Надо ли бояться глутамата?

Вместе с маем в Новосибирск по традиции пришли «Городские дни науки», чья программа включает массу интересных мероприятий. Репортажи с некоторых из них мы представляем нашим читателям. Сегодня предлагаем вам узнать, о чем рассказал младший научный сотрудник Института неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН к.х.н. Иван Меренков в своей открытой лекции «Химия в еде — это нормально?»

Очень многие люди опасаются различных «химических добавок», содержащихся в продуктах питания, а производители активно этим пользуются, делая упор на «натуральность», «органичность» своей продукции. Но хрестоматийный пример с надписью на подсолнечном масле «Не содержит холестерина» (которого, в принципе, не должно быть в этом продукте) доказывает, что часто это лишь маркетинговый ход. Так где же заканчиваются рекламные уловки и начинаются реальные причины для беспокойства о своем здоровье? И так ли опасна любая «химия» в нашей еде?

Начать стоит с того, что химические добавки присутствуют так или иначе практически во всех продуктах, выставленных на полках торговых сетей. Вопрос в том, что мы считаем этой «химией». Если спросить рядового гражданина, где больше «химии» в апельсине или упаковке лапши быстрого приготовления «Доширак», то подавляющее большинство выберет второй вариант. Но с точки зрения науки, «химии» в них одинаково, они оба состоят из нее на 100 %, значение имеет химический состав.

А потому больше значения имеет вопрос – а с какой целью в продукт внесена та или иная добавка, меняющая его обычный («натуральный») химический состав. И еще – а какими реально доказанными побочными свойствами обладает эта добавка.

Ответы на эти вопросы не такие очевидные и простые, как кажется. Например, многие убеждены, что наличие в составе продукта добавок с индексом «Е» априори делает их вредными, а то и опасными для здоровья. Но на самом деле этот индекс означает лишь, что наименование добавки сделано по европейской классификации (отличающейся от американской и ряда других).

Введены они были для того, чтобы упростить жизнь потребителю (да и производителю), поскольку названия многих химических соединений непросто запомнить. Такое, как изоаскорбат натрия. А вот если назвать его Е316, станет намного легче. И, к слову, это не какая-то жуткая отрава, а антиоксидант, который защищает от окисления и изменения цвета мясные и рыбные продукты и нейтрально воспринимается нашим организмом. Ну а первые цифры в этом сокращенном наименовании позволяют специалисту сразу понять, к какому классу относится добавка – консервантам, пищевым красителям и прочее

В сети хватает таблиц, которые содержат вполне правдивую, но неполную информацию В Интернете хватает таблиц, где они делятся совсем по другим критериям – канцерогенные, запрещенные и т.п. Что самое интересное, эти таблицы часто содержат вполне правдивую информацию. Как всегда, суть прячется в деталях, в данном случае, ключевую роль играет концентрация добавок в продукте. И снова хрестоматийный пример, соль сегодня – неотъемлемая приправа на столе большинства российских семей. Но в средние века существовал способ казни, когда приговоренного к смерти заставляли съесть стакан соли.

Современные стандарты (как российские, так и подавляющее большинство зарубежных) очень строго регламентируют уровень содержания пищевых добавок в готовом продукте. В качестве иллюстрации Иван Меренков привел известную всем «кока-колу»: если проанализировать ее состав, то самым «вредным» элементом в ней окажется… вода. Пять – шесть литров воды, принятые единовременно, станут смертельной дозой для среднестатистического человека. И, употребляя «колу» человек быстрее примет смертельную дозу воды, чем фосфорной кислоты или любой другой добавки, содержащейся в ней. Другое дело, что воду наш организм и выводит быстрее, и именно накопительный эффект ряда элементов химического состава делает «колу» не самым полезным продуктом.

Но и тут все не просто, поскольку мы потребляем эти элементы из самых разных источников и не все из них столь очевидны как продукты с перечнем «ешек» на этикетке. По словам докладчика, водопроводная вода содержит куда больше свинца, чем губная помада, но объектом расследований на тему опасных добавок обычно становится вторая.

Не стоит забывать и о т.н. ложных корреляциях. Иначе говоря, когда какие-то негативные факторы, связанные с состоянием здоровья или распространением каких-либо заболеваний связывают с употреблением неких пищевых продуктов, но эта связь не подтверждается в ходе последующих проверок. На практике часто случается так, что новость о подозрениях в опасности данного продукта расходится гораздо шире, чем последующие опровержения. Так рождаются мифы. Например, о том, что главный источник эпидемии ожирения (о которой сегодня говорят в развитых странах) – распространение фаст-фуда. Конечно, гамбургеры и пиццу сложно назвать здоровой пищей, но все-таки видеть в них корень всех проблем с лишним весом не совсем правильно. Это как раз пример ложной корреляции, или соблазна «простых ответов на сложные вопросы».

Далее, Иван Меренков предложил рассмотреть ситуацию на примере нескольких групп пищевых добавок с точки зрения функций, которые они выполняют, их необходимости и потенциальной опасности для здоровья потребителя. 

Начал он с ароматизаторов, которые делятся на натуральные (выделенные из природного сырья) и идентичные натуральному (они тоже существуют в природе, но конкретно для этого продукта их синтезировали промышленным способом). Очевидно, что вторая категория обходится производителю намного дешевле. Но насколько сильно страдает от этого покупатель? На деле, если производитель соблюдает требования к качеству, то организм разницы не почувствует, а если мы имеем дело с недобросовестным производителем, то нет разницы, что написано на упаковке, к реальному качеству и безопасности продукта это не имеет отношения.

Есть и третья категория ароматизаторов – искусственные (не имеющие природных аналогов). Но с позиции этих критериев к числу первых «искусственных ароматизаторов» надо отнести жареный кофе, который никак не ассоциируется сегодня с «химией», хотя в природе этот запах не встречается. Так что, искусственный тоже не всегда автоматически означает вредный или некачественный.

Схожая ситуация наблюдается и с другими группами – усилителями вкуса и консервантами. Самый известный представитель первых, глутамат натрия, на деле усиливает только один вкус – умами, который присущ употребляемым нами белковым продуктам (его открыли относительно недавно и теперь общепризнанно считают «пятым вкусом»). Роль этого вкуса – сделать пищу, богатую белком привлекательной для человека, поскольку она является ценным ресурсом для жизнедеятельности организма. Получается, если глутамат натрия добавлять в белковую пищу, то мы будем помогать организму (стимулируя потребления полезного ресурса), а если в другую, то «обманывать» его (и здесь уже все зависит от целей этого обмана). Как бы то ни было, само по себе содержание этой добавки в продукте не добавляет ему вредоносности, а лишь делает его более вкусным для нас.

Напоследок слушателям предложили не допускать так называемой «натуралистической ошибки». Она заключается во мнении, что природа, дескать, не создает ничего вредного. Увы, на самом деле это не так. И не всегда огурец, выращенный в дачном парнике, полезнее произведенного в крупном тепличном хозяйстве. На самом деле, все зависит от того, чем дачник удобрял и поливал свои огурцы (и не всегда это действительно полезнее для наших организмов).

По итогу лекции можно сделать два вывода (которые вовсе не являются чем-то революционным). Первый – важен не столько перечень химических добавок в продукте на магазинной полке, сколько ответственность производителя. И при соблюдении им стандартов качества «химия» не только не причинит вреда, но может улучшить ряд параметров продукта (вкус, аромат, сроки хранения). Если же их не соблюдать, то и «натуральные» продукты могут нанести не меньший вред.

 Правда, как раз это потребители контролировать могут мало. Зато им вполне по силам управлять вторым фактором – а именно сбалансированностью своего рациона. Мы уже не раз поднимали тему функционального питания (и без сомнения вернемся к ней еще). Известно, что чрезмерное употребление картофеля, хлеба и сахара (вполне себе натуральных продуктов) повышает риск развития сахарного диабета. Зато те, кто им страдают, для поддержания нормального состояния здоровья часто вынуждены питаться продуктами, где вместо того же сахара или крахмала содержатся их искусственные заменители. И не так важно, из какого источника в ваш организм попадает то или иное химическое соединение, куда важнее, чтобы соблюдался общий баланс между этими соединениями и уровнем их содержания в организме. И тогда продукты питания будут для вас гораздо полезнее, даже те, что содержат пищевые добавки.

