Сотрудники Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН и Новосибирского государственного университета совместно с коллегой из Германии предложили и экспериментально обосновали модель образования алмаза в условиях мантии Земли при воздействии электрического поля/ Полученные результаты ясно демонстрируют, что электрические поля могут значимо влиять на мантийные минералообразующие процессы, изотопное фракционирование углерода и глобальный углеродный цикл. Статья об этом исследовании вышла в высокорейтинговом журнале Science Advances.

Несмотря на множество теоретических, термодинамических и экспериментальных работ, посвященных исследованию алмаза, ключевые аспекты, связанные с механизмами образования этого минерала, всё еще остаются дискуссионными. В основном формирование алмазов в природе связывают с мантийными процессами, сопровождающимися окислительно-восстановительными реакциями, в результате которых происходит окисление углеводородов или восстановление CO2 до элементарного углерода. Экспериментальные исследования возможных механизмов образования алмазов пока единичны. Учитывая большое разнообразие этих уникальных минералов, отличающихся по морфологии, свойствам, ассоциациям и связям с глобальными геодинамическими процессами, ученые предположили, что за их кристаллизацию могут быть ответственны различные движущие силы.

«Наша работа основана на гипотезе, что в формирование алмазов в мантии Земли может быть вовлечен электрохимический процесс. Возможное его существование мы предположили исходя из имеющихся данных о высокой электрической проводимости мантийных расплавов и флюидов с учетом электрохимических процессов, возникающих в глубинных зонах Земли в связи с вариациями магнитного поля и неоднородностью мантии планеты по окислительно-восстановительному потенциалу. Чтобы оценить возможность образования алмаза в мантийных средах за счет действия электрического поля, мы разработали специальные ячейки высокого давления и провели эксперименты в модельных средах, состав которых соответствует включениям в природных алмазах», — рассказывает руководитель проекта заведующий лабораторией экспериментальной минералогии и кристаллогенезиса ИГМ СО РАН доктор геолого-минералогических наук Юрий Николаевич Пальянов.

Как известно, в верхней мантии Земли, помимо силикатных пород, составляющих основную ее часть, присутствуют также карбонатные и карбонатно-силикатные расплавы. О тесной «генетической» связи алмаза и карбонатсодержащих расплавов существует множество свидетельств. Поэтому для проведения экспериментов ученые решили использовать карбонатные и карбонатно-силикатные среды и поместить их в специально разработанную электрохимическую ячейку, позволяющую в условиях высоких температур и давлений расплавить исходные вещества и воздействовать на них электрическим полем.

«В результате нашего исследования установлено, что за счет разности потенциалов в карбонатном или карбонатно-силикатном расплавах запускается серия электрохимических реакций, которая в конечном итоге приводит к кристаллизации алмаза на катоде (отрицательно заряженном электроде). Алмаз образуется из углерода, исходно содержащегося в структуре карбоната. При этом карбонатный расплав действует как единственный источник углерода и как среда кристаллизации для алмаза», — добавляет исследователь.

Благодаря работе ученых впервые продемонстрировано, что кроме известных основных факторов, влияющих на образование алмаза: давления, температуры, состава среды кристаллизации и фугитивности кислорода (окислительно-восстановительного состояния среды), существует еще один, запускающий весь процесс формирования нового минерала, — разность потенциалов.

«Оригинальная методика и первые экспериментальные данные открывают перспективы дальнейших исследований в минералогии, петрологии и геохимии мантии Земли под действием электрических полей. Более того, наш подход представляет интерес для разработки новых способов получения алмазов и других углеродных материалов со специальными свойствами», — говорит Юрий Пальянов.

Работа проводилась в сотрудничестве с ученым из Потсдамского центра наук о Земле. Исследование выполнено за счет гранта РНФ № 19-17-00075 «Экспериментальное моделирование механизмов образования алмаза», руководитель — Юрий Николаевич Пальянов.

Андрей Фурцев

Рост продолжительности жизни людей, к сожалению, имеет не только положительные последствия, этот же процесс стал причиной распространения т.н. заболеваний пожилого возраста. Яркий пример – деменция (слабоумие), вызванная нейродегенеративными расстройствами: по оценкам ВОЗ, в настоящее время в мире насчитывается 35,6 миллиона человек, страдающих от этого недуга.

Наиболее частой причиной деменции в пожилом возрасте являются болезнь Альцгеймера (60–70% всех случаев) и болезнь Паркинсона. Оба заболевания в настоящее время остаются неизлечимыми, хотя ученые во всем мире работают над поиском новой, эффективной терапии, способной остановить развитие болезни и даже обернуть его вспять.

Поскольку нейродегенеративные заболевания запускают одновременно различные патологические процессы, одним из перспективных подходов считается многоцелевая стратегия лечения, которая начинается на бессимптомных доклинических и ранних стадиях болезни. В качестве одной из составляющих такой стратегии ученые рассматривают функциональное питание (или диетическая терапия), которое способствует предупреждению и снижению риска развития хронических заболеваний человека.

Это направление медицины в последние годы быстро развивается и перечень продуктов, которые можно использовать в его рамках постоянно растет. Но это не хаотичный процесс, статус «функционального» за конкретным продуктом закрепляется лишь по итогам полноценного научного исследования, подтверждающего его положительный эффект на здоровье. В этот раз объектом изучения ученых стала пшеница. Ученые ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» (ФИЦ ИЦиГ СО РАН) совместно с коллегами из Всероссийского института растениеводства им. Вавилова (ВИР) не первый год работают над созданием сортов зерновых культур с повышенным содержанием антоцианов.

– Ранее исследования уже показали, что антоцианы обладают широкой биологической активностью, полезной для здоровья человека, но обычно речь идет о различных фруктах и ягодах, мы же оценивали воздействие на организм богатой антоцианами зерновой диеты. Зерно с антоцианами сегодня является очень привлекательным сырьем для создания функциональных продуктов питания, поскольку оно входит в ежедневный рацион большинства людей, лучше хранится и доступно в течении всего года, в отличие от сезонных ягод и фруктов, - рассказала старший научный сотрудник ФИЦ ИЦиГ СО РАН, к.б.н. Олеся Шоева.

