Тело человека излучает слабый видимый свет

24 июля 2009 http://www.membrana.ru/lenta/?9492

Оказывается, человеческое тело тоже испускает видимый свет, только он настолько слаб, что засечь его можно исключительно в темноте. Именно этим и занялись учёные из нескольких японских университетов.
Считается, что абсолютно все живые существа излучают свет, интенсивность которого меняется в течение дня. Виной тому биохимические процессы, происходящие в организме.
Излучение происходит в разных диапазонах длин волн. Например, тепло тела определяет появление невидимого для Homosapiens инфракрасного свечения. Но кроме того, человеческое тело испускает и видимый свет, который, правда, в тысячи раз слабее чувствительности наших глаз. (Эволюция зрения человека еще не закончилась. Когда оно разовьется в полной мере, то в поле нашего видения войдут инфракрасное и ультрафиолетовое излучение и многое невидимое сегодня станет видимым – примечание автора )

Однако, если вооружиться различной аппаратурой, можно зарегистрировать и видимый свет. Японские учёные использовали необычайно чувствительные камеры, способные улавливать даже отдельные фотоны, и посмотрели на человеческое тело в полной темноте.
Точнее, они попросили пятерых здоровых мужчин в возрасте около 20 лет приходить в специально оборудованную комнату каждые три часа (с 10 часов утра до 10 вечера). Добровольцы раздевались до пояса и вставали перед теми самыми камерами, в таком положении они каждый раз проводили около 20 минут. Исследование проводилось три дня.
Выяснилось, что слабое свечение тела возрастало и падало в течение дня. Минимум приходился на 10 часов утра, а максимум — на 4 дня (после чего снова начинался спад интенсивности).
Исследователи посчитали, что сила испускаемого видимого света зависит от биологических ритмов, от метаболических процессов, происходящих в организме в течение суток.
Учёные также заметили, что лицо светится сильнее, чем остальное тело. Вероятно, это обусловлено тем, что лицо более загорелое (так как гораздо больше находится на солнце). Известно, что пигмент меланин, вырабатываемый кожей в ответ на солнечное излучение, имеет в своём составе флуоресцентные компоненты. Они, скорее всего, и усиливают свечение лица.

Один из авторов работы Хитоси Окамура (Hitoshi Okamura) из университета Киото считает, что в будущем такие камеры смогут по ослаблению свечения диагностировать различные нарушения обменных процессов (если удастся создать некую среднестатистическую картинку, которая бы характеризовала норму).
"Если есть возможность увидеть мерцание поверхности тела, получится определить и состояние всего организма", — вторит ему другой исследователь Масаки Кобаяси (Masaki Kobayashi) из технологического института Тохоку в Сэндай (Tohoku Institute of Technology in Sendai).

О своих достижениях учёные отчитались в журнале PLoS ONE.

____________________________________________________________________________

Strange! Humans Glow in Visible Light

 
http://www.livescience.com/health/090722-body-glow.html
Charles Q. Choi
Special to LiveScience
LiveScience.com charles Q. Choi
special To Livescience
livescience.com – Wed Jul 22, 10:32 am ET
The human body literally glows, emitting a visible light in extremely small quantities at levels that rise and fall with the day, scientists now reveal.
Past research has shown that the body emits visible light, 1,000 times less intense than the levels to which our naked eyes are sensitive. In fact, virtually all living creatures emit very weak light, which is thought to be a byproduct of biochemical reactions involving free radicals.
(This visible light differs from the infrared radiation - an invisible form of light - that comes from body heat.)
To learn more about this faint visible light, scientists in Japan employed extraordinarily sensitive cameras capable of detecting single photons. Five healthy male volunteers in their 20s were placed bare-chested in front of the cameras in complete darkness in light-tight rooms for 20 minutes every three hours from 10 a.m. to 10 p.m. for three days.
The researchers found the body glow rose and fell over the day, with its lowest point at 10 a.m. and its peak at 4 p.m., dropping gradually after that. These findings suggest there is light emission linked to our body clocks, most likely due to how our metabolic rhythms fluctuate over the course of the day.
Faces glowed more than the rest of the body. This might be because faces are more tanned than the rest of the body, since they get more exposure to sunlight - the pigment behind skin color, melanin, has fluorescent components that could enhance the body's miniscule light production.
Since this faint light is linked with the body's metabolism, this finding suggests cameras that can spot the weak emissions could help spot medical conditions, said researcher Hitoshi Okamura, a circadian biologist at Kyoto University in Japan.
"If you can see the glimmer from the body's surface, you could see the whole body condition," said researcher Masaki Kobayashi, a biomedical photonics specialist at the Tohoku Institute of Technology in Sendai, Japan.
The scientists detailed their findings online July 16 in the journal PLoS ONE.