Сергей Исаев

Что хранят новосибирские курганы

​Ученые Института археологии и этнографии Сибирского отделения РАН обнаружили уникальные украшения из камня в форме полумесяца - луновидные подвески. По мнению ученых, они могли принадлежать древним служителям культа.  

"Одежда из птичьих клювов, каменные лунницы и бронзовые "очки", - в двух захоронениях одиновской культуры возраста около 5 тысяч лет назад на памятнике Усть-Тартасские курганы Венгеровского района Новосибирской области сотрудники Института археологии и этнографии СО РАН обнаружили замечательные предметы, по-видимому, принадлежавшим древним служителям культа", - говорится в сообщении института.

В частности, ученые обнаружили серию разноцветных украшений в форме полумесяца из камня. Такие украшения называются луновидными подвесками и встречаются в некоторых регионах Сибири. Например, в отдельных захоронениях эпохи раннего Бронзового века (3000 лет до н. э. - 1200 лет до н. э.) Прибайкалья, в Минусинской котловине, а также в наскальных изображениях этой эпохи в Горном Алтае. Однако в захоронении одиновской культуры луновидные подвески обнаружены впервые.

Ученые сделали вывод, что в найденном захоронении был похоронен не рядовой представитель одиновской культуры, а служитель культа. У его головы были найдены две скрепленные плаcтинами бронзовые полусферы, которые располагались на глазах погребенного. Кроме того, в погребении были найдены следы органического материала, а также костяная проколка (древний аналог современного шила), а также два предмета неустановленного назначения, похожие на дудочку.

Как пояснили ТАСС в институте, находки были сделаны в ходе прошлого полевого сезона. Тогда же были найдены уникальные захоронения периода бронзового века, основными предметами которых являются артефакты из птичьих клювов. На данный момент ведется их реставрация. Ученые предполагают, что это могли быть доспехи или ритуальная одежда погребенного.

Прогресс без кризиса

«Мир больше не будет таким, как прежде» - эта фраза из фильма «Послезавтра» одинаково подходит как пессимистам, так и оптимистам. Трактовать ее можно двояко: либо нас ждут моры и глады, либо – счастливое преображение. Но в любом случае в скором времени на Земле уже не будет так, к чему многие из нас привыкли. А вот окажутся ли эти изменения ужасными или, наоборот, - спасительными для людей, всё будет зависеть от того, насколько нам удастся пересмотреть свои подходы к дальнейшему развитию.

Как мы знаем, в 2012 году в Бразилии состоялась конференция ООН по устойчивому развитию (известная как «Рио+20»), на которой было обозначено несколько основополагающих пунктов, направленных на предотвращение экологической катастрофы. В частности, в итоговом документе существует целый раздел, посвященный «зеленой» экономике. По мысли авторов документа, именно упор на «зеленую» экономику позволит развивающимся странам преодолеть нищету без негативных последствий для природной среды.

«Мы признаем важность принятия во внимание возможностей и проблем, а также издержек и благ, связанных со стратегиями развития «зеленой» экономики в контексте устойчивого развития и ликвидации нищеты, с использованием наиболее совершенных имеющихся научных данных и анализа. Мы признаем, что набор мер, в том числе регулятивных, добровольных и иных, применяемых на национальном уровне и согласующихся с обязательствами по международным соглашениям, может способствовать развитию «зеленой» экономики в контексте устойчивого развития и ликвидации нищеты. Мы вновь подтверждаем, что социальная политика имеет жизненно важное значение для содействия устойчивому развитию», - говорится в документе.

Собственно, ту же цель преследует и Парижское климатическое соглашение ООН от 2015 года. Недавний доклад Международной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), опубликованный в декабре прошлого года, еще раз закрепляет указанные приоритеты. То есть речь идет не просто о декларациях, но и о конкретных решениях, призванных справиться с экологической угрозой. В докладе МГЭИК специально указывается на необходимость внедрять принципиально новые технологии для изменения образа жизни людей. Главной угрозой признается эмиссия углекислого газа, ведущая к катастрофическим последствиям для всей планеты. Соответственно, это потребует МАССОВОГО перехода к принципиально новым технологиям. Именно они должны определить облик грядущего технологического уклада и обеспечить населению Земли устойчивое развитие.

Я специально остановлюсь на этом моменте. Дело в том, что принцип устойчивого развития предполагает совершенно новое понимание научно-технического прогресса. Выражаясь философски, речь идет о принятии принципиально новой парадигмы. По сути, ученым необходимо разрешить одно противоречие – совместить экологические требования с повышением качества жизни для значительной части землян. В старой парадигме данные пункты не совмещались совершенно. Еще полвека назад глобальная экологическая проблема задавала простую дилемму: или технический прогресс, или «возвращение к природе». У нас в стране до сих пор встречаются радикальные «зеленые», предлагающие ради спасения природы ликвидировать науку и промышленное производство. То есть вернуться к сохе.

Принцип устойчивого развития предполагает отход от этих крайностей. Решение экологической проблемы должно идти не вопреки техническому прогрессу, а в его русле. То есть необходимо радикальное изменение технологий, а не отказ от них. Прогрессивный скачок на новый уровень напрямую связан с технологической революцией.  Однако не стоит думать, что такой переход предполагает лишь обычную инженерно-техническую задачу – внедрили новые технологии, и дело с концом. Нет. Как было сказано выше, речь идет об изменении образа жизни людей. Эта задача принципиальная, и решается она только в глобальном социально-культурном контексте. Поскольку речь заходит именно о революции, то здесь необходима как радикальная перестройка сознания, так и появления «новых людей» - носителей этого нового сознания.

На острове Ольхон местным жителям придется делать непростой выбор - или прекратить любую экономическую активность под воздействием жестких экологических требований, или осуществить у себя упомянутую технологическую революцию Вопрос лишь в том: будет ли эта революция происходить постепенно и сразу на всей планете, либо для нее потребуются живые и наглядные модели, становящиеся локомотивом развития по-новому? В принципе, западные страны в какой-то мере дают пример всему остальному человечеству. Но достаточно ли этого? Нельзя ли осуществить такую революцию даже не в отдельно взятой стране, а на отдельно взятой территории, где проблема устойчивого развития обострилась как никогда, став вопросом жизни и смерти? В случае успеха такая территория как раз и могла бы стать такой наглядной моделью.

То, о чем я сейчас говорю – совсем не абстракция. Мы уже много раз писали об экологической проблеме Байкала. На острове Ольхон как раз сложилась такая ситуация, когда местным жителям придется делать непростой выбор: или прекратить любую экономическую активность под воздействием жестких экологических требований, или осуществить у себя упомянутую технологическую революцию, которая позволит им добиться процветания без ущерба для экологии.

Еще раз напомним, что в решении этой проблемы принимают активное участие сотрудники Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН. Совсем недавно ими была разработана Концепция развития инфраструктуры прилегающих к Байкалу заповедных территорий. Данная работа была выполнена по заказу дирекции Прибайкальского национального парка «Заповедное Прибайкалье». Концепция уже прошла официальное обсуждение и скоро появится в печати.

Основной посыл здесь такой: как применить принцип устойчивого развития (о котором сегодня много говорят на международном уровне) к указанным территориям? У нас в стране много теоретиков, способных рассуждать о высоких материях с разных трибун. Но как перейти от теории к практике, от слов – к делу? Данная Концепция как раз и указывает этот путь. Сегодня на острове Ольхон из-за наплыва туристов экологическая проблема накалилась до предела (а туристы здесь – основной источник дохода для местных жителей). Причем, накалилась она еще и в социальном плане. Дело в том, что на местах контролирующие инстанции решают все проблемы по старинке и без особого напряжения ума. Принцип у них простой – взять всё и запретить. Это ставит местных жителей в сложную ситуацию. В итоге власти получили ответную реакцию, грозящую неприятными эксцессами. Вроде бы, все осознают, что проблему надо решать по-новому, по-современному, но как именно – толком мало кто знает.