Для проведения исследования были взяты мыши, страдающие болезнью Альцгеймера, вызванной введением бэта-амилоида (Аβ), и болезнью Паркинсона. В последнем случае речь идет о трансгенных животных, которые ранее были созданы специально для изучения этого заболевания. Животных поделили на две группы – одних кормили зерном обычной пшеницы, других – с повышенным содержанием антоциана. Была еще третья группа – контрольная, состоящая из обычных мышей, получавших стандартный комбикорм.

После нескольких месяцев наблюдений ученые проанализировали результаты зерновой диеты.

– Зерновая диета в обеих группах привела к некоторому снижению веса, не выходя за пределы нормы, и положительному влиянию на баланс холестерина в организме, но нас больше интересовало влияние на когнитивные способности, и вот тут преимущества антоциановой пшеницы оказались очевидны, - подчеркнула Олеся Шоева.

Это удалось выяснить благодаря ряду поведенческих экспериментов, которые проводили с подопытными животными ученые НИИ физиологии и фундаментальной медицины (НИИФФМ), также участвовавшие в этом проекте. В частности, у животных на антоциановой диете было показано улучшение т.н. рабочей пространственной памяти (которая одной из первых страдает в ходе развития болезни), тормозилось снижение способности к обучению, улучшались некоторые биохимические процессы в мозге (активировались процессы восстановления нейронов).

Все это позволяет ученым утверждать, что богатая антоцианами пшеница является многообещающим источником функционального питания из-за ее положительного влияния на когнитивные функции и важные патогенетические процессы нейродегенеративных расстройств, таких как накопление патологических агрегатов белка и нейровоспаление.

Пресс-служба ИЦИГ СО РАН

По случаю объявленного в 2021 году Года науки и технологий, мы подготовили для вас несколько новых циклов материалов. Начинаем первый, посвященный популяризаторам науки и истории этого важного культурного явления.

Если вы думаете, что научно-популярная литература – изобретение ХХ или XIX веков, то ошибаетесь. Все началось гораздо раньше. Еще в Древнем Риме (может, и раньше, но до нас такие тексты не дошли, я сейчас именно про труды, популяризирующие научные теории, а не собственно научные трактаты). Итак, «поехали» в первую половину I века до н.э.

Римская республика переживает глубокий кризис. Диктатура сменяется диктатурой, война следует за войной. А римляне еще не оправились от восстания Спартака, которое завершилось распятием вдоль дороги из Капуи в Рим шести тысяч его сторонников. Интриги, заговоры, убийства стали повседневным фоном жизни элиты Республики, которая доживала последние годы.

На это время пришлась молодость поэта Тита Лукреция, который, как и многие его современники, искал какие-то новые моральные и идейные ориентиры, взамен утраченной идеологии ранней Римской Республики (довольно строгой, кстати).

Вдохновителем Лукреция стал греческий философ Эпикур, который стремился познать естественные связи в окружающем мире, сомневаясь в божественном вмешательстве и значимой роли судьбы. Темой для своей поэмы «О природе вещей» Лукреций избрал одну из частей эпикурейского учения – физику. При этом он не раз подчеркивает в поэме: он не состязается с философом, а лишь следует его учению, ведь «ни ласточка не может тягаться с лебедем, ни козел с конем».

Но для нас поэма важна не столько реверансами автора в адрес Эпикура, сколько цельным изложением атомической концепции Демокрита. В результате античная идея атомизма дошла до мыслителей эпохи Просвещения в цельном виде, через гекзаметры Лукреция. И не просто в цельном виде, но еще и в доступном изложении. Как писал один филолог: «То, чему Эпикур обучал, Лукреций видит». Это особенно важно, если вспомнить, что из трехсот трудов самого Эпикура (о которых есть упоминания в других источниках), сохранилось лишь три письма и несколько десятков разрозненных отрывков разных текстов.

При этом поэт сумел рассказать о физике так, чтобы было понятно не только ученикам Эпикура, но и грамотным римлянам вообще. Поэтому я и назвал его поэму – самым древним «науч-попом», дошедшим до нас. Автор, кстати, в тексте прямо говорит, что выбрал стихотворную форму, чтобы сделать текст более доступным и приводит образное сравнение: когда врач дает детям горькое, но полезное лекарство, он смазывает край чаши «сладкой влагой янтарного меда».

Поэма получилось некой стихотворной энциклопедией – в первых трех частях изложено учение об атомах, которое Эпикур развивал на основе идей Демокрита, в четвертой – теория познания, в пятой – астрономия, геология и история человеческой культуры, в шестой – объясняются природные явления (грозы, извержения вулканов, шторма и прочее). Таким образом, читатель поэмы получал довольно комплексное представление о «природе вещей» на том уровне, на котором находилась тогда античная наука. Равно как и о том, какие возможности открывают перед человеком наука и разум:

«Судостроение, полей обработка, дороги и стены,

Платье, оружье, права, а также и все остальные

Жизни удобства и всё, что способно доставить усладу:

Живопись, песни, стихи, ваянье искусное статуй

— Всё это людям нужда указала, и разум пытливый

Этому их научил в движении вперед постоянном…».

Слухи о поэме Лукреция быстро разлетелись по Риму. Ее читали все, включая и тех, кто был противниками философии Эпикура, например, Сенека и Цицерон. И не просто читали, но и высоко оценивали. Тот же Цицерон писал брату: «В ней много проблесков природного дарования, но вместе с тем и искусства». После чего знаменитый оратор вложился финансово в размножение тиража поэмы.

Лукреция прославляли многие знаменитые авторы Античного Рима – Тацит, Вергилий, а Овидий в своих «Песнях любви» и вовсе предрекал, что его поэму будут читать вплоть до конца человеческой истории. Счет свитков «О природе вещей» шел на тысячи, так что мы смело можем именовать ее еще и античным бестселлером. И кстати, именно благодаря этому, она и сохранилась до наших дней.

