Специалисты из Университета Джонса Хопкинса (Johns Hopkins University) смогли вырастить из стволовых клеток миниатюрный мозг, на котором можно будет проводить различные эксперименты. Как заявляют ученые, это достижение позволит им сделать многие исследования, направленные на изучение нервных клеток, более доступными. Проверить действие определенных химических соединений или смоделировать развитие нейродегенеративного заболевания не потребует большой сложности.

Созданный в лабораторных условиях профессором Т. Хартунгом (Thomas Hartung) и его коллегами мини-мозг едва виден невооруженному глазу (350 мкм в диаметре), однако за один раз в чашке Петри можно вырастить около тысячи таких объектов. Все они воспроизводятся из индуцированных плюрипотентных клеток, то есть стволовых клеток, полученных путём эпигенетического перепрограммирования. Данная процедура длится примерно 8 недель. В конце культивирования, помимо нейронов, образуются нейроглиальные клетки (астроциты и олигодендроциты), обеспечивающие условия для генерации и передачи нервных импульсов.

Мини-мозг, по словам специалистов, способен даже проявлять спонтанную электрическую активность.

Профессор отмечает, что большинство современных исследований эффективности лекарственных средств требует сотни тысяч лабораторных животных. Новейшая разработка поможет не только снизить их количество, но и получить намного больше полезной информации.

Как утверждают исследователи, предложенная ими технология выращивания мини-мозга позволит также моделировать нейродегенеративные заболевания (болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера, боковой амиотрофический склероз и др.), используя клетки кожи пациентов. Созданные объекты, определенно, ускорят разработку методов лечения, дав больным надежду на возможное выздоровление.

В ближайшем будущем метод культивирования мини-мозга будет запатентован, а ответственность за внедрение в медицинскую практику возьмет на себя основанное профессором Хартунгом коммерческое предприятие ORGANOME. Исследователи надеются, что уже в 2016 году они смогут наладить производство.

От космического аппарата, оснащенного пушкой, до марсианского атомохода, некоторые миссии времен холодной войны были на волоске от реализации. И многие из них не выгорели. Когда-то каждый измученный космосом энтузиаст мечтал о нормально освоенном космосе. К нынешнему моменту Землю уже должны были окружать сверкающие космические отели, полеты на Луну должны были стать привычным делом, а первые поселенцы колонизировали бы пыльные равнины Марса.

Однако, несмотря на все усилия Ричарда Брэнсона, наше сверкающее космическое будущее остается недостижимым. Хотя на космической станции британский астронавт недавно летал в костюме гориллы. Уже хоть что-то.

В течение последних 40 лет человеческий прогресс за пределами орбиты Земли протекал мучительно медленно, и космическая история оказалась завалена сотнями заброшенных проектов и концепций. Космос мог бы стать совершенно другим, если бы несколько миссий времен холодной войны удалось довести до конца.

Ядерная ракета

На сером бетоне небольшой открытой площадки в Центре управления космическими полетами им. Маршалла NASA в Алабаме стоит один из самых необычных двигателей, которые когда-либо разрабатывало агентство. Установленный на раме вместе с длинным тонким твердотельным ускорителем космического шаттла (на обратной стороне написано «пусто»), воронкообразный двигатель Nerva разрабатывался специально, чтобы доставить астронавтов на Марс.

Разработанный в 60-х годах Nerva — аббревиатура от «ядерный двигатель для применения в ракетном транспорте» — состоит из цилиндрического уранового реактора ядерного деления, который нагревает жидкий водород. Затем газ извергается из сопла ракеты, вырабатывая мощную тягу.

Следуя плану Вернера фон Брауна, первая миссия NASA на Марс была намечена на 1979 год: астронавты должны были взлетать на традиционной ракете, а на орбите активировать «Нерву» и рвать прочь к Красной планете. Были успешно испытаны около 20 ядерных двигателей. Результаты говорили о том, что эта технология отлично подходит для межпланетных путешествий. Двигатель, выставленный в центре Маршалла, должен был стать самым мощным, но проект закрыли в 1973 году еще до того, как кто-то попытался его опробовать.