Вот здесь-то и понадобились наработки новосибирских ученых. Фактически, местные власти столкнулись с ситуацией, прописанной в упомянутых документах ООН. Еще раз напомню, что в итоговом документе «Рио+20» четко говорится о значении социальной политики, а также о том, что на национальном уровне необходимо принимать определенный набор регулятивных и иных мер в целях перехода к «зеленой» экономике. Наша страна ставит подписи под такими документами, относясь к ним, похоже, как к обычной формальности, без всякого осмысления вытекающих отсюда практических решений. Однако на самом деле международные декларации существуют не ради красного словца, как кому-то кажется. На их основе формируются четкие требования к внедряемым технологиям.

Как отметил сотрудник ИТ СО РАН - автор упомянутой Концепции - Игорь Огородников, итоговые документы саммитов ООН по экологии содержат пункты, прекрасно согласующиеся с вполне конкретными инновационными приложениями. Здесь есть поле деятельности для продвинутых «технарей». По его словам, принципы устойчивого развития реализуются на пути массового внедрения природоподобных технологий, которые мы уже в состоянии опробовать на некоторых проблемных территориях нашей страны.

На практике это означает формирование замкнутых циклов, обеспечивающих положительный экологический след в жизнедеятельности населенных пунктов. Остров Ольхон в этом случае вполне может выступить в роли локализованной модели, где будет отработана вся система жизнедеятельности, соответствующая Шестому технологическому укладу. В Концепции как раз расписан весь алгоритм создания такой модели.

Думаю, необходимо оценить важность данного прецедента. Кому-то кажется, будто проблема Ольхона не выходит за рамки одного отдельно взятого региона. На самом деле, подчеркивает Игорь Огородников, эту проблему необходимо рассматривать в широком, международном контексте. Байкал является уникальным мировым достоянием и в этом смысле он привлекает к себе внимание со стороны широкой международной общественности. Если мы будем решать проблему острова в русле тех целей и задач, которые декларируются международными соглашениями по экологии, то у нас появляется реальный шанс вывести эту тему на международный уровень. Иными словами, Ольхон в состоянии стать наглядным образцом «жизни по-новому» не только для территорий Прибайкалья, но и для всего мира.

К сожалению, пока что многие руководители воспринимают экологические проблемы Байкала как некую локальную задачу, без всяких глобальных проекций. Но такое восприятие ситуации отражает не здравый смысл, а следование старой парадигме, отражает непонимание реальных мировых проблем, за решение которых берутся международные организации. Будем надеяться, что разработанная нашими учеными Концепция прояснит эти важные моменты и станет для российских чиновников, отвечающих за экологию, руководством к действию. 

Олег Носков

Материал для квантового компьютера

Ученые Института физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН (ИФП СО РАН) при участии коллег из Института неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН (ИНХ СО РАН) и Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) определили оптимальные условия для синтеза соединения «кремний-германий-марганец», которое относится к классу магнитных полупроводников. Электрическая проводимость таких материалов меняется под воздействием магнитного поля - благодаря этому свойству они могут применяться при создании квантовых компьютеров, а также спиновых транзисторов и других приборов, работающих на принципах квантовой электроники. Результаты опубликованы в «Журнале экспериментальной и теоретической физики».

Как известно, полупроводники – это материалы, которые занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками: их способность проводить электричество проявляется при определенных условиях, чаще всего – при повышении температуры, а также при добавлении различных примесей. Если такая примесь будет иметь магнитные свойства, в результате возможно получить полупроводник, электрическую проводимость которого можно будет контролировать при помощи магнитного поля. Возможной областью применения магнитных полупроводников может стать так называемые спиновая электроника или спинтроника. В устройствах спинтроники, в отличие от классических электронных приборов, энергию или информацию переносит не электрический ток, а ток спинов (спин – магнитный момент электрона).

Команда новосибирских ученых провела серию экспериментов по изучению структуры и свойств одного из таких соединений, а именно полупроводниковой системы «кремний-германий», легированной марганцем. Специалисты определили оптимальные условия для синтеза и использования магнитных свойств функциональных элементов на базе такой системы.

Синтезирование полупроводниковых материалов проводится на установках молекулярно-лучевой эпитаксии. Такая технология позволяет выращивать кристаллические монослои (слои толщиной в один атом) и дает возможность исследовать их in situ, в процессе роста. «В качестве подложки мы используем стандартные кремниевые пластины, на базе которых монтируется вся микроэлектроника. – рассказывает кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник ИФП СО РАН Владимир Зиновьев. На поверхность пластин осаждается германий. Из-за несовпадений кристаллических решеток кремния и германия граница раздела существенно деформируется: после осаждения трёх монослоев германия на абсолютно гладкой поверхности возникают шероховатости – нанокристаллы германия или «квантовые точки». Одновременно запускается процесс легирования марганцем, атомы которого также встраиваются в них».

По словам Владимира Зиновьева, очень важно, чтобы марганец занял строго определенную позицию в квантовой точке - только в этом случае проявятся магнитные свойства. На процесс встраивания влияет концентрация марганца, а также температура, при которой происходит синтез материала. Для того, чтобы определить оптимальные параметры системы, ученые синтезировали серию различных образцов, при этом концентрация марганца менялась от 2 до 20%, а температура – от 400 до 500ºС. В результате было установлено, что оптимальная массовая доля марганца составляет порядка 2%, а температура «приготовления» - 400 ºС.

Образцы исследовали методом EXAFS-спектроскопии на синхротроне ESRF в Гренобле, а также в Сибирском центре синхротронного и терагерцового излучения (СЦСТИ), на накопителе ВЭПП-3. «Основная сложность в изучении строения полупроводниковых материалов связана с тем, что чаще всего это высокодисперсные – состоящие из очень мелких частиц – системы, при этом, от особенностей электронного строения и микроструктуры таких веществ напрямую зависят их свойства. –рассказывает кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник ИНХ СО РАН Симон Эренбург.

– Классический рентгеноструктурный анализ для них не подходит – он эффективен только при изучении твердых тел, имеющих повторяющуюся кристаллическую решетку, поэтому для исследования мелкодисперсных соединений, а также растворов мы используем метод EXAFS-спектроскопии. Он позволяет исследовать «окружение» каждого конкретного атома, в данном случае – марганца и германия, что дает нам возможность определить микроструктуру вещества».

Среди первых шести станций ЦКП «СКИФ» - нового источника синхротронного излучения (СИ) на территории Новосибирской области, запуск которого планируется в 2024 году - будет и станция EXAFS-спектроскопии. «Этот метод широко применяется для исследования различных наноматериалов, в том числе и полупроводников, но основная область его применения – исследование структуры катализаторов. - рассказал академик РАН, советник РАН, руководитель ЦКП «СЦСТИ» Геннадий Кулипанов.

- Благодаря большой интенсивности нового источника СИ, в разы увеличится скорость измерения спектров, кроме того исследователи получат возможность наблюдать изменение структуры катализаторов прямо в процессе катализа, in situ».

По словам ученого, новая станция, которая станет базовой для Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, полностью обеспечит потребности Института, которые связаны не только с фундаментальными исследованиями, но и с различными прикладными разработками, в том числе с изготовлением катализаторов для химической промышленности и для частных компаний.

Homo ludens

В 1938 году голландский историк и культуролог Йохан Хейзинге выпустил свою знаменитую работу – «Homo ludens» («Человек играющий»). Автор описал пространство человеческой деятельности и культуры как необъятное поле игры. И тем самым стал одним из первых, кто всерьез изучил, какую роль в жизни человека играет такая, казалось бы, несерьезная вещь как игра.

Сейчас такой подход уже не кажется чем-то революционным: играм, в которые мы играем, и их влиянию на развитие цивилизации посвящено достаточно много работ. Происходит и неизбежная в таких случаях специализация: одних интересуют ролевые игры, других – влияние зрелищ на общественное сознание. А в последние годы стало понятно, что компьютерные и видеоигры тоже заслуживают отдельного внимания не только как рыночный продукт, но и как явление. Об этом, в частности, шла речь на очередной публичной лекции в ФИЦ «Институт цитологии и генетики», прочитанной студентом НГУ Михаилом Матыциным.

Правда, как биолог по первому образованию, он назвал свой доклад «Игры – происхождение и эволюция» и начал с игр в мире животных:

– Множество животных демонстрирует игровое поведение, которое обычно связано с обучением или подражанием.

