Этот канал посвящен самым передовым достижениям человечества в области естествознания. Здесь вы найдете краткий обзор статей, опубликованных в самых цитируемых научных журналах. О дивный новый мир!
Недавно группа ученых из Израиля опубликовала невероятно интересное исследование, в котором им удалось воссоздать процесс эволюции головного мозга.
На самом деле, подобные эксперименты уже проводились ранее: развитие мозга и образование характерных складок люди давно пытаются смоделировать. Понимание этого процесса поможет в борьбе со многими психомоторными заболеваниями. До сегодняшнего дня в качестве материала для таких моделей использовали специальные полимерные гели, однако протестировать эти модели в живых системах не удавалось.
Орли Райнер и его коллеги сумели вырастить из стволовых клеток человека так называемые «органоиды» - трехмерные скопления клеток, которые подражали развивающемуся мозгу.
В процессе эксперимента органоиды пространственно ограничивали и наблюдали развитие складок в течение второй недели созревания. Образование складок было вызвано более быстрым ростом внешних областей органоида по сравнению с его внутренними регионами.
Таким образом, ученые создали путеводитель по физическим силам, которые придают головному мозгу его классический морщинистый вид.
Ссылка на оригинал
http://www.nature.com/articles/s41567-018-0046-7
На самом деле, подобные эксперименты уже проводились ранее: развитие мозга и образование характерных складок люди давно пытаются смоделировать. Понимание этого процесса поможет в борьбе со многими психомоторными заболеваниями. До сегодняшнего дня в качестве материала для таких моделей использовали специальные полимерные гели, однако протестировать эти модели в живых системах не удавалось.
Орли Райнер и его коллеги сумели вырастить из стволовых клеток человека так называемые «органоиды» - трехмерные скопления клеток, которые подражали развивающемуся мозгу.
В процессе эксперимента органоиды пространственно ограничивали и наблюдали развитие складок в течение второй недели созревания. Образование складок было вызвано более быстрым ростом внешних областей органоида по сравнению с его внутренними регионами.
Таким образом, ученые создали путеводитель по физическим силам, которые придают головному мозгу его классический морщинистый вид.
Ссылка на оригинал
http://www.nature.com/articles/s41567-018-0046-7
Nature
Human brain organoids on a chip reveal the physics of folding
Nature Physics - Wrinkling in human brain organoids suggests that brain development may be mechanically driven, a notion supported only by model gels so far. Evidence in this simple living system...
В глубины истории CRISPR/Cas9
Инструмент CRISPR/Cas9 - революция в области биотехнологий, позволяющая редактировать ДНК.
Еще 1987 году, японские ученые, изучающие E. coli, впервые обнаружили некоторые необычные повторяющиеся последовательности в ДНК бактерий, о биологическом значении которых тогда еще не было известно. Позднее сходные кластеры были обнаружены в ДНК многих других бактерий (и архей) и были названы Clustered Regular Interspaced Short Palindromic Repeats - или CRISPR.
В 2007 году, ученые, изучающие бактерии Streptococcus, используемые для приготовления йогурта, показали, что такие кластеры являются частью иммунной системы бактерий и жизненно им необходимы.
Дело в том, что бактерии постоянно подвергаются нападениям вирусов и производят ферменты для борьбы с ними. Всякий раз, когда ферменту бактерии удается убить заражающий вирус, другие маленькие ферменты «подбирают» остатки генетического кода вируса, перерезают его на маленькие кусочки и затем сохраняют в тех самых пространствах CRISPR. Так бактерии вырабатывают стойкость к вирусам, с которыми они уже имели дело.
Однако эту же генетическую информацию, хранящуюся в CRISPR, бактерии используют, чтобы предотвратить и будущие атаки. В случае возникновения новой инфекции, бактерии продуцируют специальные агрессивные энзимы, известные как Cas9, которые выстраиваются вокруг сохраненных участков вирусного генетического кода. Когда ферменты Cas9 сталкиваются с вирусом, они сравнивают код РНК вируса с тем кодом, что сохранен в CRISPR. Если эти коды совпадают, фермент Cas9 начинает измельчать ДНК вируса и нейтрализует угрозу.
До недавнего времени эти открытия не представляли большого интереса никому, кроме микробиологов, пока в 2011 году ученые не совершили научную революцию, используя этот созданный природой механизм. О том, как человечество адаптировало этот механизм для редактирования генов, читайте следующий пост 😊
Источник: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867414006047
Инструмент CRISPR/Cas9 - революция в области биотехнологий, позволяющая редактировать ДНК.