Многие ракетостроители до сих пор считают, что ядерная установка имеет перспективное будущее. Тем не менее идея запуска реактора, набитого высокорадиоактивным ураном, на ракете, также набитой взрывоопасными газами, как ни странно, имеет своих противников.

Космический линкор

Один из самых страшных космических аппаратов, которые только разрабатывались, вышел из российской программы вооружения космического аппарата «Союз». Цель заключалась в разработке пилотируемого космического аппарата для наблюдения за врагом на его территории и уничтожения вражеских спутников.

Был план создать пилотируемый линкор в космосе, способный нападать на другие космические аппараты и выпускать снаряды, разбивающие их на куски. Основной целью должны были стать американские спутники-шпионы и другие боевые космические аппараты США.

Космонавт должен был нацелить оружие на космический аппарат и поравняться с целью для прицела. Чтобы «Союз» не смог отскочить или бесконтрольно завертеться после выстрела, пушку установили на независимую платформу с низким коэффициентом трения.

Хотя технология имела место и обучение космонавтов тоже, военную программу закрыли в пользу программы гражданской космической станции. С появлением более хитроумных спутников-шпионов было также решено, что нет смысла отправлять человека в космос ради снимков.

Big G

Программа «Джемини» середины 60-х входит в число самых дерзких миссий истории освоения космоса. Два астронавта должны были ютиться в кабине размером с два места небольшого семейного автомобиля, и тем не менее за Gemini остались несколько важных первых заслуг: первый выход американца в космос, первый длительный космический полет, первое сближение на орбите и первая стыковка, первый раз космический аппарат был оснащен топливными элементами и программируемыми компьютерами.

Аппарат был настолько хорош, что его создатель McDonnell Douglas лелеял большие планы на малютку — хотел увеличить ее вместимость до девяти астронавтов. Программу окрестили Big G, а за глаза называли «космическим грузовиком». McDonnell Douglas обрисовала первые планы проекта и построила полноразмерный макет, чтобы показать руководителям NASA, как все должно работать.

Предназначенная для транспортировки астронавтов на место запланированной военной космической станции и обратно, Big G включала два отделения: обычная капсула Gemini на двоих спереди и кабина покрупнее сзади.

Но космическую станцию придержали, и от Big G отказались также в пользу космических шаттлов. Впрочем, идея крупной капсулы для перевозки астронавтов на орбиту и обратно еще должна вернуться. В настоящее время NASA разрабатывает ее дизайн с Boeing и SpaceX.

Космическая станция «Фридом»

Космическая станция, которую президент Рейган одобрил в 1984 году, отличалась от Международной космической станции, которая возникла из политических обломков. «Фридом» задумывалась как больше, чем просто орбитальная лаборатория.

Ее не только должны были укомплектовать лабораториями, но и полностью оборудованным лазаретом и санаторием. В проекте также предусматривался ангар, на котором можно было разместить спутники и космические аппараты для ремонта или заправки.

Короче, «Фридом» была больше похожа на космические станции из научной фантастики, чем на сборище цилиндров, которое у нас есть сейчас. К сожалению, «Фридом» оказалась дорогой, непрактичной и — на фоне окончания холодной войны — ненужной.

Впрочем, МКС включает некоторые элементы «Фридом». Более того, станцию не смогли бы построить без российской экспертизы.

Советский космоплан

В течение 1960-х годов две сверхдержавы разрабатывали очень разные космические аппараты для решения одних и тех же проблем. Американцам нравились конические капсулы вроде «Аполлона», а русские предпочитали округлые. В следующем десятилетии, однако, мир увидел, скажем так, заимствование технологий.

Российский космоплан «Буран», например, был прямым плагиатом космического шаттла. Но и американцы не чурались копировать советские космические технологии. Одной из самых любопытных конструкций, пострадавших в результате этого копирования, был МиГ-105.

Разработанный в середине 60-х годов, МиГ-105 был первой попыткой русских построить космоплан. Идея заключалась в том, чтобы запустить небольшой шаттл на орбиту верхом на обычной ракете. Потом он вернулся бы на взлетно-посадочную полосу на земле. Несколько успешных полетов в атмосфере показали, что идея работает, и весьма скоро США «приобрели» эту технологию и разработали собственную версию таковой.