Наблюдая за играми наших «братьев меньших», биологи пришли к выводу, что они играют, поскольку им необходимо тренировать свои физические и социальные способности. Например, сурикаты в такой игровой форме учатся издавать особые звуки, выслеживать врага и другим, полезным для популяции навыкам.

Но можем ли мы сказать, что люди играют с теми же целями, что и животные? В некоторых случаях – да, но не все людские игры фокусируются на тренировке каких-то навыков. Свои варианты ответа предлагали многие философы: одни говорили, что игра – это способ расслабиться, другие видели в игре способ высвобождения лишней энергии или компенсацию нереализованных желаний.

Михаил предложил подойти к этому вопросу с другой стороны и для начала сформулировать некое универсальное определение игры. Для этого он оттолкнулся от определения данного упомянутым выше Хейзинге: «Игра – всеобъемлющий способ человеческой деятельности, универсальная категория человеческого сознания». А главное ее свойство – она должна быть забавной, считал голландец.

– Возможно, его концепция в чем-то устарела, все же прошел почти век, поэтому современные разработчики игр выделяют десять признаков, которыми должна обладать игра, - продолжил докладчик.

Сам он предложил сократить этот список вдвое, выделив главные на его взгляд: люди играют добровольно, по определенным правилам, игры имеют цель, они могут создавать ценности внутри себя и являются интерактивными.

Этим критериям подходит более свежее определение, данное гейм-дизайнером Джесси Шеллом уже в нашем столетии: «Игра – это процесс решения проблемы, который выполняется с игривым (не слишком серьезным) отношением».

В 1958 году физики Массачусетского технологического университета Уильям Хигинботам и Роберт Дворжак придумали Tennis for two Определившись с теринами, Михаил перешел к истории развития собственно видеоигр. Она началась в 1958 году, когда физики Массачусетского технологического университета Уильям Хигинботам и Роберт Дворжак придумали Tennis for two. Это была игра для осциллографа (поскольку ни игровых приставок, ни компьютеров в ту пору еще не изобрели) и заключалась она в перебрасывании мячика через сетку. Ее и сегодня можно легко воспроизвести на любом работающем осциллографе.

Интересно, что сами создатели игры не видели в ней потенциального коммерческого продукта, воспринимая, как еще один способ разнообразить лабораторные будни. И такая ситуация длилась полтора десятилетия. Пока на рынке не появилась компания Atari. Взяв за основу концепцию Tennis’a, в 1972 году компания создала игровой автомат Pong: с помощью двух «джойстиков» игроки перебрасывали мяч друг другу. Собственно, игровые автоматы нельзя считать изобретением Atari, первые прототипы этих устройств появились в конце XIX в Лондоне, а в 1905 году в США создаётся знаменитый Liberty Bell: механический игровой автомат с тремя барабанами, на которых нанесено по пять символов. Но то были азартные игры, а автомат Atari именно видеоигрой. Конечно, и тут у Pong были предшественники, но речь шла об автоматах в публичных местах – торговых и развлектальных центрах и т.п. Atari же, через несколько лет, выпустила его модификацию в виде домашней игровой консоли, которая подключалась к телевизору. Так начиналась эпоха домашних видеоигр.

В последующее десятилетие на рынке видеоигр наблюдался настоящий бум: новые игры появлялись чуть ли не каждый день. Как это часто бывает, дело закончилось (вместе с восьмидесятыми) кризисом перепроизводства и даже ростом общественной неприязни к видеоиграм.

Но видеоигры (с примкнувшими им компьютерными) пережили эту «черную полосу» и сегодня вполне успешно существуют на рыночном пространстве, поделив его между продуктами для консолей, ПК и мобильных устройств. А большинство наших сограждан являются пользователями того или иного игрового продукта.

Они сильно различаются по ряду параметров (дизайн, жанр, требования к системе и проч.), но имеют и ряд общих черт. Практически каждая игра имеет четыре составляющих: механику (правила и ход игрового процесса), технологию (программная реализация идеи), эстетику (вид и ощущение игры) и историю (определенную последовательность игровых событий). Наличие этих общих моментов часто и становится базой для анализа глобальных процессов в игровой индустрии (например, определение трендов текущей игровой эстетики и их влияние на внешний мир, или как развитие технологической составляющей меняет игровую индустрию в целом).

Это важно прежде всего производителям игр, но есть в играх и другие интересные процессы и параметры, которых докладчик тоже коснулся. В частности, того, что лежит в основе т.н. core loop - ядра игрового процесса.

- Его теоретическую основу позаимствовали у известного ящика Скиннера – прибора, созданного для изучения поведения животных, - рассказал Михаил. – А именно, принцип, что игра должна включать в себя действие и награду.

Но поскольку мышление людей устроено несколько сложнее, чем у лабораторных крыс, в игры был добавлен еще один компонент – расширение. Так называют прогресс, который возникает по ходу игры. Возьмем обычную игру-«шутер» (или «стрелялку» - термин прижившийся в отечественной аудитории пользователей). Действием здесь является истребление противников, наградой – получение игрового опыта и игровой валюты. А расширением является возможность (после накопления определенного количества валюты и опыта) повысить свой игровой уровень и улучшить снаряжение персонажа. Обычно этой составляющей в экспериментах с животными не бывает.

И чем сложнее игра, чем больше в ней вариантов для расширения (прогресса), тем больший интерес она вызывает у пользователей. Правда, работает это до определенного предела, после которого игра становится «слишком сложной» и потому невостребованной. Чтобы удержаться в рамках «золотой середины» компании, разрабатывающие игры, берут на работу не только программистов, дизайнеров, тестеров, но и психологов. Ведь то, что игры – это очень серьезно человечество поняло достаточно давно. Просто об этом не принято было говорить вслух. По крайней мере, до Йохана Хейзинге.

Лекция, прочитанная Михаилом Матыциным, содержала массу другой интересной информации, ознакомится с которой довольно просто – она (как и другие лекции проекта) выложена в открытом доступе в Интернете.

Сергей Исаев

Россия без «зеленого» будущего?

Мир стремительно меняется, и только сознание российских руководителей остается неизменным. Такой вывод напрашивается из недавнего доклада исполнительного директора Центра энергоэффективности – XXI век (ЦЭНЭФ-XXI) Игоря Башмакова. Доклад прозвучал в Институте мировой экономики и международных отношений РАН на форуме «Нефтегазовый диалог».

В чем основная суть происходящих в мире перемен? Главный тезис, который отстаивает Игорь Башмаков, коротко звучит так: экономика передовых стран стремительно переходит на траекторию так называемого «низкоуглеродного развития». Россия же топчется на месте, цепляясь за свой нефтегазовый комплекс и всё еще связывая свое развитие именно с ним. Однако, по убеждению Игоря Башмакова, такая стратегия (если это слово здесь вообще применимо) обречена на полный провал ввиду того, что мир уже начал переход на низкоуглеродную модель роста. Соответственно, через пару десятилетий наша «энергетическая держава» не сможет поставлять на мировые рынки что-либо действительно стоящее и востребованное. Традиционные энергоносители будут неизбежно падать в цене. Поэтому наш основной товар, за счет которого мы пока еще поддерживаем более-менее комфортное существование, перестанет давать приемлемый доход. Наша доля в мировом ВВП сократится до одного процента. Соответственно, с нами никто уже не будет считаться. В экономическом смысле Россия станет карликом среди гигантов. Уже в течение десяти лет, отмечает Игорь Башмаков, у нас не происходит никакого экономического роста при существующей сырьевой модели.

Образно говоря, мировая экономика переходит из условной «красной» зоны – в «зеленую». Ускоренно повышается энергоэффективность и осуществляется резкий рост безуглеродных источников энергии. Во всех крупных странах, утверждает Игорь Башмаков, выход на более высокие уровни развития экономики неизбежно сопровождается снижением энергоемкости.

Однако руководство нашей страны, по большому счету, ничего не сделало для того, чтобы вписаться в этот тренд. Поэтому мы рискуем остаться в «красной» зоне. Во всяком случае, с 2008 года мы фактически не наблюдаем каких-либо серьезных подвижек. Мало того, некоторые представители власти пытаются разными способами оправдать такую позицию. И надо сказать, что у нас есть немало скептиков, считающих, будто «зеленая» экономика – это всего лишь дань моде. По их мнению, западные политики, которые поддерживают данное направление, якобы стараются угодить всяким популистам, спекулирующим на теме экологии. Нередко можно услышать о том, что в развитых странах уже началось-де «отрезвление», и недалек тот день, когда всё вернется на круги своя, и традиционная энергетика опять будет в фаворе (а с ней вырастут в цене и углеводороды).