Интересный факт – сам автор не дал своей поэме никакого названия, римляне поначалу тоже просто говорили о «стихах Лукреция». А название «О природе вещей» ввел первым ученый-грамматик Проб спустя век, взяв его из начальных строк, где автор просит о помощи богиню Венеру (это к слову о том, что некоторые исследователи прошлого века поспешили объявить Лукреция воинствующим безбожником):

«Будь же пособницей мне при создании этой поэмы,

Что о природе вещей я теперь написать собираюсь».

Лукреций не был забыт и в Средневековье, копии поэмы хранились в монастырях (ставших центрами книгоиздания), ее цитировал ряд христианских философов той эпохи. Но, понятно, что круг его читателей в этот период истории был крайне узок. А затем настало время, которое позже назвали эпохой Возрождения. В 1417 году итальянский собиратель античных рукописей Поджо Браччолини в одном монастыре наткнулся на копию «О природе вещей», и настолько ей впечатлился, что устроил некую презентацию при дворе Лоренцо Медичи. Лоренцо вообще покровительствовал творческим людям, поэтому в той среде Лукреция приняли на ура. Есть даже версия, что когда известный художник того времени Боттичели (которому Медичи покровительствовал) рисовал свою не менее известную картину «Весна», то вдохновлялся как раз Венерой из поэмы Лукреция.

Как и в античном Риме, Лукреция стали периодически тиражировать, теперь уже не переписчики, а с помощью типографского станка. В частности, типография Альда Мануция, чьи переиздания древних текстов (их называли «альдины») считались тогда самыми лучшими, благодаря тщательной вычитке и подготовке к печати. А в 1563 году выходит первое издание поэмы с обширным комментарием, которое подготовил французский эксперт по античной литературе Ламбин. Среди последующих комментаторов Лукреция отметился и Эйнштейн.

Поскольку Лукреций был на слуху, начиная с XVI века, и на него было принято ссылаться, литературоведам нашего времени не составило труда выделить ученых, на чье мировоззрение оказала влияние и его поэма. В том же XVI веке таким ученым стал французский физик и астроном Пьер Гассенди, а уже его работы, основанные на атомическом учении в изложении Лукреция, упоминали Авогадро, Бойль и Ньютон. Идею Лукреция о чувственном восприятии как основном источнике познания поддерживали Френсис Бэкон, Гоббс и Локк. А Ломоносов привел большой ее отрывок (в собственном переводе на русский язык) в своей книге «Первые основания металлургии, или рудных дел». Так что, можно сделать вывод, что римский поэт-эпикуреец не просто сделал первую попытку популяризировать научные идеи для широкого круга масс – а это само по себе для того времени было очень смелой и неординарной идеей. Он еще и сделал это так качественно, что его книга пользовалась интересом думающего читателя долгие века и оставила заметный след в культурной истории человечества. 

Анатолий Кольцов

Крайне распространенное в наши дни заболевание — ишемическая болезнь сердца (ИБС) — зачастую осложняется сопутствующим скрытым сахарным диабетом, либо предиабетом. При этом повышение уровня сахара в крови нередко не имеет симптомов, но разрушает мелкие и крупные сосуды, способствуя раннему и активному развитию атеросклероза. Сочетание ИБС с подобными скрытыми нарушениями углеводного обмена приводит не только к опасности осложнений, но и к невосприимчивости к терапии повышенного давления, высокому уровню холестерина и другим тяжелым последствиям. Современная медицина предполагает различные варианты терапии ИБС, в том числе и хирургическую операцию. В то же время в списке стандартных предоперационных обследований отсутствует диагностика скрытых нарушений углеводного обмена, знание о наличии которых необходимо для определения оптимальной тактики восстановления проходимости сосудов сердца (при помощи малотравматического вмешательства или же открытой полостной операции коронарного шунтирования).

«К сожалению, когда человек сдает анализ крови из вены натощак, мы не всегда можем со стопроцентной уверенностью сказать, что у него нет диабета. Наши данные подчеркивают, что без активной диагностики мы упускаем до 50 % диабета и предиабета. Еще сложнее ситуация со скрытыми патологиями: нарушением толерантности (переносимости) к глюкозе и уровнем гликемии (содержания сахара в крови) натощак. Эти состояния, как и сахарный диабет 2-го типа, надо в прямом смысле активно искать, применяя так называемый пероральный глюкозотолерантный тест», — рассказывает заведующая лабораторией патологии кровообращения НИИ КПССЗ доктор медицинских наук Виктория Николаевна Каретникова.

Пероральный глюкозотолерантный тест (ПГТТ) — это лабораторный метод, оценивающий уровень глюкозы крови натощак, иногда через час и всегда — через два часа после сахарной нагрузки (приема 75 г глюкозы), позволяющий выявить сахарный диабет и состояния, которые также называют предиабет. Пероральным этот тест называется потому, что определенное количество глюкозы испытуемый выпивает, а толерантным, поскольку по изменению уровня глюкозы крови после приема раствора глюкозы внутрь можно судить о наличии нарушений углеводного обмена (то есть о том, насколько он толерантен или устойчив к такой нагрузке). Суммарно за время проведения работ было отобрано и обследовано почти 150 человек. «Мы самостоятельно выполняли забор крови до сахарной нагрузки и после, а в промежутке между точками все два часа отвлекали от процедуры пациентов беседой (так как для точности теста важно в перерыве между забором крови не иметь ни физических, ни эмоциональных нагрузок, а также не принимать пищу). Также в ходе проведения тестов мы определяли концентрацию в крови пациентов таких относительно новых и активно изучаемых маркеров углеводного обмена, как фруктозамин, гликированный альбумин, 1,5-ангидроглюцитол, которые потенциально перспективны в качестве предикторов неблагоприятных исходов у пациентов после операций на сердце», — добавляет Виктория Каретникова.    В результате исследования ученые пришли к выводу, что активная диагностическая тактика, применяемая к пациентам при подготовке их к операции на сердце вследствие ИБС, выявляет на 36 % больше всех случаев нарушений углеводного обмена, среди которых сахарного диабета — в полтора раза, нарушения толерантности к глюкозе — в пять раз. По словам авторов работ, полученные данные служат аргументом в пользу повсеместного применения разработанного диагностического алгоритма для пациентов с ишемической болезнью сердца. Сегодня созданный учеными тест уже рекомендован для выполнения как эндокринологическими, так и кардиологическими научными обществами для всех лиц с ИБС, у которых отсутствует диагноз «сахарный диабет».   Теперь, после завершения работ по созданию алгоритма, специалисты занялись исследованием возможности некоторых препаратов улучшить качество подготовки пациентов к предстоящей операции на сердце. «В настоящее время активно развиваются принципиально новые лечебно-диагностические подходы, в том числе к ведению крайне сложных групп пациентов, имеющих несколько серьезных заболеваний, среди них и сахарный диабет. К сожалению, ни ИБС, ни нарушения углеводного обмена на сегодняшний день не являются полностью устранимыми, но очень хотелось бы приблизить тот день, когда мы реально и эффективно сможем управлять этими состояниями», — говорит Виктория Каретникова.    Андрей Фурцев