Еще 1987 году, японские ученые, изучающие E. coli, впервые обнаружили некоторые необычные повторяющиеся последовательности в ДНК бактерий, о биологическом значении которых тогда еще не было известно. Позднее сходные кластеры были обнаружены в ДНК многих других бактерий (и архей) и были названы Clustered Regular Interspaced Short Palindromic Repeats - или CRISPR.
В 2007 году, ученые, изучающие бактерии Streptococcus, используемые для приготовления йогурта, показали, что такие кластеры являются частью иммунной системы бактерий и жизненно им необходимы.
Дело в том, что бактерии постоянно подвергаются нападениям вирусов и производят ферменты для борьбы с ними. Всякий раз, когда ферменту бактерии удается убить заражающий вирус, другие маленькие ферменты «подбирают» остатки генетического кода вируса, перерезают его на маленькие кусочки и затем сохраняют в тех самых пространствах CRISPR. Так бактерии вырабатывают стойкость к вирусам, с которыми они уже имели дело.
Однако эту же генетическую информацию, хранящуюся в CRISPR, бактерии используют, чтобы предотвратить и будущие атаки. В случае возникновения новой инфекции, бактерии продуцируют специальные агрессивные энзимы, известные как Cas9, которые выстраиваются вокруг сохраненных участков вирусного генетического кода. Когда ферменты Cas9 сталкиваются с вирусом, они сравнивают код РНК вируса с тем кодом, что сохранен в CRISPR. Если эти коды совпадают, фермент Cas9 начинает измельчать ДНК вируса и нейтрализует угрозу.
До недавнего времени эти открытия не представляли большого интереса никому, кроме микробиологов, пока в 2011 году ученые не совершили научную революцию, используя этот созданный природой механизм. О том, как человечество адаптировало этот механизм для редактирования генов, читайте следующий пост 😊
Источник: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867414006047
Как же ученые сумели использовать CRISPR/Cas9 для редактирования генов?
Было обнаружено, что фермент Cas9 можно «обмануть», подав ему искусственную РНК. Тогда он, распознав объект с тем же кодом (не только вирусы), начнет его измельчать. В 2012 году в Science вышла статья, где группа ученых показала, что они могут использовать систему CRISPR/Cas9 для уничтожения любого генома в любом месте (http://science.sciencemag.org/content/337/6096/816)
Дальше лучше. Фэн Чжан из Бостона (Broad Institute, совместные лаборатории Гарварда и MIT) в феврале 2013 года впервые успешно продемонстрировал CRISPR/Cas9 для редактирования геномов культивируемых клеток мыши или клеток человека.
Тогда-то исследователи и обнаружили, что CRISPR/Cas9 универсален. Теперь стало возможным не только вырезать определенные участки ДНК, но и заменять «плохие» гены на «хорошие». Так, например, ученые смогли заставить фермент Cas9 вырезать ген, который вызывает синдром Гентингтона, и вставить «здоровый» ген вместо него.
(заболевание нервной системы, подробности тут ➡️ https://ru.m.wikipedia.org/wiki/Болезнь_Гентингтона).
К слову, сама идея редактирования генома далеко не нова. Что делает CRISPR настолько революционным, так это то, что он невероятно точен: фермент Cas9 работает именно с тем участком, который вас интересует. Теперь заменить ген можно в течение пары часов за 75 долларов 😀.
Но что нам это дает?
1. Новые инструменты для лечения генетических заболеваний. Если известно, в каком гене произошла мутация, вызывающая данную болезнь, его можно заменить на здоровый ген. Однако о функциях многих генов мы до сих пор не знаем. CRISPR и тут может прийти на помощь исследователям, например, выбивая отдельные гены можно определять какие признаки затронуты.
2. Мощные новые антибиотики и противовирусные препараты. Одна из самых острых проблем современной медицины: вирусы эволюционируют быстрее, чем мы создаем методы для борьбы с ними. Технология CRISPR/Cas9 имеет огромный потенциал в этой области.