Игорь Башмаков пытается опровергнуть подобные суждения. По его словам, переход на низкоуглеродную модель развития осуществляется в развитых странах довольно интенсивно. Причем, этот разворот начался не вчера. Данная тенденция наметилась уже давно. Так, за период с 1800 по 2017 годы энергоемкость глобального ВВП сократилась в четыре раза (то есть снижалась на 0,7% в год). Отсюда следует, что темпы роста ВВП напрямую связаны с темпами снижения энергоемкости. При этом замещение ископаемого топлива – явление совсем не новое. Как утверждает Игорь Башмаков, если бы энергоемкость глобального ВВП за указанный период не снизилась, то к 2017 году потребление первичной энергии оказалось бы в четыре раза выше. Это означает, что в четыре раза пришлось бы увеличить добычу ископаемого топлива. В этом случае кумулятивное потребление нефти потребовало бы дополнительных 399 млрд. тонн, что на 67% превышает подтвержденные на сегодняшний день запасы «черного золота». То же справедливо и в отношении газа. Что касается потребления угля, то оно привело бы к четырехкратному увеличению выбросов в атмосферу вредных веществ, в итоге из-за загрязнений воздуха мы теряли бы ежегодно от 7,5 до 30 миллионов человек. Если говорить о потреблении биомассы, то ради дров нам пришлось бы пустить под топор все леса.

Но главное, утверждает Игорь Башмаков, если бы энергоемкость глобального ВВП не сократилась, то его показатель на сегодняшний день соответствовал бы 1970 году. Цены на энергию (в условиях предельно ограниченных ресурсов) были бы в четыре раза выше, и в итоге экономическая недоступность энергии полностью остановила бы экономический рост. В качестве наглядной иллюстрации был приведен расчет по Швеции. Так, при сохранении постоянной энергоемкости в течение 1800-2000 годов, ВВП на душу населения в 2000 г. составил бы только 24% от его фактического уровня.

По мнению Игоря Башмакова, в наступившем столетии «фантастический рывок» в будущее связан с возобновляемыми источниками энергии. Благодаря ВИЭ, считает он, свершилась «революция в структуре прироста мощностей электроэнергетики». В результате поднятая в начале XXI века «угольная волна» достигла пика и пошла на спад. На ее место пришла «волна ВИЭ», и теперь уже они, а не газовые ТЭС, закрыли для угольной генерации путь в будущее. На данном этапе структурные сдвиги в балансе мощностей мировой электроэнергетики практически будут определять Китай, Индия, ЕС, США и «прочий мир», - утверждает эксперт. Он указывает на то, что в последние годы на долю ВИЭ приходится две трети прироста мощностей электростанций. Факты здесь таковы. В 2000-2010 гг. выработка электричества на ВИЭ (без ГЭС) росла на 15% в год, а в 2010-2017 гг. – на 20% в год. Доля мощностей ВИЭ к 2017 г. достигла почти 40%.  В 2016 г. впервые мощности электростанций на ВИЭ (включая ГЭС) превысили мощности угольных ТЭС. В 2017 г. впервые мощности электростанций на ВИЭ (уже без ГЭС) превысили 1000 ГВт, или половину мощностей угольных ТЭС, или половину суммарной мощности газовых ТЭС и ТЭС на жидком топливе.

ЕС, считает Игорь Башмаков, служит для нас моделью того, как может разворачиваться процесс снижения роли угольной генерации. В Европе её доля сократилась с 49% в 1979 г. до 21% в 2017 году.  Капитализация энергоснабжающих компаний ЕС с высокой долей активов угольной генерации рухнула на 70% в 2007-2015 гг.   Новым явлением, утверждает эксперт, стала политика 20 стран и трех штатов США по постепенному отказу от угольной генерации к 2030 году.  В Китае также начался сходный с ЕС процесс. В 2013-2015 гг. коэффициент использования установленной мощности (КИУМ) угольных станций снизился с 57,1% до 44,7%, а в отдельных провинциях – до 21-43%. В последних прогнозах объемы будущего использования угля, в том числе в электроэнергетике, систематически пересматриваются вниз. «Уголь не вернется!» - уверенно констатирует Игорь Башмаков.

Не просматривается радужных перспектив и для «мирного атома». «Развитие ядерной энергетики, - утверждает эксперт, -  никогда не опиралось только на экономические соображения». Однако экономические соображения с каждым разом становятся все более значимыми, отмечает он.

Важную роль в затухании «первой ядерной волны» сыграло уменьшение экономических преимуществ АЭС по сравнению с ТЭС на органическом топливе. Это произошло в результате значительного удорожания строительства атомных станций в условиях снижения (в середине 1980-х годов) цен на мировом топливном рынке.

Некоторые эксперты убеждены, напоминает Игорь Башмаков, что «классические базовые электростанции» – это уже прошлое. Источники энергии становятся распределенными, а электростанции – виртуальными, объединяющими при помощи агрегаторов выработку

электроэнергии на объектах многих потребителей. Понятия «производитель» и «потребитель» электроэнергии становятся все более размытыми. Появляются так называемые «просьюмеры». «Умные» счетчики работают в двух направлениях, учитывая полученную и отпущенную электроэнергию. Началась интеграция систем электроснабжения, теплоснабжения и транспорта. Помимо этого, в современных энергосистемах появляются новые функции: хранение электроэнергии, зарядка устройств внешних потребителей с электрическими аккумуляторами.  

«Тому, кто отстает с развитием ВИЭ сейчас, придется оплачивать более дорогую энергию в будущем. Вполне вероятно, что страны с высокой долей ископаемого топлива в структуре генерации электроэнергии станут в будущем платить более высокую цену за электроэнергию», - заключает Игорь Башмаков. Середина и вторая половина XXI века станут эпохой постепенного заката органического топлива, утверждает он. По его словам, в 2017-2040 гг. суммарные инвестиции в низкоуглеродные технологии составят 40 трлн. долларов.

Спрашивается, какая часть рынка достанется России, если у нас всё еще уповают на углеводородные ресурсы?

Игорь Башмаков заявляет, что пора отказаться от расхожих мифов о том, будто нефть всегда будет главным энергоресурсом и потому углеводороды являются самыми привлекательными направлениями для инвестиций. У нас боятся замедления темпов экономического роста, однако рост экономики России после 2008 г. почти прекратился в условиях сохранения старой сырьевой модели. Фактически мы получили «замороженное десятилетие».

Игорь Башмаков обращает внимание на то, что в России цены на энергию ниже, а доля расходов на энергию почти во всех отраслях промышленности – выше.

Чтобы не отстать от мира,  отмечает эксперт, ВВП России к 2050 г. должен вырасти в 2-2,5 раза. Но такой рост ВВП возможен только за счет повышения производительности всех факторов производства на новой технологической основе. И никак иначе. Этого никогда не произойдет без эффективной модернизации! Сырьевая модель просто перечеркнет все наши потуги на этом направлении. Будущее – только на пути создания «зеленой» экономики.

Андрей Колосов

Уничтожить через МРТ

Коллаборация сибирских и монгольских исследователей во главе с Иркутским институтом химии им. А. Е. Фаворского СО РАН разрабатывает методы тераностики — одновременной терапии и диагностики — трудноизлечимых видов рака головного мозга (например, глиобластомы). В основе этих методов — полисахаридные нанобиокомпозиты, содержащие гадолиний и бор. Они способны накапливаться в опухоли и, как надеются ученые, позволят уничтожить ее с помощью светового инфракрасного воздействия, генератора нейтронов либо даже обычного МРТ-томографа.

«Проект, посвященный созданию магнитоуправляемых и люминесцентных средств для диагностики и лечения рака головного мозга, мы реализовываем в рамках комплексной программы СО РАН “Междисциплинарные интеграционные исследования на 2018—2020 годы”», — рассказывает координатор проекта заместитель директора по научной работе ИрИХ СО РАН кандидат химических наук Борис Геннадьевич Сухов.