У нас обычно принято в конце каждого года или в начале нового подводить итоги. Учитывая, что прошедший год стал богатым на неприятные сюрпризы (взять хотя бы пандемию), такое осмысление прошедшего напрашивается сейчас как никогда. Однако я хочу расширить временные рамки и окинуть взором прошедшие шесть-семь лет – примерно с того момента, когда бы запущен наш интернет-портал.

В последнее время, оглядываясь назад, начинаешь все больше и больше осознавать, что тогда, на рубеже 2013-2014 годов, была самая настоящая эпоха оптимизма и веры в светлое будущее. И мы в ней, в этой эпохе (даже несмотря на сомнительную «реформу РАН») выглядели доверчивыми подростками, искренне принимая на веру потоки красивых рассказов, прогнозов и обещаний. Они выливались на нас во время многочисленных конференций, форумов и «круглых столов». И мы проникались уверенностью, что совсем скоро все эти красивые рассказы обретут материальное воплощение. Ведь исходили они не от кабинетных мечтателей, а от людей совершенно серьезных, компетентных и практичных.

Я не намерен здесь анализировать, почему «сказка» так и не стала былью. Я лишь напомню, что конкретно должно было появиться у нас к нынешнему времени, если бы всё намеченное и обещанное в ту пору воплотилось-таки в жизнь.

Итак, начну с эпохального проекта, который семь лет назад (и не без моего участия) активно пропагандировался в местных и федеральных СМИ представителями ИГМ СО РАН и лично его директором – академиком Николаем Похиленко. Если бы тогда «всё срослось», то сейчас в нашем городе (или в Красноярске) уже вовсю работало предприятие по переработке руд редкоземельных металлов. Речь идет, как вы уже поняли, об освоении Томторского месторождения (республика Саха). Уже весной 2014 года инициаторы проекта с уверенностью говорили о скором наступлении светлого дня, когда Сибирь станет важным производителем этого ценного сырья, а российская промышленность, наконец-то, преодолеет зависимость от импортных поставок (в основном – из Китая). В то время уже прорабатывались логистические схемы, связанные с транспортировкой руды. В общих чертах схема была такой: через порт Тикси руда грузилась на баржи, а дальше – по великим сибирским рекам (Оби или Енисею) - она должна была доставляться на место переработки. Новосибирск значился в приоритете, поскольку здесь, по словам инициаторов, имелись все необходимые производственные мощности и кадровый потенциал для работы с таким видом сырья (если не ошибаюсь, первым в списке значился НЗХК).

Кстати, предложенный нашими разработчиками вариант логистики считался чуть ли не идеальным. Велись даже разговоры о том, будто ленинградские специалисты подгонят в Тикси атомную субмарину для электроснабжения тамошней производственной инфраструктуры. Идеи были смелые, а сам проект, без преувеличения, претендовал на новую историческую веху. Отметим, что редкие земли – важный экспортный товар, востребованный на мировых рынках не меньше, чем нефть и природный газ. Некоторые редкоземельные металлы используются, например, в ветрогенераторных установках. Учитывая, какими темпами развивается на Западе ветрогенерация, Россия могла неплохо подзаработать на таком экспорте. Но в итоге «что-то пошло не так». За последние годы концепция несколько поменялась.

Теперь об освоении Томторского месторождения начинают писать без всякого упоминания Новосибирска и новосибирских ученых. Хотя к началу 2014 года тема была настолько «раскручена» нашими учеными, что имя академика Похиленко могло бы спокойно войти в историю страны как раз в связи с наладкой производства в Сибири редких земель.

Еще одна история с печальным финалом: совместное с американцами производство высокотехнологичного оборудования с использованием нелинейных кристаллов, выращенных в лабораторных условиях. Напомню, что ИГМ СО РАН – один из немногих разработчиков таких технологий. Здесь мы могли на равных конкурировать и с американцами, и европейцами, и с китайцами. Указанный бизнес-проект напрашивался сам собой, и семь лет назад подобное предприятие воспринималось как весьма достойное применение нашего интеллектуального потенциала (имею в виду Новосибирск и новосибирский Академгородок). Но потом, как мы понимаем, в дело вмешалась политика. Отношения с Западом испортились, началась санкционная война, и теперь те времена остались лишь в воспоминаниях как прекрасная эпоха великолепных возможностей.

Идем дальше. Я уже неоднократно писал о том, что если бы наши власти шли навстречу ученым, то в Новосибирске к нашему дню наладили бы термическую утилизацию твердых коммунальных отходов, за что уже второй десяток лет бьются специалисты ИТ СО РАН. Во всяком случае, презентации на эту тему я изучал еще с 2013 года. В общем, у Новосибирска был хороший шанс решить к нашему дню проблему с мусорными полигонами. Однако, несмотря на многочисленные презентации, конференции, форумы и «круглые столы», реальных подвижек в этом направлении не последовало. А значит, нынешнее лето способно снова омрачить жителей нашего города едким запахом гари.

