любом случае, совершат полезную работу. Так мы получаем упомянутый выше стопроцентный КПД. То есть, энергетических потерь здесь практически нет.

Как утверждают специалисты, термоэлектрические модули имеют те же достоинства, что и фотоэлектрические панели. Они позволяют наращивать мощность посредством соединения, они не требуют особого обслуживания, не имеют движущихся механических деталей, работают бесшумно и имеют длительный срок эксплуатации. Но при этом у них есть дополнительные преимущества, которые отсутствуют у солнечных панелей.

Несмотря на то, что термоэлектрические модули менее эффективны с точки зрения «производительности», их работа никак не зависит ни от погоды, ни от времени суток. То есть они более надежны в том смысле, что вы вырабатываете электричество именно тогда, когда оно вам нужнее всего. Что особенно важно: синхронизация выработки электричества с выработкой тепла соответствует привычному ритму жизни нормального домохозяйства, особенно в северных широтах. Как правило, растопка печей и котлов в наших домах совпадает с пиками потребления электроэнергии. Что касается солнечных панелей, то их работа обычно не совпадает с этими пиками. Если брать наши широты, то здесь работа термоэлектрических генераторов активизируется в зимнее время, когда параллельно возрастает потребность в электрическом освещении (из-за сокращения светлого времени суток). Солнечные панели, наоборот, больше вырабатывают электроэнергии летом (в этом случае их целесообразнее использовать для кондиционирования помещений, чем для освещения).

У термоэлектрических модулей есть и другие преимущества. Так, их проще устанавливать, поскольку они, в отличие от солнечных панелей, не требуют специальных дополнительных конструкций. Учитывая режим их работы, нет никакой необходимости подключаться к общей сети. Всё это дает нам ощутимую экономию, а значит, делает такую выработку электрической энергии более дешевой, чем в случае с фотовольтаикой.

И, наконец, термоэлектрические модули достаточно легко поддаются вторичной переработке. В данном случае мы не говорим о кремниевой «начинке». С ней особых проблем нет. Главная проблема переработки солнечных панелей заключается в том, что они содержат много пластика. Что касается термоэлектрических модулей, то они пластика не содержат вообще.

В общем, плюсы очевидны. Насколько эта тема будет поддержана в будущем, сказать не беремся. Масштабных проектов она не предполагает. Тем не менее, она вполне «напрашивается» для частных домохозяйств. Дачники и владельцы индивидуальных домов, где используется печное или газовое отопление, вполне могли бы оценить достоинства подобных систем. Скажем, если вы регулярно топите дровами свою баню, то почему бы там не обеспечить освещение с помощью такой вот автономной термоэлектрической генерации? То же самое касается отопления дома. В настоящее время уже разрабатываются термоэлектрические системы для газовых котлов и для котлов на древесных гранулах. Попутная выработка электроэнергии для освещения дома (напомним, что в наших широтах котлы разогревают ранним утром и вечером, когда отсутствует солнечный свет) была бы весьма кстати. Возможно, электрической энергии вы будете получать совсем немного. Но лишней она в любом случае не будет. Допустим, если в конструкцию дома входит мини-теплица (пусть даже пара контейнеров с зеленью на подоконнике), то полученное электричество можно использовать для зимней подсветки растений.

Еще раз отметим, что пока данная тема не является мейнстримной. Тем не менее, работа в этом направлении идет. И мы вполне можем рассчитывать на то, что после снижения ажиотажа вокруг солнечной генерации появится интерес к альтернативным вариантам. Кстати, сибирские ученые, участвующие в проекте «Экодом», также рассматривают варианты термоэлектрической генерации, когда тепло от печей и котлов параллельно используется для выработки электроэнергии. Правда, здесь акцент сделан на двигателе внешнего сгорания (двигатель Стирлинга), вращающем электрогенератор. Такие двигатели уже производятся в нашей стране (о чем мы писали). В то же время термоэлектрические модули также не сбрасываются со счетов. В общем, тема в любом случае развивается, хоть и неспешно, но зато без хайпа и популизма.