Всё началось с того, что специалисты Восточно-Сибирского института медико-экологических исследований (Ангарск) совместно с учеными ИрИХ СО РАН обнаружили: некоторые природные макромолекулы полисахаридов, а именно — арабиногалактана, выделяемого из лиственницы сибирской, способны проникать через гематоэнцефалический барьер. Этот барьер между головным мозгом и кровеносной системой представляет собой совершенную защиту нашего «бортового компьютера» от всевозможных повреждений химическими токсигенами, вирусами и другими факторами. Однако именно из-за него большинство диагностических и лекарственных агентов не попадают в мозг, и о наличии, например, глиобластомы люди узнают уже на последних стадиях заболевания.

Ученым пришла идея внедрять в макромолекулы арабиногалактана специальные наночастицы, которые, во-первых, обладали бы магнитным или инфракрасным люминесцентным (в области прозрачности биотканей) сигналом и таким образом позволили бы осуществлять диагностику опухоли головного мозга. А во-вторых — были способны уже по другому лучевому сигналу уничтожать эту опухоль, нагревая ее до критических состояний и вызывая естественный апоптоз (самоубийство) онкоклеток либо провоцируя в ней под действием потока нейтронов ядерный нановзрыв. Кроме того, при влиянии на нанобиокомпозиты инфракрасного светового сигнала в области прозрачности биологических тканей могут генерироваться свободные радикалы — активные формы кислорода и азота, поражающие патогенные клетки уже по химическим каналам. Наиболее эффективно они уничтожают опухоли на ранних стадиях заболевания.

«Для проведения диагностики можно просто вводить нанобиокомпозиты в организм, где они распределяются и попадают в том числе в головной мозг, — зачастую этого уже достаточно, чтобы детализированно увидеть опухоль на МРТ. Другой способ — создать для наночастиц такую оболочку (например, полимерный сахар арабиногалактан), которую будут эффективно поглощать из кровотока именно онкоклетки. Тогда тераностический агент станет накапливаться в опухоли для последующего проведения терапии. Если препарат будет целенаправленно захвачен онкоклетками, то удару подвергнутся прежде всего они. Видя с помощью МРТ или люминесценции, где локализовано заболевание, мы можем селективно направлять магнитный, световой или нейтронный луч только туда и не воздействовать на здоровые клетки, в которых скоплено некоторое количество тераностического агента. Кроме того, за счет придания нанокомпозитным частицам магнитных свойств появляется возможность их перемещать, направлять, концентрировать и удерживать в опухоли под действием магнитного поля», — говорит Борис Сухов.
 
Помимо Иркутского института химии им. А. Е. Фаворского СО РАН в проекте участвуют еще четыре организации. Институт химии и химической технологии Монгольской академии наук ответственен за извлечение из возобновляемого сырья Монголии новых потенциальных макромолекул, способных преодолевать гематоэнцефалический барьер. Выделенные группы молекул передаются в ИрИХ СО РАН, и уже здесь в них генерируют наночастицы, способные давать диагностический сигнал и совершать терапевтическую работу.

В Восточно-Сибирском институте медико-экологических исследований работают специалисты в области токсикологии, фармакодинамики и фармакокинетики, которые изучают, как создаваемые тераностические наночастицы накапливаются, перераспределяются в организме, особенно в головном мозге, каким образом и с какой скоростью выводятся из него. «Общее представление у нас есть. Уже показано, что все созданные нами тераностические наноматериалы выводятся обычными путями соответствующими системами организма, и фатальных последствий не вызывают. Однако для каждого нового наноструктурированного соединения необходимы детальные исследования токсичности и безопасности», — комментирует Борис Сухов.

Сотрудники Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (Новосибирск) детализируют нейтронозахватные свойства нанобиокомпозитов, необходимые для терапии опухоли. «Мы делаем наночастицы, содержащие гадолиний и бор. Эти элементы, особенно их изотопы: бор-10 и гадолиний-157, обладают очень высокой вероятностью захвата нейтронов, она на 4—7 порядков больше, чем у всех других химических элементов живой ткани (что означает: нейтроны практически не будут повреждать здоровые клетки), — рассказывает исследователь. — При захвате нейтронов ядрами атомов бора и гадолиния получаются крайне нестабильные ядра, называемые компаунд-ядрами. Они проживут очень недолго, и затем произойдет ядерный взрыв. Результативность такой терапии будет гораздо больше, чем моноканальной, — с применением только бора или только гадолиния, поскольку это разные ядерные взрывы и их терапевтические повреждающие факторы тоже разные. Современные онкологические исследования показывают, что опухолевую клетку, уже имеющую или быстро приобретающую устойчивость к разнообразным факторам, гораздо легче уничтожить, применяя сразу несколько различных каналов повреждения.

Дополнительным преимуществом наноструктурированных средств для тераностики опухолей является тот факт, что каждая наночастица препарата будет содержать сразу тысячи атомов бора и гадолиния (тогда как применяющийся сегодня в медицине препарат борфенилаланин — только один атом бора), что резко повысит эффективность нейтронного захвата».

Гадолиний используется в препарате еще и для того, чтобы у композитных наночастиц были магнитные свойства, необходимые для МРТ-диагностики, а также чтобы перемещать, направлять, концентрировать и удерживать в опухоли наночастицы градиентным магнитным полем. Кроме того, это позволило бы с помощью переменного магнитного поля обычного томографа нагревать частицы и уничтожать глиобластому, не прибегая к ядерному взрыву.

«Если удастся сделать нагреваемость комплекса контролируемой, на начальных стадиях рака получится полностью удалять опухоль без вреда для организма: при температуре 43—47 °C включается естественный физиологический механизм самоубийства клетки — апоптоз, при котором ничего в организме не страдает, не поражаются токсинами печень, почки и другие защитные и выделительные органы», — говорит Борис Сухов.

Преимущество этой технологии и в том, что для нее не нужны громоздкие и дорогостоящие генераторы нейтронов. Терапию глиобластомы и других опухолей мозга можно будет осуществлять на обычных МР-томографах, которые сегодня есть практически в каждой серьезной клинике. Таким образом, доступность методики одновременной диагностики и терапии для онкобольных резко возрастет.

Детальное изучение магнитных характеристик всех разрабатываемых в проекте наноматериалов — задача Международного томографического центра СО РАН (Новосибирск). Там из синтезированных нанобиокомпозитов отбираются и испытываются те, которые наиболее подходят для МРТ-диагностики. Также в МТЦ СО РАН разрабатываются способы направлять, концентрировать, удерживать на опухоли наночастицы под действием магнитного поля и магнитотермически влиять на опухоль.

Сейчас проект находится на стадии фундаментальных исследований и доклинических испытаний наиболее перспективных образцов, до внедрения многоканального метода тераностики в клиническую онкологию еще далеко. Однако, по словам ученых, получаемые результаты обнадеживают. «Мы боялись, что у содержащих гадолиний наноматериалов будет наследоваться высокая токсичность этого химического элемента, но она оказалась умеренной. Выяснилось: в составе наночастиц, объединенных с биополимерами, например арабиногалактаном, гадолиний резко снижает негативное воздействие на организм. Это говорит о том, что подобные нанобиокомпозиты имеют большие перспективы, — отмечает исследователь. — Главное, что они способны проходить через гематоэнцефалический барьер. Обычно через него не проникают даже маленькие молекулы, а здесь он пропускает очень большие, по сравнению с простыми молекулами, наноразмерные образования. Представьте парадокс: в форточку, затянутую противомоскитной сеткой, не может попасть даже мельчайшая мошка, но в то же время спокойно проходит самовар. Для объяснения этого неординарного явления у нас есть гипотеза. Здесь, скорее всего, срабатывает свойство “открывать” клеточный гематоэнцефалический барьер, воздействуя на него локальными условиями наноосмоса, постоянно формирующимися в водном растворе вблизи особенной макромолекулы полисахарида арабиногалактана».

Осмос — это односторонняя диффузия растворителя, такого как вода, через естественную или искусственную полупроницаемую мембрану (перегородка, пропускающая только определенные растворенные вещества) в более концентрированный раствор.