Другая проблема – утилизация стоков животноводческих предприятий, расположенных в пригороде. Об одном таком проекте (совместная разработка ИЦиГ СО РАН и ИЯФ СО РАН) я узнал в том же 2013 году. Примечательно, что проект начали воплощать. Так, возле кудряшовского свинокомплекса возникли огромные бассейны с гиацинтом (важный элемент биологической очистки стоков, предложенный со стороны ИЦиГ СО РАН). Данные сооружения до сих пор вспоминают добрым словом сотрудники предприятия, поскольку они сами пользовались этими растениями, обильно разраставшимися каждое лето. Потом здесь сменилось руководство, которое отказалось от предложенной системы, поскольку было дешевле сливать стоки прямо под нос жителям Новосибирска и Толмачево. В итоге заглохло всё направление, связанное с биологической очисткой и радиологическим обеззараживанием стоков. Думается, этим летом городские чиновники еще раз спохватятся из-за невыносимой вони, но вряд ли они окажутся в состоянии что-либо изменить по существу.

Что еще? Если бы у наших разработчиков всё продвигалось по плану, то в Новосибирске уже работало бы предприятие по выпуску тонкопленочных фотоэлементов, производимых методом холодной плазмы. То есть, наш город мог спокойно подхватить тему развития альтернативной энергетики и влиться в модные ныне инновационные тренды. Напомню, что речь идет о разработке ИТ СО РАН.

Пока НИОКР финансировался по линии Росатома, всё как раз шло по плану. Однако затем руководство этой госкорпорации (в лице господина Кириенко, ныне возглавляющего президентскую Администрацию) решило отказаться от финансовой поддержки «непрофильных» направлений. В результате тему развития фотовольтаики свернули. Наши ученые лишились финансирования и не смогли продолжить работу. Итог известен: производство в Новосибирске тонкопленочных фотоэлементов с помощью плазменных технологий осталось всего лишь прекрасной мечтой.

Нельзя не упомянуть еще один проект, за который у нас бились с 2015 года, но так и не довели до конца. Я говорю об аддитивных технологиях. Началось всё с того, что к новосибирской научной общественности обратились производственники, занимавшиеся ремонтом авиационной техники. В этой сфере весьма активно используется 3D-печать. Как мы понимаем, оборудование и порошки были импортными. Соответственно, весь сервис и доставка сырья полностью находились в руках зарубежных партнеров. В условиях начавшейся санкционной войны эта ситуация стала казаться угрожающей. Возник закономерный вопрос: а могут ли отечественные специалисты осуществить импортозамещение в данной сфере? Специалисты, к радости производственников, откликнулись охотно. В идеале решили производить и 3D-принтеры, и порошки к ним. В дело включилось сразу несколько институтов СО РАН, а также НГТУ. Было даже подготовлено специальное обращение к тогдашнему вице-премьеру Дмитрию Рогозину. Тогда, в середине 2015 года у многих возникло ощущение, будто время играет на руку ученым, поскольку вопрос импортозамещения ставился на самом верху. Но, как говорится, ученые предполагают, а власть – располагает. Проект почему-то медленно «рассосался», и теперь о нем почти не вспоминают.

Были и другие проекты, красиво преподносившиеся на разных форумах и «круглых столах», но так и не нашедшие практического воплощения. Здесь и эстакадный транспорт, и канатные дороги, и много еще чего, что способно было преобразить Новосибирск до неузнаваемости уже к нынешнему году. К сожалению, преображения не получилось, хотя еще лет пять назад у нас была уверенность, что такое возможно. Причины разбирать не берусь. Но одно могу сказать точно: мы вступаем в эпоху, когда вера в красивые рассказы и красочные презентации уже не будет такой безоговорочной, как прежде.

Олег Носков

Дистанционное обучение в российских вузах является исключительно временной мерой, введенной в связи с распространением коронавирусной инфекции в стране. Об этом в понедельник, 25 января, заявил глава государства Владимир Путин в ходе встречи с учащимися вузов по случаю Дня российского студенчества. 

«Вновь повторю, что переход на полностью удаленный, дистанционный формат обучения является исключительно временной мерой там, где он был введен, связанной, как мы все понимаем, с распространением коронавируса», — сказал лидер. 

Он посочувствовал студентам, которым в прошедшие месяцы недоставало «увлекательной и неповторимой студенческой, университетской атмосферы». 

«Уверен, что если не все, то подавляющее большинство соскучились по прямому общению с друзьями, с наставниками. Но хочу подчеркнуть, что и вы, и ваши преподаватели действительно как одна команда делали все, чтобы лекции, семинары, экзамены — словом, весь учебный процесс — продолжались», — отметил глава государства. 

Президент призвал учебные заведения использовать опыт, полученный в период пандемии, и наращивать цифровой потенциал. 

По словам российского лидера, благодаря увеличению бюджетных мест претендовать на бесплатное обучение в вузах смогут 60% выпускников школ. 

«В предстоящем учебном году дополнительно будет выделено еще почти 34 тыс. бюджетных мест, и отмечу, что преимущественно их получат вузы в регионах Российской Федерации. В общей сложности на бесплатное обучение по программам высшего образования смогут претендовать не менее 60% выпускников российских школ», — сказал Путин.​ 

 

Он указал, что количество выпускников школ будет расти благодаря программам поддержки семьи, рождаемости, демографического развития. 

В конце декабря 2020 года в Минобрнауки признали, что качество удаленного обучения хуже, чем уровень очного. По словам главы ведомства Валерия Фалькова, переход к удаленной форме обучения является вынужденной необходимостью. 

В связи с этим будет проработан вопрос о снижении стоимости обучения.​ 

Я уже несколько раз рассказывал поучительную историю о том, как в конце «нулевых» по инициативе нескольких депутатов Городского совета Новосибирска в нашей области пытались создать демонстрационную площадку для трех канадских деревянно-каркасных домов. Согласно задумке, наши граждане должны были своими глазами увидеть, что представляет собой современное малоэтажное жилище (именно современное). Канадская сторона охотно согласилась поучаствовать в проекте, и даже получила на это дело некоторую сумму от своего правительства (да, в Канаде так можно). Однако проект не состоялся, поскольку, как объяснил ситуацию один чиновник, в Новосибирской области есть проблемы со свободными земельными участками. То есть земли под эти домики не нашлось.