3. Создание новых видов живых организмов. Летающие коровы, правда, вряд ли получатся 🙈. Генетики хотят искоренить паразитов (например, москитов, генетически закодировав появление на свет только мужских особей), однако пока не ясно к каким последствиям для экосистемы это приведет. За последние годы многие крупные компании, такие как Monsanto (ныне часть немецкой компании Bayer ☺️) начали лицензировать технологию CRISPR для редактирования генома сельскохозяйственных культур. Пока традиционные методы ГМО это не заменит, но поможет значительно усовершенствовать продукты питания (не только вкусовые характеристики, но и, скажем, устойчивость к неблагоприятным погодным условиям/паразитам, или отсутствие аллергенов).
4. Дизайн детей. Эта тема вызвала жаркие споры в научном мире, но на самом деле, мы еще очень-очень далеки от этого. Мы еще совсем мало знаем о человеческом геноме и о последствиях его редактирования, поэтому пока не мечтайте запрограммировать себе ребенка-вундеркинда.
Несмотря на это, стремительное развитие генетики обещает сделать наше с вами будущее невероятно захватывающим и интересным!
P.S. С праздником! 🍾
Было обнаружено, что фермент Cas9 можно «обмануть», подав ему искусственную РНК. Тогда он, распознав объект с тем же кодом (не только вирусы), начнет его измельчать. В 2012 году в Science вышла статья, где группа ученых показала, что они могут использовать систему CRISPR/Cas9 для уничтожения любого генома в любом месте (http://science.sciencemag.org/content/337/6096/816)
Дальше лучше. Фэн Чжан из Бостона (Broad Institute, совместные лаборатории Гарварда и MIT) в феврале 2013 года впервые успешно продемонстрировал CRISPR/Cas9 для редактирования геномов культивируемых клеток мыши или клеток человека.
Тогда-то исследователи и обнаружили, что CRISPR/Cas9 универсален. Теперь стало возможным не только вырезать определенные участки ДНК, но и заменять «плохие» гены на «хорошие». Так, например, ученые смогли заставить фермент Cas9 вырезать ген, который вызывает синдром Гентингтона, и вставить «здоровый» ген вместо него.
(заболевание нервной системы, подробности тут ➡️ https://ru.m.wikipedia.org/wiki/Болезнь_Гентингтона).
К слову, сама идея редактирования генома далеко не нова. Что делает CRISPR настолько революционным, так это то, что он невероятно точен: фермент Cas9 работает именно с тем участком, который вас интересует. Теперь заменить ген можно в течение пары часов за 75 долларов 😀.
Но что нам это дает?
1. Новые инструменты для лечения генетических заболеваний. Если известно, в каком гене произошла мутация, вызывающая данную болезнь, его можно заменить на здоровый ген. Однако о функциях многих генов мы до сих пор не знаем. CRISPR и тут может прийти на помощь исследователям, например, выбивая отдельные гены можно определять какие признаки затронуты.
2. Мощные новые антибиотики и противовирусные препараты. Одна из самых острых проблем современной медицины: вирусы эволюционируют быстрее, чем мы создаем методы для борьбы с ними. Технология CRISPR/Cas9 имеет огромный потенциал в этой области.
3. Создание новых видов живых организмов. Летающие коровы, правда, вряд ли получатся 🙈. Генетики хотят искоренить паразитов (например, москитов, генетически закодировав появление на свет только мужских особей), однако пока не ясно к каким последствиям для экосистемы это приведет. За последние годы многие крупные компании, такие как Monsanto (ныне часть немецкой компании Bayer ☺️) начали лицензировать технологию CRISPR для редактирования генома сельскохозяйственных культур. Пока традиционные методы ГМО это не заменит, но поможет значительно усовершенствовать продукты питания (не только вкусовые характеристики, но и, скажем, устойчивость к неблагоприятным погодным условиям/паразитам, или отсутствие аллергенов).
4. Дизайн детей. Эта тема вызвала жаркие споры в научном мире, но на самом деле, мы еще очень-очень далеки от этого. Мы еще совсем мало знаем о человеческом геноме и о последствиях его редактирования, поэтому пока не мечтайте запрограммировать себе ребенка-вундеркинда.
Несмотря на это, стремительное развитие генетики обещает сделать наше с вами будущее невероятно захватывающим и интересным!
P.S. С праздником! 🍾
Science
A Programmable Dual-RNA–Guided DNA Endonuclease in Adaptive Bacterial Immunity
Clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)/CRISPR-associated (Cas) systems provide bacteria and archaea with adaptive immunity against viruses and plasmids by using CRISPR RNAs (crRNAs) to guide the silencing of invading nucleic acids.…
Бит размером с атом.