Эта концепция могла остаться на свалке ненужных концепций холодной войны. Но вместо этого оригинальный дизайн адаптировали под космический аппарат Dream Chaser, разработанный корпорацией Sierra Nevada.

Благодаря финансированию NASA, первый такой космический аппарат должен будет взлететь — беспилотный — к концу десятилетия, чтобы пополнить запасы на МКС. Готовят и пилотируемую версию.

Dream Chaser доказывает, что необычные и смелые идеи, разработанные в разгаре холодной войны, иногда стоят пересмотра. И раз мы устремили свои взоры на Марс, могут вернуться и ядерные двигатели. Что касается космической пушки… по мере освоения космоса нам, возможно, понадобятся все самые сумасшедшие идеи, которые только могут родиться.

После того как российские палеонтологи обнаружили на севере Якутии тела двух замороженных детёнышей пещерного льва, учёные всего мира мечтают прикоснуться к этой находке. Шутка ли, впервые в истории людям удалось найти полностью сохранившиеся тела этих давно вымерших животных. До этого удавалось обнаружить лишь скелетные останки, да и то неполные. Команда учёных из Южной Кореи настолько воодушевилась находкой, что вызвалась клонировать пещерного льва из образцов кожи и мышечной ткани, полученной от замороженных детёнышей.

Корейские учёные во главе с экспертом по клонированию Хван Ву-Суком не впервые берутся за столь сложную и ответственную задачу. Параллельно с клонированием пещерного льва эта команда работает над возвращением к жизни другого давно вымершего животного — мамонта. Найденные в Якутии львята, согласно исследованиям, родились около 12 000 лет назад и умерли буквально спустя пару недель после того, как появились на свет. Российские учёные планируют сохранить найденных львят для будущего науки, но при этом они позволят корейским специалистам взять небольшие образцы тканей для их эксперимента. Изначально корейцы уговаривали отдать им большую часть черепа одного из львят, а также его лапы, но русские коллеги отказали им в этом.

«Спор возник из-за того, что любой учёный хочет иметь под рукой как можно большее количество тканей для своего исследования, в этом я прекрасно понимаю своих коллег из Южной Кореи, — пояснил заведующий отделом мамонтовой фауны Академии наук Якутии Альберт Протопопов. — Мы тоже запланировали множество исследований, поэтому нам важно сохранить первоначальную морфологию останков. Подобные споры являются для научного мира совершенно нормальными, и, в конце концов, мы всё равно пришли к компромиссу».

Доктор Хван Ву-Сук уже взял все необходимые для его эксперимента образцы, и вскоре процесс клонирования перейдёт в активную фазу. Будем надеяться, что у корейских учёных всё получится и уже совсем скоро мы увидим настоящих пещерных львов, вымерших более десяти тысяч лет назад. Эта картина ничего вам не напоминает? Похоже, что вскоре мы сможем приобрести билет во вполне себе настоящий «Парк Юрского периода».

Результаты экспериментов показывают, что люди стали слишком доверять роботам, особенно в отношении своей безопасности. Такие тревожные заявления на конференции по взаимодействию людей и роботов ACM/IEEE сделала группа исследователей из Технологического института Джорджии. Ученые оповестили, что человечество продолжает полагаться на машины в тех случаях, когда действия робота изначально зарекомендовали себя ненадежными, сомнительными и порой даже абсурдными.

В опыте участвовали 42 студента-добровольца, которые должны были следовать за роботом-спасателем в сымитированной опасной обстановке. Участников предупредили, что действия робота полностью автономны, однако в реальности он управлялся оператором.

Обстановка сначала не носила чрезвычайный характер. Согласно первому этапу эксперимента, студенты якобы должны были сопровождаться ярко промаркированным роботом в конференц-зал для заполнения анкет, но уже по пути машина стала вести себя неадекватно, водя группу испытуемых по кругу, приводя их в ненужные комнаты, зависая. В тот момент, когда участники попадали в конференц-зал, начинала срабатывать сигнализация, уведомляющая, что в здании имеется пожар. Комнаты заполнялись искусственным дымом. В ответ на это робот, предлагая следовать за ним, начинал «выводить» испытуемых из здания.