Впрочем, речь сейчас идет не о бюрократических закорючках. Больше всего меня поразила тогда реакция местных СМИ на эту инициативу. В одной популярной газете вышла саркастическая заметка, проиллюстрированная карикатурной картинкой. По мысли редакции, сибирякам предлагалось переселиться в «щитовые сараи». Примерно так был воспринят канадский дом нашими «властителями дум». В принципе, с тех пор мало что поменялось, и по сей день в сознании многих россиян канадские дома устойчиво ассоциируются с сараями.

В чем здесь казус? А казус в том, что ухмыляющемуся россиянину даже не приходит в голову, что этот канадский «сарай» оборудован по последнему слову техники, что он рассчитан инженерами, проектировщиками и технологами до мелочей. Нам такая тщательность даже не снилась, а некоторые образцы оборудования, входящие в СТАНДАРТНУЮ КОМПЛЕКТАЦИЮ канадских домов, многие из нас видели только на картинках. К сожалению, «хорошим» домом у нас до сих пор признается БОЛЬШОЙ дом – в два-три уровня, желательно из кирпича. Да еще с эркером, лепниной и прочими «завитушками». Это у нас – на первом месте. А всякое мудреное оборудование, призванное повысить энергоэффективность жилища, в расчет принимается в последнюю очередь. Для канадца же такое отношение к домостроению явственно отдает архаикой. Но мы до сих пор проявляем непреклонность в этих вопросах и наивно считаем свои запросы «современными».

Все наши проблемы вытекают как раз из того, что ментально мы все еще продолжаем обустраивать свою жизнь так, будто XIX век для нас не закончился. При этом мир не стоит на месте. Задачи энергосбережения, решаемые теми же канадскими проектировщиками и технологами – лишь пролог к новому, более прогрессивному укладу, где во главу угла будут поставлены вопросы экологии. Речь уже идет не просто о сбережении ресурсов. Мы движемся в эпоху безотходных и природоподобных технологий, когда качественно преобразится сама хозяйственная деятельность человека: вместо уничтожения природы начнется ее восстановление. Причем, без потери качества жизни и без всякого массового вымирания людей. Но для этого необходимо добиться того, чтобы кардинально поменялось восприятие действительности со стороны подрастающих поколений.

К сожалению, наши школы традиционно обходят стороной эти темы. Ученики не получают на этот счет ни теории, ни практики. Они не видят перед собой каких-то наглядных примеров. Отсюда следует, что в стране крайне важно уже сейчас должным образом налаживать экологическое воспитание, давая с детства необходимую сумму базовых знаний. Причем желательно, чтобы это происходило не абстрактно, а именно наглядно. Например, слово «экодом» сейчас у нас достаточно распространено, но только, скажем так, в теории. Увидеть подобное жилище в нашей стране практически так же трудно, как и настоящий канадский дом. Поэтому и живем мы по-старому, и старый, отживающий подход к жизни все еще воспроизводится молодым поколением.

Как раз сейчас этот пробел пытаются заполнить сибирские ученые и технические специалисты, объединенные недавно во Всероссийскую ассоциацию экспертов по экотехнологиям, альтернативной энергетике и экологическому домостроению. Как мы уже неоднократно писали, наши специалисты активно участвуют в работе по защите Байкала от органических стоков, образующихся на острове Ольхон из-за сезонного наплыва туристов. С их стороны, напомню, были предложены технологии замкнутого цикла, превращающие обычное жилище в полноценный экодом.

Еще раз отметим, что массовое применение передовых технологий возможно только в условиях торжества экологического сознания. Ведь речь идет о жизненных приоритетах, и новый технологический уклад вряд ли войдет в нашу жизнь, если в общественном сознании не восторжествуют соответствующие ценности. Когда, например, для человека станет неприемлемой сама мысль о том, что отходы можно просто так сваливать в окружающую среду (как это происходит сейчас во многих местах нашей необъятной страны). Когда расточительное отношение к ресурсам будет считаться пережитком. Когда игнорирование возобновляемых источников энергии (например, солнца) люди начнут рассматривать как глупость и признак невежества.

Иными словами, переход к новому укладу – это не только техническая задача. Это задача социокультурная и педагогическая. Люди не только приобщаются к каким-то специальным инженерным устройствам – они кардинально меняют свое отношение к жизни и к природе.

Как неоднократно отмечал сотрудник Института теплофизики СО РАН, член рабочей группы СО РАН по проблемам озера Байкал Игорь Огородников, в Иркутской области молодое поколение обнаруживает куда больший интерес к экологическим инновациям, чем взрослые. Соответственно, работа в этом направлении с молодежью, со школьниками становится сейчас реальным вкладом в построение нашего технологически продвинутого будущего. А для этого нужны как специальные программы обучения, так и соответствующие им технические средства.

Не так давно в Иркутской области нашим специалистам выделено небольшое здание старой библиотеки под создание «Дома-учебника». По словам Игоря Огородникова, для проведения занятий со школьниками этот домик можно оснастить всем необходимым оборудованиям, чтобы наглядно показать, как в домах будущего будет организован весь жизненный цикл (включая энергосбережение и утилизацию отходов). По сути дела, «Дом-учебник» рассматривается как модель экодома в «натуральную величину», который несложно разместить во дворе каждой российской школы. Благодаря таким наглядным «пособиям» ученики смогут лучше понять, как в процессе своей жизнедеятельности оставлять положительный экологический след, усвоив основные природные закономерности. Уже сейчас готов целый образовательный курс, который поможет существенно повысить экологическую грамотность молодого поколения (без чего, еще раз заметим, нам никогда не выйти на уровень нового технологического уклада). В настоящее время в рамках упомянутой Ассоциации готовится соответствующая программа, адресованная высоким государственным инстанциям. Есть надежда на то, что данная программа будет официально включена в повестку современной молодежной политики.

