10 новейших научных открытий и прорывов

Современная наука – это очаг передовых исследований. Астрономы по всему миру удивились первым фотографическим свидетельствам существования черной дыры. Нетрадиционная технология экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) попала под шквал критики медицинских специалистов. В других местах ученые из Японии ударили взрывчаткой по астероиду, а в Германии они обнаружили доисторическую молекулу, датируемую ранней Вселенной. Вот десять самых захватывающих прорывов, которые были сделаны в последнее время.

10. Астрономы взорвали астероид

Группа японских астрономов решила разбомбить астероид Рюгу, надеясь, что он сможет помочь найти ответы на некоторые фундаментальные вопросы о происхождении жизни на Земле. Конусообразный инструмент, известный как «малый ручной удар», был отправлен на астероид, где он при помощи взрыва образовал кратер, используя комок медной взрывчатки размером с бейсбольный мяч. Устройство было запущено с космического аппарата Hayabusa 2, принадлежащего новаторской исследовательской миссии, управляемой Японским агентством аэрокосмических исследований. Позже космический корабль вернется на Рюгу, чтобы собрать образцы на поверхность астероида, которые образовались во время взрыва. Исследователи предсказывают, что существуют образцы органического материала и воды, по возрасту совпадающие со временем рождения Солнечной системы и сохранившиеся под землей в астероиде. Проанализировав образцы от Hayabusa 2, они надеются получить более четкое представление о ранних стадиях развития Солнечной системы и жизни на Земле.

9. Сможем ли мы попробовать запах на вкус?

Кажется, наши языки могут быть более способными, чем мы первоначально предполагали. Исследовательская группа из Филадельфии предположила, что рецепторные клетки языка способны обнаруживать запахи и ароматы. Их работа побуждает экспертов к переоценке знаний о том, сочетаются ли вкус и запах только у нас в мозгах или же между этими двумя сигналами существует какая-то иная связь. Группа, результаты которой были опубликованы в журнале Chemical Senses, начала экспериментировать на рецепторах генетически модифицированных мышей. После этого они занялись человеческими клетками, у которых обнаружились сходные свойства с мышиными. Пока еще слишком рано делать какие-либо конкретные выводы, но с дальнейшим развитием эти идеи можно будет применить, чтобы убедить людей соблюдать более здоровую диету. Доктор Мехмет Хакан Озденер, специалист Центра химических чувств Монелла, предположил, что легкое изменение запаха некоторых продуктов может уменьшить потребление сахара.

8. Найдена молекула из «истоков химии»

После десятилетий рыскания по космосу специалисты успешно обнаружили соединение гидрида гелия, которое считается первой молекулой, образовавшейся в истории Вселенной. Из-за разрушительного воздействия атмосферы Земли исследователи решили подняться в небо, чтобы сделать свое эпохальное открытие. Стратосферная обсерватория инфракрасной астрономии, воздушная обсерватория, встроенная в модифицированный "Боинг-747", могла улавливать инфракрасные сигналы, исходящие от доисторической молекулы. В период, названный «рассветом химии», примерно через 100000 лет после Большого Взрыва, Вселенная остыла до достаточно низкой температуры, чтобы частицы начали взаимодействовать и объединяться. В ту эпоху, когда впервые появились легкие атомы и молекулы, гидрид гелия проложил путь для гораздо более сложных межзвездных структур. Продолжая исследовать неуловимую молекулу, исследователи могут изучить расширение Вселенной на ее более ранних стадиях.

7. Найдены новые виды примитивных людей

К истории человеческой эволюции добавилась еще одна нить. Остатки вымершего родственника были найдены в пещере Кальяо на острове Лусон на Филиппинах. Примитивные виды, известные как Homo luzonensis, в некоторых отношениях напоминали современных людей, но в других были ближе к нашим древним обезьяноподобным предкам. Кроме того, считается, что они были профессиональными альпинистами, о чем свидетельствуют изогнутые кости пальцев рук и ног. Открытие ставит целый ряд вопросов о долгой и сложной истории нашего вида. Имея только 13 зубов и костей, на которых можно основывать свои гипотезы, эксперты остаются в неведении относительно того, как, в первую очередь, Homo luzonensis оказался на острове. Более того, особенности вида предполагают, что наши древние предки совершили путешествие из Африки в Юго-Восточную Азию, что противоречит современным историческим теориям.

6. Свиные мозги выжили после смерти

Говорят, что среди нас есть зомби-свиньи. Команда нейробиологов из Медицинской школы Йельского университета продемонстрировала, что частично можно оживить мозг свиньи через несколько часов после ее смерти. Их новаторская новая система BrainEx восстановила ряд основных функций более чем 30 мертвых мозгов, таких как способность поглощать сахар и кислород. (На левом рисунке выше показан мертвый мозг, а на правом – частично реактивированный мозг.) Технология BrainEx посылает насыщенный кислородом раствор, пульсирующий через серое вещество мозга свиньи. Эта жидкость частично оживляет клетки в течение максимум шести часов, одновременно замедляя процесс разложения после смерти. Однако мозг, по определению, все еще мертв; нет никаких признаков восстановления сознания. Это высокоразвитое исследование ставит этический вопрос о том, правильно ли экспериментировать на полуживых существах. Национальный институт здравоохранения обсуждает последствия BrainEx с 2016 года совместно со своей рабочей группой по нейроэтике и опасается возможных последствий использования подобной технологии на людях.