Студенты, слепо следуя за машиной, не верили, что в опасной для их жизни обстановке она станет совершать ошибки. У группы не возникали сомнения даже тогда, когда робот вел людей в противоположном от выхода направлении, хотя, как отметили ученые, они изначально сделали всё возможное, чтобы доверие к роботам было подорвано.

Как полагают исследователи, предложенный ими эксперимент является одним из первых способов изучения взаимоотношений «умных» машин и человека в чрезвычайной ситуации. Он доказывает, что излишнее доверие к роботам иногда может быть губительно для человека. Доверять ли «куску металла» приготовление еды, управление транспортным средством или воспитание детей — авторы оставляют вопрос открытым.

Ученые Калифорнийского университета в Сан-Франциско обнаружили сеть клеток головного мозга, позволяющую животным определять, где они находятся в период неподвижности, например, когда едят, спят или общаются. Новое исследование дополняет многолетнюю линию исследований по «GPS-системе» мозга. Ранее считалось, что клетки активизировались, только когда животные активно двигались.

«Впечатления во время движения отличаются от ощущений покоя, — сказал Лорен Фрэнк, профессор физиологии в Калифорнийском университете и ведущий соавтор исследования, которое появилось 2 марта в онлайн-издании Nature. — Наша работа показала, что когда вы создаете воспоминания о поездке, это воспоминания о совокупности мест, где вы побывали, а когда вы находитесь в одном месте, мозг обрабатывает эти сигналы по-другому».

В недавней работе Фрэнк с коллегами показал, что когда животные не двигаются, иногда задействуют ранее активировавшуюся последовательность клеток «места», для хранения информации или планирования будущих передвижений. Но так как считалось, что скорость работы этих клеток прямо пропорциональна скорости передвижения самой крысы, не было ясно, продолжат ли они отслеживать местоположение в покое.

Чтобы изучить этот вопрос, команда использовала W-образный лабиринт с наградой в трех различных местах и обучила крыс передвигаться по трем участкам в определенном порядке. Такая модель гарантировала, что у крыс будут не только периоды движения, но и периоды неподвижности при получении вознаграждения и решении, куда идти дальше в лабиринте. Ученые записывали деятельность в четырех различных зонах гипокампа и обнаружили, что клетки в зоне СА2 стали особенно активны, когда крысы переставали двигаться, и они являются частью обширной «сети» клеток гипокампа, которые сигнализируют крысам о местоположении, когда они в покое. Даже была обнаружена работа этой функции во время сна крыс.

Интересно, что найденный сигнал определения текущего местоположения быстро выключал и включал клетки «места». Фрэнк предполагает, что гипокамп переключает клетки «места» для работы о представлении прошлого опыта и сравнения с текущим за десятые доли секунды.

«Некоторые исследования показывают, что CA2 играет важную роль в формировании социальных воспоминаний, что интригует, потому что социальный опыт у крыс обычно происходит, когда они мало перемещаются, — сказал Франк. — То же самое можно сказать о наших собственных социальных переживаниях. Мы можем пойти ездить на велосипеде с кем-то, но большая часть переживаний происходит, когда мы просто сидим вместе. Возможно, что система, специализирующаяся на определении вашего местоположения при работе в состоянии покоя, важна для запоминания социальных взаимодействий».

По материалам Technology.org

Сегодня мы представляем вашему вниманию 136-й выпуск передачи #этоинтересно, в котором начнем говорить о самой большой технике в мире. А именно речь пойдет о БелАЗе 75710, LTM 11200-9.1, Crawler-Transporter и других. Приятного просмотра!

Возможно, крупнейшее открытие о Вселенной мы сделали в конце прошлого века, обнаружив одну из самых странных космических истин: далекие галактики не просто улетают от нас, пока время движется вперед, но и улетают все быстрее и быстрее. Открытие ускоряющегося расширения Вселенной в рамках Supernova Cosmology Project при помощи команды High-z Supernova Search Team принесло ученым Нобелевскую премию по физике. Пока это одно из самых странных и необычных явлений во Вселенной.