Отметим, что в ходе работы по защите Байкала у наших ученых появились реальные сторонники из числа местных гражданских активистов, занимающихся реализацией образовательных проектов. Самое важное, что в этом году в Иркутске по ЧАСТНОМУ ЗАКАЗУ был построен небольшой экодом, оснащенный всем необходимым энергосберегающим оборудованием и системой замкнутого цикла. Фактически, у нас уже есть готовая бригада, способная возводить такие объекты. Конечно, в США подобные дома (о чем мы уже писали) начинают строить десятками (если не сотнями). Но и в России, как видим, процесс также пошел, хоть и со своей спецификой. То есть интерес к экологическому домостроению в любом случае растет.

И напоследок еще раз напомним о том, что упомянутый «Дом-учебник» изначально планировалось построить на территории Новосибирского Академгородка. История хождений по коридорам мэрии и обладминистрации - очень длинная. Экологическое домостроение – тема весьма специфическая, поскольку находится на пересечении различных дисциплин. Здесь – и строительство, и архитектура, и теплофизика, и химия, и немного микробиологии. Прежде всего, конечно же, речь идет о строительстве и архитектуре. Но, к сожалению, многим до сих пор не понятно, к чему сюда включать «довесок» из остальных наук. К счастью, работа над темой спасения Байкала от органических стоков позволила нашим специалистам выйти на свою целевую аудиторию как раз на территории Иркутской области. Таким образом, тема экологического домостроения нашла свое понимание прежде всего там, где она оказалась наиболее актуальной.

Как стало известно, в режиме онлайн уже проведено несколько лекций. Впоследствии, объяснил Игорь Огородников, слушателям будут выдаваться небольшие практические задания для лучшего усвоения материала. Разумеется, аудитория не ограничивается каким-то отдельным регионом. Расчет делается на всю страну. Авторы этого проекта надеются на то, что им удастся привлечь к этой теме достаточно большое количество активных граждан, стремящихся жить по-новому. А такие люди есть и в Новосибирске, в том числе – и в Академгородке, уверяет Игорь Огородников.

Олег Носков

Журнал Nature отобрал научные события, которые вызовут наибольший интерес в наступившем году. На первом месте среди ожиданий этого года в публикации портала Nature News стоит противостояние изменениям климата. 2021-й станет знаковым в этом направлении в связи с намерением избранного президента США Джо Байдена вернуть страну в Парижское соглашение, регулирующее меры по снижению содержания углекислого газа в атмосфере с 2020 года. США были выведены из этого соглашения президентом Трампом. Ключевой момент в переговорах по климату наступит на конференции ООН в британском городе Глазго в ноябре 2021-го. 

В ближайшее время специальная группа Всемирной организации здравоохранения отправится в Китай для выяснения источника пандемии COVID-19. В нее входят эпидемиологи, вирусологи, а также специалисты в области здравоохранения и ветеринарии, которые начнут расследование с Уханя, города, где в конце 2019-го впервые был обнаружен коронавирус SARS-CoV-2. 

На начальных стадиях эксперты будут изучать мясо и животных, которыми торгуют на уханьском рынке, а также встретятся со многими из первых заболевших ковидом, чтобы узнать об их перемещениях по Китаю и за его пределами. На выяснение происхождения вируса могут уйти годы, но эксперты ожидают, что какая-то новая информация может появиться уже к концу 2021-го. А уже в начале года можно будет судить об эффективности нескольких недавно одобренных к использованию противоковидных вакцин. Особый интерес вызывают результаты III фазы клинических испытаний вакцин, созданных американскими компаниями Novavax и Johnson&Johnson, которые легче доставлять и хранить, чем требующие очень низких температур РНКовые вакцины компаний Pfizer-BioNTech и Moderna. Кроме того, вакцина Johnson&Johnson предусматривает однократное введение в отличие от используемых в настоящее время двухэтапных вакцин. 

На октябрь нынешнего года намечен запуск долгожданного космического телескопа «Джеймс Уэбб» (James Webb Space Telescope), созданного NASA. Стоимость этой космической обсерватории почти 9 миллиардов долларов. Это крупнейший, мощнейший и сложнейший космический телескоп из когда-либо построенных.

Он должен прийти на смену телескопу «Хаббл», который был запущен в 1990-м. Радиоастрономы могут в новом году предложить новый способ улавливания гравитационных волн, используя в качестве маячков особые нейтронные звезды – пульсары. Синхронизируя наблюдение за сигналами пульсаров, группы исследователей в Европе, Северной Америке и Австралии попытаются зарегистрировать длинноволновые всплески, производимые парами сверхмассивных черных дыр, вращающихся вокруг друг друга в центрах далеких галактик. 

Марина Аствацатурян 

Сердечно-сосудистые заболевания по-прежнему занимают ведущее положение по неблагоприятному влиянию на продолжительность жизни и смертность населения в Российской Федерации. И прежде всего, речь идет об инфаркте миокарда.

Современной медицине известно много факторов риска развития этого и других сердечно-сосудистых заболеваний. Эти факторы разделяют на конвенционные (курение, артериальная гипертензия, дислипидемия, сахарный диабет, абдоминальное ожирение) и неконвенционные, в том числе, психосоциальные факторы риска (стресс, тревогу и депрессию, уровень дохода, семейное положение, конфликты в семье).

Кроме того, на индивидуальный риск развития неблагоприятного сердечно-сосудистого прогноза влияют и генетические факторы. Российские и международные рекомендации уже сейчас говорят о необходимости учитывать информацию о семейном анамнезе при определении мер по профилактике инфаркта миокарда.

Для более точного сбора и анализа информации о наследственной предрасположенности к развитию сердечно-сосудистых заболеваний разрабатываются рискометры (специальные тесты) оценки вклада генетических факторов.

– Впервые метод расчета шкалы генетического риска описан еще в 2005 году, исследование показало, что учет генетического риска может улучшить возможность прогнозирования заболевания в сравнении со шкалой, основанной только на традиционных факторах риска, - рассказала ведущий научный сотрудник ФИЦ ИЦиГ СО РАН, к.м.н. Елена Шахтшнейдер.