5. Ученые создают прозрачные органы

Трансплантация органов может скоро уйти в прошлое. В течение многих лет ученые стремились создать полностью функционирующие искусственные органы для решения проблемы значительной нехватки доноров. Благодаря Доктору Али Эртурку и его коллегам из Мюнхенского университета Людвига Максимилиана эта мечта стала на шаг ближе. Команда успешно разработала методику создания прозрачных человеческих органов с целью дальнейшего понимания их сложных внутренних структур. Органические растворители используются для того, чтобы извлечь жиры и пигменты без нарушения любых из тканей. Открытые органы могут быть исследованы в сложных деталях с помощью лазерного сканера, который позволяет ученым создать полное структурное изображение определенных частей тела. Эртурк уверен, что по мере совершенствования технологии эти снимки могут использоваться в качестве чертежей для создания трехмерных макетов органов, созданных на биопринтерах. Команда надеется построить 3D-печатную почку к 2025 году

4. Ученые разработали гены, устойчивые к ожирению

Связь между генетикой и массой тела была известна в течение многих лет, но теперь ученые из Кембриджского университета точно определили, какие гены позволяют людям оставаться стройными. Около четырех миллионов человек в Британии, шесть процентов населения с европейской родословной, имеют специфическое кодирование ДНК, которое мешает им набирать большое количество веса. Предыдущие исследования обнаружили, что ген MC4R контролирует белок, известный как меланокортин 4, рецептор мозга, связанный с аппетитом. Участники этого эксперимента с определенной нитью MC4R проявляли больше сдержанности в своих аппетитах, что делало их гораздо менее склонными страдать от ожирения или диабета 2 типа. Это углубленное понимание генетики открывает возможность изобретения лекарства для похудения, что поспособствует борьбе с растущим уровнем ожирения.

3. Остановлена потеря памяти

Стимулируя мозг электрическими импульсами, ученые способны временно компенсировать изнурительные приступы потери памяти. С возрастом жизненно важные когнитивные сети в мозге начинают терять свою синхронность. Это приводит к ухудшению рабочей памяти – краткосрочной системы обработки, которая играет ключевую роль в таких задачах, как распознавание лиц или арифметика. Нейробиологи из Бостонского университета обнаружили, что неинвазивная электрическая стимуляция улучшает связь между этими сетями. Исследователи сообщили, что группа участников в возрасте от 60 до 76 лет была значительно успешней в выполнении серии задач, связанных с рабочей памятью, после примерно получаса импульсного лечения. Наиболее выраженные проблемы с памятью были отмечены большими улучшениями. Необходимы дальнейшие клинические исследования для того, чтобы определить, является ли эта стимуляция эффективным методом борьбы с потерей памяти или слабоумием.

2. Родился ребенок – носитель ДНК от трех человек

В момент пика использования экстракорпорального оплодотворения в Греции родился ребенок с ДНК от трех разных людей. Новорожденный мальчик был зачат с использованием метода митохондриального донорства, при котором внутриклеточная структура материнской яйцеклетки слегка модифицируется с помощью второй донорской яйцеклетки. Во время техники митохондрии — крошечные плавающие структуры, которые обеспечивают питание клетки — из материнской яйцеклетки заменяются митохондриями донора. В то время как подавляющее большинство генетического материала ребенка передается от родителей, очень небольшое количество его ДНК — около 0,2 процента — наследуется от доноров. Врачи утверждают, что это первый случай, когда митохондриальное донорство применяется для борьбы с проблемами фертильности. Испанский эмбриолог Нуно Коста-Борхес назвал здоровое рождение "революцией во вспомогательном воспроизводстве" и утверждает, что оно может помочь множеству потенциальных матерей в будущем. Тем не менее, критики лечения предупреждают женщин об осторожности. Репродуктивный эксперт Тим Чайлд объяснил, как мало известно о рисках или преимуществах метода, отвергая утверждения Коста-Борхеса как бездоказательные.

1. Первое изображение черной дыры

За последнее столетие единственными доказательствами существования черных дыр астрофизики считали научные теории и косвенные наблюдения. Космические гиганты обладают настолько мощным гравитационным притяжением, что ничто не может избежать их огромного притяжения, и их существование невероятно сложно проверить. И все же, несмотря на серьезные трудности, ученым удалось создать образ одной из них. Речь идет об огненном диске аккреционного газа, окружающем черную дыру в ядре галактики Мессье. При диаметре 38 миллиардов километров активный сверхмассивный колосс скрывается на расстоянии 55 миллионов световых лет от нашей планеты. Саму черную дыру невозможно буквально "увидеть", но темная область в центре кольца соответствует ее тени. Чтобы захватить изображение, задача, описанная ведущим астрофизиком Францией Кордовой как "Геркулесова", ученые развернули Телескоп горизонта событий (ТГС) (глобальную сеть высокоточных радиотелескопов). Эта Геркулесова задача потребовала Геркулесового количества данных, настолько огромного, что их было невозможно передать через Интернет. Вместо этого полтонны жестких дисков должны были быть доставлены в центральное управление, где показания были объединены с использованием современных технологий обработки. Изображение, по-видимому, подтверждает первые предсказания черных дыр, сделанные общей теорией относительности Эйнштейна, которая рассматривает искажение пространства и времени, вызванное огромными массивными объектами. Исследователи ТГС теперь имеют свои взгляды на Стрельца А – сверхмассивного зверя в сердце Млечного Пути.