Ученые из IBM Research научились кодировать один бит информации на одном атоме, о чем они опубликовали статью в Nature. Сейчас для хранения одного бита жесткие диски используют от 100 тысяч до миллиона атомов. В данном исследовании ученые создали самый маленький в мире магнит из атома гольмия, прикрепленного к поверхности из оксида магния, имеющего две устойчивые магнитные ориентации (северный и южный полюса), которые и определяют значения 1 или 0 бита. Острая игла сканирующего туннельного микроскопа при приблежении к поверхности атома подает электрический ток, который меняет полюса магнита, а значит и значения бита с 1 на 0 и наоборот - это соответствует процессу записи информации на диск. Затем ученые смогли измерить магнитный ток, проходящий через этот атом, чтобы определить значение бита 1 или 2 - считывание информации с диска.
Сканирующий туннельный микроскоп, кстати, был также изобретен учеными из IBM, за что они получили Нобелевскую премию по физике в 1986 году. Теперь его можно использовать не только для исследования поверхности, но и для перемещения атома в точку, выбранную оператором. Если напряжение между иглой микроскопа и атомом станет достаточно большим, то атом превращается в ион и перескакивает на иглу. После этого слегка переместив иглу и изменив напряжение, можно заставить сбежавший атом "спрыгнуть" обратно на поверхность образца. Таким образом, можно манипулировать атомами и создавать наноструктуры. Используя этот принцип, ученые из IBM создали самый маленький в мире фильм "A boy and his atom", где анимируется последовательность изображений, собранных из отдельных атомов.
Ссылка на фильм (видео длится 1,5 минуты): https://youtu.be/oSCX78-8-q0
Ссылка на источник: https://www.nature.com/articles/nature21371
Ученые из IBM Research научились кодировать один бит информации на одном атоме, о чем они опубликовали статью в Nature. Сейчас для хранения одного бита жесткие диски используют от 100 тысяч до миллиона атомов. В данном исследовании ученые создали самый маленький в мире магнит из атома гольмия, прикрепленного к поверхности из оксида магния, имеющего две устойчивые магнитные ориентации (северный и южный полюса), которые и определяют значения 1 или 0 бита. Острая игла сканирующего туннельного микроскопа при приблежении к поверхности атома подает электрический ток, который меняет полюса магнита, а значит и значения бита с 1 на 0 и наоборот - это соответствует процессу записи информации на диск. Затем ученые смогли измерить магнитный ток, проходящий через этот атом, чтобы определить значение бита 1 или 2 - считывание информации с диска.
Сканирующий туннельный микроскоп, кстати, был также изобретен учеными из IBM, за что они получили Нобелевскую премию по физике в 1986 году. Теперь его можно использовать не только для исследования поверхности, но и для перемещения атома в точку, выбранную оператором. Если напряжение между иглой микроскопа и атомом станет достаточно большим, то атом превращается в ион и перескакивает на иглу. После этого слегка переместив иглу и изменив напряжение, можно заставить сбежавший атом "спрыгнуть" обратно на поверхность образца. Таким образом, можно манипулировать атомами и создавать наноструктуры. Используя этот принцип, ученые из IBM создали самый маленький в мире фильм "A boy and his atom", где анимируется последовательность изображений, собранных из отдельных атомов.
Ссылка на фильм (видео длится 1,5 минуты): https://youtu.be/oSCX78-8-q0
Ссылка на источник: https://www.nature.com/articles/nature21371
YouTube
A Boy And His Atom: The World's Smallest Movie
You're about to see the movie that holds the Guinness World Records™ record for the World's Smallest Stop-Motion Film (see how it was made at http://youtu.be/xA4QWwaweWA). The ability to move single atoms — the smallest particles of any element in the universe…
Клеточная алхимия (читать 1,5 минуты)
Наверняка, многие из вас слышали о стволовых клетках. Зигота - клетка из которой мы с вами появились - пример такой клетки. После многочисленных циклов деления, стволовые клетки начинают дифференцироваться: так мы и получаем разные типы клеток, такие как клетки мозга, печени, кожи и т. д. Несмотря на то, что стволовые клетки были открыты еще в начале прошлого столетия, шумиха вокруг этой темы поднялась в 2006-2008 годах, после публикации в журнале Cell. В этой статье японские ученые показали, что можно запустить и обратный процесс: превращать уже дифференцированные клетки в стволовые.