Дело в том, что Вселенная не всегда ускорялась, улетая от нас прочь. В течение миллиардов лет расширение замедлялось, и кому-то, живущему десять миллиардов лет назад, могло показаться, что она стягивается. Что же произошло?

В 1920-х годах было представлено четыре элемента доказательства — три наблюдаемых и один теоретический — того, что Вселенная расширялась. Вот они:

1. Открыли то, что спиральные туманности ночного неба были настоящими галактиками, или «островными Вселенными», содержащими миллиарды звезд и расположенными далеко за пределами Млечного Пути.
2. Измерение красных и синих смещений этих галактик Весто Слифером показало, как быстро эти галактики либо удаляются от нас (по красному смещению), либо приближаются к нам (по синему смещению), и подавляющее большинство следовало первому сценарию.
3. Измерения дистанций до каждой из этих галактик были проведеы Эдвином Хабблом и его ассистентом Милтоном Хьюмасоном. В сочетании с наблюдениями Слифера, они выявили четкое соотношение: чем дальше была галактика, тем быстрее, казалось, она от нас удаляется.
4. Наконец, мощный теоретический скачок, произведенный благодаря эйнштейновской общей теории относительности: осознание того, что Вселенная, которая наполнена галактиками примерно одинаковой плотности во всех направлениях, должна быть нестабильной, если только не будет расширяться или сжиматься.

Это привело к картине Вселенной 1929 года: она была горячее, плотнее и расширялась быстрее в прошлом, а после становилась холоднее, менее плотной и медленнее расширялась с течением времени.

Это вполне логично с точки зрения Большого Взрыва. Представьте себе Большой Взрыв как стартовый пистолет великой космической гонки, гонки между первоначальным расширением с одной стороны, которое сначала было весьма быстрым, и гравитацией с другой стороны, которая стягивает все вместе. Легко представить три разных варианта, каждый из которых приводит к различному темпу Вселенной:

1. Большое Сжатие. Возможно, изначально темп расширения был весьма высоким, но сила гравитации оказалась сильнее. Расширение должно замедлиться и прекратиться. Вселенная должна достичь максимального размера и начать сжиматься. И, наконец, она должна коллапсировать заново, вернувшись в состояние, предшествующее Большому Взрыву.
2. Большое Замерзание. Это сценарий, противоположный предыдущему: в котором расширение начинается быстро, а гравитация его замедляет, но недостаточно. Расширение длится вечно, гравитация его все время замедляет, но не может остановить. Этот сценарий известен как тепловая смерть Вселенной: Большое Замерзание.
3. Критическая Вселенная. Существует также возможность того, что вы окажетесь посередине, когда скорость расширения и гравитация уравновесят друг друга, и скорость расширения будет замедляться с течением времени. Одной частицей меньше, одной частицей больше во Вселенной — и вы получите первый или второй сценарий. Но этой частицы не существует. Сценарий «критической Вселенной» приведет к самой медленной из возможных тепловой смерти.

Миллиарды лет казалось, что критический вариант победит. Видите ли, когда вы живете во Вселенной и смотрите на различные галактики, вы не только можете измерить современный темп расширения, но и, глядя на самые далекие галактики, измерить также, каким был темп расширения в начале истории Вселенной.

На этом снимке показаны уже недостижимые для нас галактики

Миллиарды лет — около семи миллиардов, если быть точным, — казалось, что мы живем в критической Вселенной. Расширение началось в эпоху излучения (фотонов и нейтрино), а затем все остыло достаточно, чтобы началась эпоха материи (как обычной, так и темной). По мере того, как Вселенная продолжала расширяться, плотность материи падала и падала, поскольку объем материи увеличивался, а масса оставалась прежней.