Андрей Колосов

Научные сотрудники Лаборатории иммуногенетики НИИКЭЛ – филиал ИЦиГ СО РАН совместно с коллегами из клинического госпиталя «Авиценна» (группа компаний «Мать и дитя») выявили комбинированные генетические признаки, ассоциированные с миомой матки у женщин. Данные, полученные учеными, могут быть полезны для ранней диагностики заболевания и создания таргетной терапии.

Миома – доброкачественная опухоль мышечного слоя матки (миометрия) и одно из самых распространенных гинекологических заболеваний у женщин во всех странах мира. Миома преимущественно возникает у женщин репродуктивного возраста. При больших размерах или подслизистой локализации опухоль: снижает качество жизни женщины, вызывая анемизирующие кровотечения и болевой синдром; может оказывать негативное влияние на фертильность, становясь причиной невынашивания беременности или бесплодия.  Эффективных медикаментозных методов воздействия на миому нет, основной метод лечения – хирургический.

– Развитие миомы может быть связано с разными факторами, в том числе высоковероятно наличие генетических паттернов развития опухоли, так как нередки случаи заболевания у женщин разных поколений в одной семье. При этом нет точных данных о том, какие именно мутации влияют на реализацию наследственной предрасположенности, – поясняет заведующий гинекологическим отделением МЦ «Авиценна», руководитель клинического центра малоинвазивной гинекологии и тазовой хирургии, врач-гинеколог высшей категории Елена Георгиевна Королева.

Новосибирские ученые нашли около 20 генетических вариантов, которые у пациенток с миомой встречаются чаще по сравнению с контрольной группой без этого заболевания.

Исследование длится более шести лет: началось на базе Клиники НИИКЭЛ и продолжается в партнерстве с гинекологическим отделением МЦ «Авиценна» ГК «Мать и дитя». За это время ученые исследовали структуру ДНК и концентрацию кодируемых этими генами регуляторных факторов не менее чем у ста женщин, проходивших хирургическое лечение в отделениях оперативной гинекологии. Первая группа пациенток – женщины, у которых была диагностирована множественная миома матки. Вторая группа – контрольная: женщины того же возраста и этнической принадлежности, у которых заболевания нет, рассказывает руководитель Лаборатории иммуногенетики НИИКЭЛ, д.м.н., профессор, академик РАН Владимир Иосифович Коненков.

Биоинформационный анализ особенностей распределения вариантов генов факторов регуляции активности воспаления (TNFα, IL-1β, IL-4, IL-6, IL-10), интенсивности ангиогенеза (VEGF) и ремоделирования внеклеточного матрикса (металлопротеиназ MMP2, MMP3, MMP9) продемонстрировал, что среди женщин с миомой матки резко возрастала частота отдельных генетических комбинаций структуры вариабельных участков исследуемых генов.

Полученные данные позволили детализировать механизмы формирования генетической предрасположенности к развитию миомы матки. А знание комбинаций генов, связанных с развитием заболевания, открывает возможности для ранней диагностики и профилактики миомы. Выявление «опасной» комбинации генов у клинически здоровой женщины будет свидетельствовать о высоком риске развития заболевания и позволит дать адекватные своевременные рекомендации по режиму наблюдения и планированию реализации репродуктивной функции.

Все обнаруженные гены отвечают за синтез белков, влияющих на рост и развитие (пролиферацию) опухолевых клеток. Уровень этих белков в организме пациенток с миомой матки был значительно выше, чем в контрольной группе. Из этого ученые сделали вывод: терапевтическое воздействие на организм женщины с миомой матки могут оказывать препараты направленного действия против этих факторов ускорения опухолевого роста. Соответственно, появится возможность создать препараты для таргетной (прицельной) терапии миомы матки, которые станут эффективной альтернативой хирургическому лечению. По аналогичному принципу сейчас проводится таргетная терапия злокачественных опухолей.

Таким образом, исследование направлено на создание прогностических критериев развития миомы (что особенно актуально при семейной истории заболевания), на оптимизацию ранней диагностики и на создание нового поколения препаратов для медикаментозного лечения опухоли. В России работа новосибирских ученых стала первым исследованием структуры генов регуляторных факторов, участвующих в реализации генетической предрасположенности к развитию миомы матки.

Пресс-служба Института цитологии и генетики СО РАН