Сейчас мы уже умеем превращать практически любые зрелые клетки в стволовые, подвергая их воздействию "коктейля" химикатов. Затем другой "химический коктейль" используется для превращения полученных клеток в желаемый тип ткани.
Но этого оказалось мало, и сейчас ученые пытаются превращать клетки одного типа в клетки другого типа минуя стадию образования стволовых клеток. Этот процесс называется трансдифференциация, то есть превращение одного типа клеток в другой. В 2014 году в журнале Neuron вышла статья, где американские ученые за 4 недели сумели превратить клетки кожи в нейроны с помощью специального химического коктейля. Эти нейроны затем поместили в мозг мышей, которых наблюдали в течение 6 месяцев. За это время клетки не только выжили, но и стали "общаться" с другими клетками, то есть прижились. Таким образом, можно постепенно заменять "больные нейроны" на "здоровые", выращенные из собстенных клеток другого типа, что поможет при лечении многих заболеваний. При этом, вероятность того, что организм будет отторгать новые клетки крайне мала, так как они несут такой же генетический материал. Похожий пример с трансдифференциацией клеток был опубликован в Nature, где учеными из Японии и Америки удалось создать клетки сердца.
Настоящая клеточная алхимия!
P.S. Ура хоккеистам!! 😊
Ссылка на статью в Cell: http://www.cell.com/abstract/S0092-8674(06)00976-7
Ссылка на статью в Neuron: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0896627314009143?via%3Dihub
Ссылка на статью в Nature: https://www.nature.com/articles/nature08039
Наверняка, многие из вас слышали о стволовых клетках. Зигота - клетка из которой мы с вами появились - пример такой клетки. После многочисленных циклов деления, стволовые клетки начинают дифференцироваться: так мы и получаем разные типы клеток, такие как клетки мозга, печени, кожи и т. д. Несмотря на то, что стволовые клетки были открыты еще в начале прошлого столетия, шумиха вокруг этой темы поднялась в 2006-2008 годах, после публикации в журнале Cell. В этой статье японские ученые показали, что можно запустить и обратный процесс: превращать уже дифференцированные клетки в стволовые.
Сейчас мы уже умеем превращать практически любые зрелые клетки в стволовые, подвергая их воздействию "коктейля" химикатов. Затем другой "химический коктейль" используется для превращения полученных клеток в желаемый тип ткани.
Но этого оказалось мало, и сейчас ученые пытаются превращать клетки одного типа в клетки другого типа минуя стадию образования стволовых клеток. Этот процесс называется трансдифференциация, то есть превращение одного типа клеток в другой. В 2014 году в журнале Neuron вышла статья, где американские ученые за 4 недели сумели превратить клетки кожи в нейроны с помощью специального химического коктейля. Эти нейроны затем поместили в мозг мышей, которых наблюдали в течение 6 месяцев. За это время клетки не только выжили, но и стали "общаться" с другими клетками, то есть прижились. Таким образом, можно постепенно заменять "больные нейроны" на "здоровые", выращенные из собстенных клеток другого типа, что поможет при лечении многих заболеваний. При этом, вероятность того, что организм будет отторгать новые клетки крайне мала, так как они несут такой же генетический материал. Похожий пример с трансдифференциацией клеток был опубликован в Nature, где учеными из Японии и Америки удалось создать клетки сердца.
Настоящая клеточная алхимия!
P.S. Ура хоккеистам!! 😊
Ссылка на статью в Cell: http://www.cell.com/abstract/S0092-8674(06)00976-7
Ссылка на статью в Neuron: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0896627314009143?via%3Dihub
Ссылка на статью в Nature: https://www.nature.com/articles/nature08039
Молекулярные машины
В 2016 году Нобелевская премия по химии была присуждена за создание молекулярных машин - молекул с движущимися частями. Инновационная идея первоначально заключалась в создании нового типа связи - не столь химической, сколь механической. В обычных органических молекулах атомы соединены друг с другом общим электронным облаком (ковалентная связь). Идея профессора Sauvage (Страсбург, Франция) заключалась в создании молекул, которые соединены между собой примерно как олимпийские кольца: химической связи между ними нет, но молекулы сосуществуют вместе. Такую систему колец Sauvage сумел получить, используя 5 ключевых шагов: 1) создание первого кольца 2) введение внутрь него иона меди 3) присоединение второго полукольца к иону меди (внутри первого кольца) 4) замыкание второго кольца 5) удаление иона меди. В последствии профессору Sauvage удалось получить еще много структур с замысловатыми геометрическими формами (например, в виде узла Соломона ) и стать создателем топологической химии.