Но в какой-то момент плотность вещества упала до такого низкого значения, что проявился другой, более тонкий вкладчик в плотность энергии Вселенной: темная энергия. Примерно за семь миллиардов лет величина темной материи достигла нескольких процентов от общей плотности энергии, и к моменту, когда Вселенной исполнилось 7,8 миллиарда лет, плотность темной энергии достигла важной величины: 33% от всей плотности энергии во Вселенной. Это важно, поскольку такое количество темной энергии необходимо, чтобы темп расширения начал расти.

С тех пор, около 6 миллиардов лет назад, плотность материи начала снижаться, а темная энергия оставалась постоянной. В настоящее время темная материя составляет около 68% общей энергии Вселенной, а материя упала до 32% в общем (27% темная материя и 5% обычная материя). С течением времени, в будущем, плотность материи будет продолжать падать, тогда как плотность темной энергии будет оставаться постоянной, темная энергия будет все более и более преобладающей.

Плотность энергии во Вселенной в разное время в ее прошлом

Для отдельных галактик это будет значить, что галактика, которая начала удаляться от нас в момент Большого Взрыва быстрее других, продемонстрирует очевидный спад скорости (с нашей точки зрения) в первые 7,8 миллиарда лет. Затем скорость замедления перестанет падать и некоторое время будет оставаться неизменной. Потом начнет расти, и галактика начнет удаляться от нас еще быстрее, чем прежде, поскольку пространство между нами и далекими галактиками расширяется с огромной скоростью. В определенный момент — и это пугает, поскольку применимо к 97% галактик в нашей видимой Вселенной — каждая галактика за пределами нашей местной группы будет удаляться на скорости, превышающей скорость света, став, таким образом, недосягаемой для нас вследствие физических ограничений.

Желтым обведен нынешний размер видимой Вселенной: 46 миллиардов световых лет; розовым обведен достижимый для нас размер: 14,5 миллиарда световых лет

Насколько мы можем судить, Вселенная всегда имела количество темной энергии, которое имеет сейчас, присущее самому космосу. Но потребовалось 7,8 миллиарда лет, или вся история Вселенной за полтора миллиарда лет до того, как образовалась наша Солнечной система, чтобы плотность материи упала до такого уровня, что темная энергия возымела власть над расширением Вселенной. С тех пор все галактики за пределами нашей местной группы удаляются от нас и будут удаляться, пока не исчезнет последняя. Вселенная расширяется в течение последних шести миллиардов лет, и, если бы мы появились раньше, мы могли бы и не выйти за пределы этих трех вариантов, предложенных нашей интуицией. В лучшем случае мы могли бы лишь предполагать, какой в точности является Вселенная. И это было бы нашей самой большой наградой.

Несмотря на то, что гарнитура Vive на сегодняшний день является самым дорогим решением для поклонников виртуальной реальности, она отличается от своих конкурентов одной очень важной особенностью. Инженеры HTC снабдили свой VR-шлем фронтальной камерой, которая работает в связке с двумя внешними сенсорами. Пользователь гарнитуры Vive в любой момент может активировать функцию Chaperone («сопровождение» — англ.) и увидеть окружающий его мир, не снимая гаджета с головы. Правда, видит он его несколько иначе, нежели мы с вами.

Гарнитура Vive обрабатывает данные, поступающие с двух сенсоров, заблаговременно расставленных в помещении, а также с вмонтированной в гарнитуру камеры, чтобы построить некое подобие каркасной модели окружающего пространства. Эта функция нужна человеку прежде всего в целях безопасности. Учитывая, что некоторые VR-игры требуют от человека совершать некие движения, совершенно нормальным будет предположить, что рано или поздно он споткнётся о что-нибудь или, ещё чего доброго, ударится мизинцем о ножку дивана.

Блогер Mr.Zulubo продемонстрировал, как выглядит окружающий мир для пользователя гарнитуры Vive. Картинка, которую он увидел, чем-то напомнила ему фантастический фильм «Трон» студии Disney. Все объекты в кадре обзаводятся светящимися контурами, чтобы человеку было проще их заметить. Выглядит это зрелище, нужно сказать, действительно очень футуристично и необычно. И что-то мне подсказывает, что в будущем режим Chaperone будет умело использован какими-нибудь разработчиками в их VR-игре. Время покажет.