«Этот наноосмос при приближении частицы нанобиокомпозита к гематоэнцефалическому барьеру делает его на время проницаемым. То есть синтезированную лиственницей макромолекулу полисахарида арабиногалактана в водном растворе можно рассматривать как жестко сцепленную нанокапельку концентрированного раствора углевода, способную проникнуть из кровотока в головной мозг через гематоэнцефалический барьер и пронести с собой в мозг всё, что в нее поместишь. Это наша рабочая гипотеза, но она находит подтверждение в более ранних исследованиях, а также в наших новых экспериментах», — говорит Борис Сухов.

Диана Хомякова

Ареал расширяется

Останки денисовского человека впервые обнаружили не в Денисовой пещере и даже не в Алтайском крае, где находится пещера.

Челюсть с двумя зубами, обладатель которой жил около 160 тысяч лет назад, обнаружили на Тибетском плато в центральной части Китая в 1980 году, а сейчас показали, что она принадлежала денисовцу, сообщается в Nature. Ученые определили видовую принадлежность, проанализировав морфологию останков и протеом из дентина.

Денисовские люди обитали на территории Азии и, предположительно, вымерли около 50 тысяч лет назад. Останки денисовских людей до недавнего времени находили только в одном месте — в Денисовой пещере в Алтайском крае. Причем останки были очень немногочисленные: отдельные зубы и кости, принадлежавшие разным индивидуумам. Собственно к новому виду или подвиду денисовских людей отнесли в результате анализа генома, а не морфологии останков. Об ареале обитания денисовцев тоже было известно из молекулярных исследований. Как оказалось, денисовские люди из разных популяций скрещивались с людьми современного типа из Азии, Австралии и Меланезии, а с представителями некоторых популяций даже неоднократно. Жители Тибета унаследовали от денисовцев устойчивость к гипоксии, а инуиты — способность лучше переносить холод.

Теперь же ученые подтвердили присутствие денисовского человека на Тибетском плато. Половину верхней челюсти с двумя зубами нашли в 1980 году в пещере Байшия в местечке Сяху в провинции Ганьсу. Пещера находится на высоте 3,2 тысячи метров. Китайские и германские ученые под руководством Дунцзюй Чжана (Dongju Zhang) из университета Ланьчжоу и Жана-Жака Хублина (Jean-Jacques Hublin) из Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка датировали образцы образовавшейся на челюсти карбонатной породы. Ураново-ториевое датирование показало даты 155, 163 и 164 тысячи лет, из чего ученые сделали вывод, что денисовский человек жил примерно 160 тысяч лет назад.

Близкое родство алтайской денисовки и тибетского человека подтвердилось и одноаминокислотными полиморфизмами ДНК в останках не сохранилась, но исследователи проанализировали протеом дентина (твердой ткани зубов) и построили филогенетическое дерево на котором протеом человека из Сяху и единственный денисовский геном высокого покрытия находились рядом. Близкое родство алтайской денисовки и тибетского человека подтвердилось и одноаминокислотными полиморфизмами.

Сходство между останками из Денисовой пещеры и с Тибетского плато подтвердил морфологический анализ зубов. Более того, останки других древних людей (челюсть гоминина Пэнху 1, найденная на Тайване, и останки гоминид из Сюйцзяяо) тоже могут оказаться денисовскими людьми. Возможно, протеомный и геномный анализ останков поможет это доказать.

Ученые подчеркивают, что останки с Тибетского плато стали не только первыми останками денисовцев не из Денисовой пещеры, но и древнейшим доказательством присутствия человека в Тибете. До этого здесь находили только кости людей современного типа, живших 30-40 тысяч лет назад.

Недавно исследователи сообщили о находке останков пятого денисовца в Денисовой пещере. Это были два небольших фрагмента теменной кости.

Екатерина Русакова

Будьте здоровы

В Новосибирске прошла XIII-я научно-практическая конференция «Актуальные проблемы профилактики, диагностики и лечения болезней внутренних органов», собравшая около двухсот участников: врачей, интернов и студентов-медиков. На протяжении многих лет со-организаторами конференции выступают Новосибирский государственный медицинским университет и НИИ терапии и профилактической медицины (филиал ФИЦ ИЦиГ СО РАН). Традиционно с докладами на конференции выступают ведущие специалисты учебных и научных учреждений Новосибирска, Москвы, Санкт-Петебрурга и др. городов: кардиологи, гастроэнтерологи, пульмонологи, неврологи и др., которые регулярно участвуют в работе основных международных и российских конгрессов, в обсуждении и подготовке рекомендаций и руководств по различным проблемам внутренних болезней. Поэтому на конференции представляются самые свежие достижения и рекомендации по диагностике и лечению заболеваний терапевтического профиля.

Настоящая конференция прошла под флагом междисциплинарных проблем и коморбидных состояний, когда у одного пациента наблюдается несколько заболеваний, этиологически или патогенетически связанных друг с другом, что ведет к необходимости обязательного учета взаимодействия медикаментов, назначаемых для лечения отдельных заболеваний, т.е их рационального выбора.

-   Проблема коморбидности становится все более актуальной в связи с увеличением продолжительности жизни и, как следствие, ростом доли пожилых людей в нашем обществе, а коморбидные состояния чаще наблюдаются у возрастных пациентов, - отметила заведующая лаборатории гастроэнтерологии НИИТПМ и курсом гастроэнтерологии НГМУ д.м.н., профессор Светлана Курилович.

Именно этой проблеме был посвящен доклад заведующего кафедрой терапии и клинической фармакологии Северо-Западного государственного медицинского университета (СЗГМУ) им. И.И. Мечникова (г. Санкт-Петербург), д.м.н. профессора Владимира Симаненкова. Он рассказал о разработке протоколов лечения таких пациентов, которые должны учитывать сложное взаимодействие многих факторов (сейчас работа по их созданию ведется в ряде стран мира).  Россия в этом плане не исключение. В начале этого года опубликованы клинические рекомендации «Коморбидная патология в клинической практике. Алгоритмы диагностики и лечения», в разработке которых приняли участие эксперты нескольких медицинских сообществ (Ассоциация врачей общей практики; Национальная медицинская ассоциация сочетанных заболеваний; профессиональный фонд содействия развитию медицины «Профмедфорум»).

Серьезное внимание было уделено различным аспектам сердечно-сосудистой патологии. Акцент на ведении пациентов с высоким сосудистым риском сделан в докладах новосибирцев д.м.н Лифшиц Г.И., д.м.н. Зенина С.А., проф. Федоровой Е.Л.; на особенностях терапии пациентов с сердечно-сосудистой недостаточностью – в докладе проф. Яхонтова Д.А. Современный взгляд на антитромбоцитарную терапию представила проф. Федорова Е.Л. Не обойдена вниманием и проблема профилактики осложнений при использовании нестероидных противовоспалительных препаратов (НПВП), имеющих широкое применение в терапевтической практике, в т.ч и у коморбидных пациентов (проф. Осипенко М.Ф., НГМУ). О современных подходах к рациональной антибиотикотерапии говорила профессор Плотникова Е.Ю.(Кемерово). Отдельный интерес вызвал доклад проф. Грибачевой И.А. о необходимости консенсуса специалистов в отношении хронической церебральной ишемии.  Целый ряд докладов был посвящен отдельным заболеваниям и проблемам, возникающим при их лечении. Обсуждались бронхообструктивный синдром (проф. Потеряева Е.Л., НГМУ), ГЭРБ (проф. Курилович С.А., НИИТПМ, НГМУ),  предиабет (проф. Цыганкова О.В.), колоректальный рак (к.м.н  Кайбышева В.О. и проф. Дробягин Е.А.), алкогольный гепатит (проф. Буеверов А.О., Москва). Целая серия докладов была посвящена органическим и функциональным заболеваниям желудочно-кишечного тракта, с которыми практические врачи сталкиваются ежедневно.

Особенностью конференции является проведение заключительного тестирования по обсуждавшимся вопросам. Три победителя тестирования получают ценные призы.

– Приятным событием на конференции этого года стало то, что среди победителей контрольного тестового задания, предложенного участникам конференции, оказались два сотрудника клиники НИИТПМ – врач-гастроэнтеролог Наталия Толкачева и клинический ординатор Антонина Антипенко, - рассказала Светлана Курилович.

 Главная цель конференции - повышение квалификации врачей. А зал, полный слушателей и высокая доля молодежи среди них доказывают, что среди нашего врачебного корпуса существует запрос на профессиональное развитие.