Тем временем группа профессора Stoddart в Шотландии синтезировала вещество, части которого можно целенаправленно двигать. Для этого сначала получили химическое вещество в виде цепи с двумя электрон-донорными фрагментами в середине, несколько пространственно разделенными. Электрон-акцепторное "незамкнутое кольцо" подходило к участку между этими фрагментами, огибало его, после чего его химически замыкали. Таким образом ось находилась внутри кольца, причем при нагревании его можно заставить слоняться между двумя электрон-донорными фрагментами туда-сюда, что в последствии назвали "молекулярным лифтом".
Затем Голландский ученый Feringa создал "молекулярный мотор". Другими словами, он также научился направленно двигать циклическую молекулу, но уже 1) вращать, а не двигать по оси 2) вращение полностью контролируемо. Кульминацией его исследований стало создание в 2011 году "нано-машины": структуры с четырьмя колесами, движением которой можно управлять.
Развлекаются химики, подумаете вы, а нам-то что с того? Считается, что за такими струтурами будущее в компьютерной технике. Например, ученые уже создали молекулярный компьютерный чип (с памятью 20 килобайт). Нам остается только удивляться этим открытиям и ждать, когда же они изменят наш мир к лучшему!
Пример структур, полученных Sauvage: https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja00080a045
Статья с наномашиной: https://www.nature.com/articles/nature10587
В 2016 году Нобелевская премия по химии была присуждена за создание молекулярных машин - молекул с движущимися частями. Инновационная идея первоначально заключалась в создании нового типа связи - не столь химической, сколь механической. В обычных органических молекулах атомы соединены друг с другом общим электронным облаком (ковалентная связь). Идея профессора Sauvage (Страсбург, Франция) заключалась в создании молекул, которые соединены между собой примерно как олимпийские кольца: химической связи между ними нет, но молекулы сосуществуют вместе. Такую систему колец Sauvage сумел получить, используя 5 ключевых шагов: 1) создание первого кольца 2) введение внутрь него иона меди 3) присоединение второго полукольца к иону меди (внутри первого кольца) 4) замыкание второго кольца 5) удаление иона меди. В последствии профессору Sauvage удалось получить еще много структур с замысловатыми геометрическими формами (например, в виде узла Соломона ) и стать создателем топологической химии.
Тем временем группа профессора Stoddart в Шотландии синтезировала вещество, части которого можно целенаправленно двигать. Для этого сначала получили химическое вещество в виде цепи с двумя электрон-донорными фрагментами в середине, несколько пространственно разделенными. Электрон-акцепторное "незамкнутое кольцо" подходило к участку между этими фрагментами, огибало его, после чего его химически замыкали. Таким образом ось находилась внутри кольца, причем при нагревании его можно заставить слоняться между двумя электрон-донорными фрагментами туда-сюда, что в последствии назвали "молекулярным лифтом".
Затем Голландский ученый Feringa создал "молекулярный мотор". Другими словами, он также научился направленно двигать циклическую молекулу, но уже 1) вращать, а не двигать по оси 2) вращение полностью контролируемо. Кульминацией его исследований стало создание в 2011 году "нано-машины": структуры с четырьмя колесами, движением которой можно управлять.
Развлекаются химики, подумаете вы, а нам-то что с того? Считается, что за такими струтурами будущее в компьютерной технике. Например, ученые уже создали молекулярный компьютерный чип (с памятью 20 килобайт). Нам остается только удивляться этим открытиям и ждать, когда же они изменят наш мир к лучшему!
Пример структур, полученных Sauvage: https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja00080a045
Статья с наномашиной: https://www.nature.com/articles/nature10587
pubs.acs.org
Synthesis of a doubly interlocked [2]-catenane
Читая мысли (читать 1,5 минуты).
А вы знали, что существуют методы, позволяющие "декодировать" ваш мозг и расшифровать то, что вы видите, слышите, чувствуете, что вы помните и о чем мечтаете? Работы по декодирвоанию мозга стали появляться примерно десять лет назад, когда нейробиологи стали использовать функциональную магнитно-резонансную томографию (fMRI) для исследования активности мозга. Этот метод позволяет определить области мозга, куда подается кислородсодержащая кровь, которая "светится" при сканировании, позволяя определить в каком вокселе (3D пикселе) наблюдается наибольшая мозговая активность при заданном стимуле. Однако, помимо сильных всплесков активности мозга, существуют более тонкие связи, которые стало возможным увидеть только в последнее десятилетие. Именно наличие этих тонких и распределенных нейронных связей сильно затрудняло исследование мозга ранее.