Сегодня существуют разные варианты шкал генетического риска, учитывающие разное количество полиморфизмов (мутаций в ДНК): если в первом исследовании речь шла только о трех точках в генах, то в последних исследованиях счет идет уже на миллионы. Однако по данным мета-анализа, достоверную связь с риском инфаркта миокарда удалось установить лишь у немногих из них (главным образом, связанных с метаболизмом холестерина липопротеинов низкой плотности).

Сложность этой работы обусловлена также популяционной специфичностью распространения сердечно-сосудистых заболеваний, особенностями климатических и социальных условий жизни. В результате, для разных стран и макрорегионов требуются свои специфические рискометры. Над изучением факторов риска развития инфаркта миокарда, учитывающего генетические факторы риска, работают разные научные организации.  Ученые НИИ терапии и профилактической медицины (филиал ФИЦ ИЦиГ СО РАН) – в числе лидеров развития этого направления в нашей стране.

– С целью разработки шкалы генетического риска для жителей России мы проанализировали данные, используемые в статьях с 2005 по 2020 гг. и выявили 43 полиморфизма, наиболее часто ассоциированные с заболеваниями сердца, - отметила Елена Шахтшнейдер.

Именно эти изменения встречаются в генах, ассоциированных с сердечно-сосудистыми заболеваниями, ишемической болезнью сердца, инфарктом миокарда, генах, связанных с липидным обменом, иммунным ответом, ангиогенезом.

Исследования новосибирцев вошли в завершающую фазу, затем предстоит процедура получения патента и передача готового рискометра медицинским учреждениям для включения в повседневную работу.

Как показывает практика, использование рискометров с генетической шкалой, заметно повышает уровень их прогностической способности. Ранняя диагностика может способствовать улучшению качества и продолжительности жизни пациентов и снижению экономических издержек при лечении сердечно-сосудистых заболеваний. А еще она позволяет своевременно назначить человеку необходимые профилактические меры - терапию липидснижающими препаратами, правильное питание и адекватную физическую нагрузку.

Пресс-служба ФИЦ ИЦИГ СО РАН

Устранение погрешностей на томографических снимках, изучение новейших методик преподавания и создание методов устойчивых поставок на предприятия лесопромышленной отрасли: в День аспиранта рассказываем, как гранты стимулируют молодых ученых на создание научных проектов. 

Умный алгоритм для медицины 

Аспирант кафедры электронных приборов и устройств (ЭПУ) СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Иван Ларионов предложил использовать нейронные сети для повышения качества томографических исследований. Разработка аспиранта представляет собой набор алгоритмов по устранению различных артефактов (лишних деталей на изображении, шумов, отсутствующих в исходных данных) на томографических снимках. 

Сегодня существует большое количество исследований, посвященных повышению качества томографических процессов, однако разработка молодого ученого ЛЭТИ имеет особый интерес: в проекте используются новые методики подавления различного рода артефактов, возникающих при томографической реконструкции – в том числе с применением сверточных нейронных сетей и системы распределенных вычислений в реконструкции. 

Алгоритм может быть применен в музейном деле и медицине, использоваться в доклинических исследованиях лекарственных препаратов и при проведении пожарно-технической экспертизы. 

«Улучшение процесса реконструкции в рамках информативности и снижения количества артефактов позволит также снизить дозовую нагрузку на объект исследования, что в крайней степени актуально в медицинской томографии», – отмечает Иван Ларионов. 

На сегодняшний день завершен первый этап реализации проекта, в рамках которого ученые решали задачи по исследованию артефактов в рентгеновской компьютерной томографии и разработке алгоритмов их коррекции. Часть разработанных алгоритмов уже апробирована в работе настольного микрофокусного рентгеновского томографа. В планах ученых ЛЭТИ – создание нейросети, определяющей и корректирующей различные типы артефактов. 

В октябре 2019 года Иван Ларионов стал победителем Конкурса РФФИ на лучшие проекты фундаментальных научных исследований, выполняемые молодыми учеными-аспирантами.  

Технологии в промышленном секторе 

Проект Родиона Рогулина посвящен исследованию методов и моделей формирования устойчивых региональных цепочек поставок сырья на предприятия лесопромышленной отрасли. Основная цель аспиранта Владивостокского государственного университета экономики и сервиса – разработать экономико-математический аппарат поддержки предприятий по вопросам взаимодействия товарно-сырьевой биржи России и потребителей. 

Разработка Родиона стала победителем в номинации «Цифровая экономика» конкурса «Лучших инновационных проектов», итоги которого были подведены в сентябре 2020 года. 

Модели и алгоритмы работы, созданные аспирантом, уже готовы к внедрению на производство, однако требуют капиталовложения от предприятий реального сектора экономики. 

Компьютерная обработка естественного языка 

Аспирант Омского государственного технического университета Иван Шарун разработал алгоритм обработки естественного языка (не созданный целенаправленно язык, используемый для общения людей). Он поможет упростить работу составителям образовательных программ. 

По словам Ивана, образовательная программа представляет собой набор документов, регламентирующих основные характеристики образования – содержание, объем, форма аттестации и многие другие. Созданный алгоритм поможет анализировать структуру перечисленных элементов и решать задачи в работе с естественным языком – создании вопросно-ответных систем, систем извлечения знаний, автореферирования и других.  

«Компьютеры не понимают речь. Гораздо лучше им удается работать с числами, считать их по формулам. На данный момент мы работаем над созданием моделей и алгоритмов для перевода нашего обычного языка, на котором мы говорим, в понятный для компьютера формат. Это необходимо для того, чтобы он мог не только хранить текст на обычном языке, но и извлекать из него факты, полезную информацию, делать логические выводы. Сейчас это делается с помощью построения больших искусственных нейронных сетей. Мы хотим создать инструментарий для выполнения этих задач, но уже без недостатков присущих искусственным нейронным сетям», – прокомментировал аспирант. ​​