Светлая сторона силы: 5 научных открытий февраля

Главной и самой обсуждаемой научной новостью прошлого месяца стало обнаружение гравитационных волн, о которых говорил еще Эйнштейн. Однако этим открытием ученые не ограничились. Новые сведения о Вселенной они раздобыли с помощью созданных на компьютере моделей и снимков телескопа «Хаббл». Исследуя космос, ученые не забывают и о человеке: на Земле они изучают свойства человеческой памяти и не оставляют надежд найти лекарство от рака.

Ученым удалось переписать память мышей

Новая технология под названием «оптогенетика» обещает в будущем дать возможность изменять память живых существ. Исследование возможностей технологии провели ученые из Оксфордского университета. Технология работает так: в мозг живого существа внедряются световоды, которые используются для контроля над мозгом. Затем некоторые клетки генетически модифицируют так, чтобы они реагировали на свет определенной частоты. Это позволяет точечно влиять на работу мозга.

Оптогенетика является весьма многообещающей технологией, и ученые уже сумели использовать ее для эффективного влияния на поведение мышей. Группе грызунов дали возможность «гулять» в двух зонах: с доступным кокаином и без него. Всякий раз мыши, получая выбор, отправлялись туда, где, по их воспоминаниям, можно было раздобыть кокаин.

При этом исследователи заметили, какие именно нейроны «зажигаются» во время совершения выбора, и модифицировали их для того, чтобы те стали вырабатывать фоточувствительные протеины. В следующий раз, когда мыши пришли гулять в кокаиновую зону, ученые с помощью оптики заглушили нейроны, связанные с приятными воспоминаниями от посещения этого места. В последующих экспериментах мыши потеряли интерес к зонам, где можно найти кокаин.

Использование Т-клеток позволило добиться ремиссии у смертельно больных пациентов

Т-клетки – это так называемое «живое лекарство». Пациенту вводят его же антитела, которые подверглись обработке и получили рецепторы определенных раковых клеток. Недавно проведенное исследование показало: у 33 из 35 пациентов с терминальной стадией рака крови началась ремиссия после лечения с использованием Т-клеток. В других группах результативность достигала 80%.

Пока Т-клетки рассматриваются в качестве варианта лечения только на последних стадиях болезни, когда химиотерапия и облучение уже не помогают. Виной тому – чрезвычайно сильные побочные эффекты, которые в некоторых случаях приводили к смерти пациентов. У некоторых пациентов появлялся синдром выброса цитокинов, а также перегрузка защитных клеток. Но, по мнению Стенли Риддела из Исследовательского центра рака Фреда Хатчинсона в Вашингтоне, в будущем тяжелые побочные эффекты от Т-клеток можно будет минимизировать.

Квантовый свет поможет создавать виртуальные сети, неподвластные взлому

Квантовая коммуникация обещает стать новым способом передачи данных, который невозможно будет взломать в принципе. Квантовый интернет может базироваться на «квантовом свете» – передаче отдельных фотонов, которые невозможно измерить, не уничтожив. Этой идее посвящена работа исследователей из Стенфорда, опубликованная в журнале Nature Photonics.

Квантовый свет могут излучать разнообразные современные лазеры, но проблема заключается в том, что при этом лазер излучает еще и большое количество «классического» света, в котором теряется квантовый сигнал. Решение исследователи нашли в технологии, известной еще со времен эпохи радио в1930-х годах. Ученые предлагают определить, на какой частоте находится световой шум. Затем необходимо добавить еще один излучатель, создающий свет на той же частоте, но с другой фазой – так, чтобы дополнительные излучения накладывались на неквантовые и глушили шум. При этом ранее невидимый квантовый свет проявится. Команда ученых уже работает над прототипом, который должен подтвердить их гипотезу.

Среди квинтиллионов планет Земля может оказаться уникальной

Группа ученых из Швеции и США создала новую компьютерную модель Вселенной, с помощью которой доказали, что Земля может быть гораздо более уникальной планетой, чем о ней принято думать.

Исследователи ввели в компьютер все известные данные о законах существования и развития Вселенной и смоделировали ее гипотетическое развитие за 13,8 млрд лет. В итоге программа выдала около 700 квинтиллионов (млн трлн) экзопланет. При этом большинство из них оказались значительно старше Земли.

Если эта модель верна, то во Вселенной существует гораздо больше похожих на Землю планет – сейчас ученым известно около 2000. Но поскольку все они старше Земли, это означает, что если бы на них могла зародиться жизнь, то она бы уже это сделала. И более того, ее формы пошли бы уже значительно дальше в развитии, чем земные. Но поскольку человечество до сих пор не встретило этих внеземных форм жизни, ученые предположили, что их, скорее всего не существует. А условия на Земле гораздо уникальнее, чем многие считают.

Впрочем, поскольку ученые использовали только известные данные, не исключено, что в будущем будут совершены открытия, которые изменят этот прогноз.

В сердце одной из самых ярких галактик лежит «спящая» черная дыра

На недавно опубликованных NASA снимках галактики NGC 4889, сделанных телескопом «Хаббл», ученые обнаружили огромную черную дыру. Ее масса больше массы Солнца в 21 млрд раз, а диаметр горизонта событий – поверхности, силу гравитации которой не может преодолеть свет, – составляет примерно 130 млрд км, что в 15 раз больше орбиты Нептуна вокруг Солнца. Для сравнения – масса черной дыры, расположенной в центре нашей галактики, по оценкам ученых, больше массы Солнца в 4 млн раз.

Сейчас обнаруженная черная дыра находится в состоянии покоя, и в пространстве вокруг нее формируются новые звезды. Однако когда она была действующей, ее классифицировали как квазар – небесное тело, излучающее огромную энергию. Обнаружение дыры именно в стадии покоя позволит исследователям получить новые данные о квазарах, довольно плохо изученных объектах, а также о процессах их формирования на ранних стадиях развития Вселенной.

Андрей Свиридовский