Группа профессора Gallant из Беркли (Калифорния, США) совсем недавно создала так называемый "классификатор шаблонов" - компьютерный алгоритм, который изучает шаблоны мозговой активности связанные с определенным изображением. Это стандартный подход машинного обучения: компьютеру предоставляется набор шаблонов, связанных с изображением обуви, после чего, компьютер в состоянии выявить обувь на других изображениях, ему не известных. Такие исследования позволят изучить мозговую деятельность человека и даже предсказывать его поведение в той или иной ситуации (наш мозг до сих пор очень мало изучен). Уже сейчас Gallant научился предсказывать намерения человека двигаться вправо или влево, изучая активность мозга людей, играющих в компьютерные игры. Основная проблема, возникающая при постановке подобных эспериментов - дифференцировать мысли и намерения, а также уловить низкоинтенсивные сигналы на фоне высокоинтенсивных (другими словами, если вы решаете пойти направо на перекрестке и при этом думаете о мороженном, то ваши эмоции сделают практически невозможным декодировку намерения движения). Но по мнению Gallant, совершенствуя математические алгоритмы, мы постепенно приближаемся к цели извлечь из мозга все мыли и намерения в данную секунду времени.
Некоторые крупные компании уже смотрят в будущее и инвестируют в подобные исследования, чтобы предсказать поведение потребителей по отношению к тому или иному продукту (например, Daimler). Это завораживает и пугает одновременно :)
Ссылка на лабораторию в Беркли, где занимаются декодированием мозга: http://gallantlab.org/index.php/brain-decoding/
Ссылка на одну из статей: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982211009377?via%3Dihub#fig1
А вы знали, что существуют методы, позволяющие "декодировать" ваш мозг и расшифровать то, что вы видите, слышите, чувствуете, что вы помните и о чем мечтаете? Работы по декодирвоанию мозга стали появляться примерно десять лет назад, когда нейробиологи стали использовать функциональную магнитно-резонансную томографию (fMRI) для исследования активности мозга. Этот метод позволяет определить области мозга, куда подается кислородсодержащая кровь, которая "светится" при сканировании, позволяя определить в каком вокселе (3D пикселе) наблюдается наибольшая мозговая активность при заданном стимуле. Однако, помимо сильных всплесков активности мозга, существуют более тонкие связи, которые стало возможным увидеть только в последнее десятилетие. Именно наличие этих тонких и распределенных нейронных связей сильно затрудняло исследование мозга ранее.
Группа профессора Gallant из Беркли (Калифорния, США) совсем недавно создала так называемый "классификатор шаблонов" - компьютерный алгоритм, который изучает шаблоны мозговой активности связанные с определенным изображением. Это стандартный подход машинного обучения: компьютеру предоставляется набор шаблонов, связанных с изображением обуви, после чего, компьютер в состоянии выявить обувь на других изображениях, ему не известных. Такие исследования позволят изучить мозговую деятельность человека и даже предсказывать его поведение в той или иной ситуации (наш мозг до сих пор очень мало изучен). Уже сейчас Gallant научился предсказывать намерения человека двигаться вправо или влево, изучая активность мозга людей, играющих в компьютерные игры. Основная проблема, возникающая при постановке подобных эспериментов - дифференцировать мысли и намерения, а также уловить низкоинтенсивные сигналы на фоне высокоинтенсивных (другими словами, если вы решаете пойти направо на перекрестке и при этом думаете о мороженном, то ваши эмоции сделают практически невозможным декодировку намерения движения). Но по мнению Gallant, совершенствуя математические алгоритмы, мы постепенно приближаемся к цели извлечь из мозга все мыли и намерения в данную секунду времени.
Некоторые крупные компании уже смотрят в будущее и инвестируют в подобные исследования, чтобы предсказать поведение потребителей по отношению к тому или иному продукту (например, Daimler). Это завораживает и пугает одновременно :)
Ссылка на лабораторию в Беркли, где занимаются декодированием мозга: http://gallantlab.org/index.php/brain-decoding/
Ссылка на одну из статей: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982211009377?via%3Dihub#fig1