• 5 Myths About the Male Body
• 5 Myths About Women's Bodies
• The Enduring Mysteries of Light

• Original Story: Strange! Humans Glow in Visible Light

LiveScience.com chronicles the daily advances and innovations made in science and technology. We take on the misconceptions that often pop up around scientific discoveries and deliver short, provocative explanations with a certain wit and style. Check out our science videos, Trivia & Quizzes and Top 10s. Join our community to debate hot-button issues like stem cells, climate change and evolution. You can also sign up for free newsletters, register for RSS feeds and get cool gadgets at the LiveScience Store.

_______________________________________________________________________

Странности в биологии встречаются часто. То есть природа, конечно, не глупа, и если уж что-то придумала, то наверняка неспроста. Но человеку (даже долго занимающемуся наукой) подчас трудно логически объяснить наблюдаемое явление. К примеру, зачем коралловым рыбам красное свечение, если воды океана не пропускают красный свет на глубину, на которой они обитают? А ведь понадобилось зачем-то!
Группа учёных из университета Тюбингена (Universität Tübingen) впервые описала целых 32 существа из 16 родов, способных светиться красным на глубине более 10 метров, то есть там, где красная составляющая дневного света практически полностью поглощается и остаются доминировать голубой и зелёный цвета.
Профессор зоологии Нико Михильс (Nico Michiels), как и многие его коллеги, считал, что большая часть рыб, кораллов, червей и прочих животных, принадлежащие рифовой экосистеме, не способны испускать красное свечение. Но в отличие от остальных учёных он однажды решил проверить, так ли это на самом деле.

Поясним: морская вода с увеличением глубины быстро поглощает свет с длиной волны больше 600 нанометров. Соответственно, и большинство рыб, которые проживают на глубине больше 10 метров, видят в основном в голубом и зелёном свете. Зачем им фоторецепторы, улавливающие красный свет, если его просто не существует в их среде обитания?
Именно так рассуждали ранее все биологи, изучающие коралловые рифы, вполне, казалось бы, резонно считая, что красный свет здесь является бесполезным.
Но Михильс обратил внимание на тот факт, что многие рифовые животные всё же способны испускать красное свечение сами.
Зачем? В своей статье, вышедшей в журнале BMC Ecology, авторы работы предполагают, что данная способность делает их особенно заметными (контрастными) на фоне, в котором нет подобных красок.

В 2007-м Нико опустился с аквалангом в воды одного из мангровых заливов Красного моря близ Египта. С собой он прихватил специальную маску, которая отфильтровывала весь свет, кроме красной его составляющей.
По мере спуска всё глубже и глубже Михильс по сути искусственно терял зрение. Однако не всё в подводном мире осталось для него чёрным. Поначалу зоолог заметил красную флуоресцентную окантовку глаза одной рыбки, потом красный "пляшущий" плавник другой…
Позже в лабораторных условиях с помощью специальных спектрометрических приборов зоологи установили, что рыба-игла, троепёр, морская собачка, бычок, а также кораллы, полихеты, морские лилии и некоторые губки способны на так называемую биолюминесценцию. Особые вещества на поверхности их тел ловят свет других длин волн и преобразуют в нужный именно этому виду цвет.

Биологи выяснили, что этими соединениями являются кристаллы гуанина, хотя ранее их считали ответственными только за серебристую (а также радужную переливающуюся) окраску чешуи рыб.
Кроме того, у одной из рыбок бычков (Eviotapellucida) биологи также обнаружили способность не только воспроизводить, но и видеть красную флуоресценцию (у представителей своего вида). Правда, только на небольшом расстоянии.

Предыдущие исследования показали, что рыбы-иглы тоже способны воспринимать красный свет. Другие же виды рифовых рыб остались без внимания со стороны зоологов. Как утверждает Нико, никто даже не пытался детально исследовать их визуальные возможности. Впрочем, это не так удивительно, если вспомнить, что учёные и сами признают – океан изучен не намного лучше космоса.

Михильс и его коллеги подошли к этому вопросу со всей серьёзностью. Изучив один из рифов, они пришли к выводу, что красная флуоресценция необходима мелким рыбам для общения и спаривания. Они часто живут большими колониями. Использование специфических сигналов для общения и ухаживания за другими особями может быть очень важным для них. А с учётом того, что такой вид коммуникации действует лишь на небольшом расстоянии, можно считать его практически приватным (другие всё равно не заметят).