Пресс-служба ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН»

Алгоритмы для пушкиниста

 
Ученые-литературоведы не только читают, но и считают: количество слогов, слов и строк, повторов тех или иных выражений, оборотов, лексических конструкций, образов и тому подобного. Точно такие же действия необходимы для анализа любых иных текстов, будь то государственные документы или контент социальных сетей. Рисовать столбики на полях книг или вручную заполнять таблицы — занятие трудоемкое и утомительное, поэтому идея задействовать компьютерные технологии родилась едва ли не одновременно с самими компьютерами. В Институте вычислительных технологий СО РАН решили научить машину распознавать отдельные элементы — слова и предложения, их части и сочетания, ударения, стихотворные размеры и так далее — чтобы находить закономерности, не всегда заметные человеку. Это может быть полезно для изучающих поэзию литературоведов, для подготовки студентов-филологов, а в перспективе — для более широкого применения.

У кого больше рифм к слову «любовь» — у Пушкина, Лермонтова или Блока? Яндекс не ответит, исследователь потратит несколько недель, специализированная компьютерная система — считанные секунды.

Во второй половине 1990-х годов создатель внутренней информационной сети СО РАН академик Юрий Иванович Шокин пригласил в новосибирский Академгородок из Красноярска профессора (сегодня члена-корреспондента РАН) Анатолия Михайловича Федотова, в круг научных интересов которого входили алгоритмы информационного поиска. Этот ученый заинтересовался задачей разработки методов анализа информации на естественных (то есть человеческих, а не машинных) языках. Сегодня подходы и заделы А. М. Федотова в ИВТ СО РАН реализует команда специалистов (в том числе студентов и аспирантов) под руководством доктора технических наук Владимира Борисовича Барахнина и кандидата филологических наук Ольги Юрьевны Кожемякиной — ученого-пушкиниста, защитившей диссертацию под руководством известного литературоведа доктора филологических наук, профессора Виктора Георгиевича Одинокова. Неудивительно, что структура и ритмика стиха стали первоначальным объектом комплексного анализа.

«Для исследователя интересная задача — сравнивать стихотворную технику разных авторов или ее изменения в творчестве одного и того же поэта, — поделилась Ольга Кожемякина. — В рамках нашего проекта уже построена информационная модель, на ее основе организована работа команды, созданы и реализованы алгоритмы распознавания и классификации. В настоящее время нами реализован интерфейс филолога, воспринимающий определенный круг запросов для поиска и сравнения текстов и затем выдающий достаточно точный результат».

О. Ю. Кожемякина пояснила, что речь идет о больших массивах данных, то есть полных корпусах творческого наследия многих авторов за все годы их жизни. «Мы обучали нашу систему на наследии пушкинской Болдинской осени, — рассказала Ольга Юрьевна. — Теперь же машина может оперировать всеми произведениями этого или другого поэта за долгие годы».

Оказалось, что можно с помощью специальных алгоритмов загрузить в машину жанровые и стилистические особенности произведений, их структуру, научить информационную систему понимать смыслы и образы, классифицировать и группировать тексты по множеству параметров, которые еще лет пять назад казались понятными только человеческому мозгу. «Литературоведение как наука учитывает не только качественные, но и количественные характеристики произведений. Когда я писала диссертацию, — вспомнила Ольга Кожемякина, — то просматривала множество пушкинских стихов, вручную отмечая в них то или иное, чтобы потом сделать подсчеты и выводы на их основании. Сегодня стало ясно, что эту черновую работу можно спокойно препоручить машине».

А какую именно? Найдет ли компьютер рифму, увидит ли ударения, если они не проставлены значками? Определит ли смысл омонимов, например, «мир» как «миръ» и «мир» как «мiръ»? Владимир Барахнин объясняет: «В базе данных нашей системы есть словарь академика Андрея Анатольевича Зализняка с ударениями. Бывают, разумеется, омографы — слова, совпадающие в своем написании, но имеющие разное звучание и значение: мука́ — му́ка, за́мок — замо́к и так далее. Даже в первой строке “Евгения Онегина” два слова акцентуируются неоднозначно: “Мой дядя самых чЕстнЫх прАвИл”. В таких случаях правильная акцентуация восстанавливается по аналогии — из строк без вариантов». То же самое с многозначными словами. «Разрабатываемый нами модуль анализа смысла смотрит (на основании методов машинного обучения) на окружение омографа, — рассказал Владимир Борисович. — Несколько упрощенно: если рядом есть “борьба”, “война” и т. п., то это антоним войны, а если “пир”, “пустить”, “крещеный” — то весь белый свет».

«Мы пока не задумывались над именем собственным нашего продукта, тем более о создании его товарного знака, — заметил Владимир Барахнин. — Наиболее точным названием можно считать такое: компьютерный обработчик текстов».

Какие задачи он может решать сегодня? Ученый вспомнил, что в 1960-х годах известный филолог Кирилл Фёдорович Тарановский высказал предположение о связи формальных характеристик стиха с его жанром. Например, лермонтовское «Выхожу один я на дорогу…» написано пятистопным хореем. Затем «Вот бреду я вдоль большой дороги…» Тютчева, «Вот я выхожу, открытый взорам…» Блока, «Гул затих. Я вышел на подмостки» Пастернака… Раздумья о жизненном выборе от лица, заметим, движущегося героя. В то же время пятистопный хорей часто используется для создания бодрых песен (например, «Широка страна моя родная», «Три танкиста», «Катюша» и т. д.). Компьютерный обработчик текстов способен определить некоторые закономерности, в том числе чисто статистические, присущие применению пятистопного хорея в философской лирике и массовом песенном жанре.

Ольга Кожемякина и Владимир Барахнин пояснили, что система, созданная и совершенствуемая их командой, доступна в онлайн-режиме, но принципиально не наделена функцией самостоятельного поиска текстов, а оперирует только теми, которые в нее заложены. «Да, она изначально так и задумана, — пояснила Ольга Кожемякина. — В интернете слишком много неточностей, а то и откровенных фейков. У нас же тексты загружаются из академических собраний, наиболее выверенные, со стопроцентно подтвержденным авторством и датировками. Общедоступный поисковик и инструмент исследователя — это абсолютно разные вещи».

«То, чего мы добились сегодня, уже может применяться на практике, — считает Владимир Барахнин. — В России немало филологов-стиховедов, кроме того, мы сотрудничаем с коллегами из Казахстана по анализу текстов на языке этой страны. Интересно попробовать нашу систему и в подготовке студентов филологических факультетов, изучающих структуру стиха». «Созданный нами интерфейс весьма нагляден, — добавила О. Кожемякина. — Он отображает все основные элементы и характеристики поэтической строки и произведения в целом: рифмы и их конструкции, размеры, ритмику и многое другое». Система автоматического анализа текстов умеет верно трансформировать дореформенную русскую орфографию в современную. Ученые ИВТ считают вполне вероятным в некоторой перспективе распространить свой проект и на решение проблемы максимально адекватного машинного перевода (до которого пока что далеко автоматизированным сервисам Google и других систем). Но универсальный киберфилолог — это пока нечто из области фантастики.

«Мы не претендуем сегодня на решение таких задач, как определение авторства, подлинности и так далее, а также не планируем перенос возможностей нашей системы на сравнительное языкознание, — уточнила Ольга Кожемякина. — Наша цель немного иная: исследовать применительно к русской поэтической традиции связь метро-ритмических и строфических характеристик текстов с их жанрово-стилевыми особенностями. И тем самым подтвердить или опровергнуть (что менее вероятно) гипотезу Тарановского о влиянии первого на второе».

Сегодняшнее состояние системы — бета-версия. Следующим этапом исследователи видят распространение ее аналитических возможностей на образы (в литературном понимании этого слова). «Образ в филологии — объект, традиционно определяемый и описываемый очень субъективно, — отметила О. Кожемякина. — Но если машину можно научить классифицировать тексты по жанрам и стилям, то почему бы не перейти на новый, более сложный и тонкий уровень? Это красивая и интересная задача — создать такие алгоритмы для анализа, которые позволят увидеть в литературном наследии взаимосвязи и закономерности, о которых мы раньше не догадывались».
 
Андрей Соболевский

 

Страницы

Подписка на АКАДЕМГОРОДОК RSS