Кстати, мы совсем недавно рассказывали о том, как другие учёные показали, что окраска играет важную роль в жизни морских обитателей.
Почему ничего подобного не было обнаружено ранее? Данная группа биологов предполагает – всё дело в том, что обнаружением и изучением флуоресценции исследователи и просто любопытствующие дайверы обычно занимаются ночью при свете мощных ультрафиолетовых ламп. Они позволяют увидеть зелёную и голубую флуоресценцию, но красная на их фоне практически теряется, так как она заметно ниже по интенсивности. Есть и ещё один немаловажный фактор: по ночам многие рыбы просто-напросто прячутся среди кораллов.

Именно изучением поведения красных флуоресцентных рыб собирается заняться группа Михильса в ближайшем будущем.
Даст ли новая фаза исследования ответы на нынешние вопросы или же, как это часто бывает, поднимет ещё много новых?

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Эволюция может диктоваться зрением

3 октября 2008 http://www.membrana.ru/lenta/?8688

Считается, что человек есть то, что он о себе думает. Однако это может быть правдой лишь отчасти: африканские рыбы убедили учёных – внешний вид особи может меняться в зависимости от того, что и как она видит.
Классическая эволюционная теория в общем случае объясняет появление двух новых видов "на базе" единого предка разделением популяций – адаптация к внешним условиям у каждой изолированной группы происходит по-своему.
Международная группа исследователей под руководством Оле Зехаузена (Ole Seehausen) из университета Берна (Universität Bern) в ходе наблюдений за рыбками вида Pundamilia на озере Виктория столкнулась с чем-то совершенно противоположным: особи, обитающие в одном водоёме, мутировали в зависимости от визуальных сенсорных сигналов. От наблюдаемой картинки, другими словами.
Отчёт об этой работе опубликован в журнале Nature.
В самых, пожалуй, известных водах Африки живёт около 500 видов цихлид (Cichlidae). Это такие симпатичные представители отряда окунеобразных, и среди них — Pundamilia. Столь буйное разнообразие подвигло биологов-эволюционистов на детальное исследование местной ихтиологической живности. И они не прогадали.
Оказалось, что рыбы различных цветов появляются в результате влияния освещения – то есть того, что они видят. Дело в том, что в зависимости от глубины или участка озера прозрачность и освещённость воды могут варьироваться. Это, в свою очередь, заставляет некоторых цихлид изменять свой внешний вид.

В ходе предыдущих исследований уже было обнаружено, что существуют определённые гены, ответственные за "настройку" зрения рыб на определённый цвет.
Группе доктора Зехаузена впервые удалось показать, что те из Pundamilia, которые специфическим образом реагируют на красный или синий цвет, как бы очерчивают свои территориальные воды – по глубине или прозрачности – и спариваются с соответствующими партнёрами.
"Существует устойчивая взаимосвязь между "визуальным" геном и цветом рыб", — резюмирует швейцарский учёный.
По мнению доктора Дженни Бауман (Jenny Boughman) из университета Висконсина-Мэдисона (University of Wisconsin-Madison), полученные результаты подтверждают возможность мутаций в зависимости от получаемой визуальной информации, однако для окончательных выводов предстоит провести ещё ряд исследований.

________________________________________________________________________________

Древний афоризм "Энергия следует за мыслью" блестяще подтверждает создание современными учеными "Лампы из Принстона"

Лампа из Принстона чувствует мысли через квантовую вероятность

4 мая 2009

http://www.membrana.ru/articles/inventions/2009/05/04/195700.html

Создатели этого устройства и сами не знают — как в точности оно работает. Да и работает ли. И всё же вещица эта интригует. То, что поначалу кажется околонаучной "шуткой", может обернуться проникновением человека к берегам неизведанного мира. Мира, черты которого можно увидеть в трудах Вернадского и Тейяра де Шардена.

Мы уже серийные настольные игры с чтением мыслей видели. А уж лабораторных опытов не счесть. Да только есть одно отличие. Во всех прежних примерах используется какая-либо технология фиксации мозговых процессов (биотоки, сила кровотока в коре и так далее): датчики ЭЭГ, магнитная томография или иные виды сканеров. Показания приборов интерпретирует компьютер, а дальше – дело техники. Это и называют "чтением мысли".

Но в Mind Lamp ничего такого нет. Никакие сенсоры мозговые волны не анализируют, никакие микросхемы мыслительные "паттерны" не расшифровывают. Сам светильник устроен так, что на его работу (по идее) может влиять человеческая мысль.

Невероятно? Кажется, да. Тут-то мы должны окунуться в историю лампы. И Принстон появляется в ней вовсе не потому, что это место прописки Psyleron. История Mind Lamp начинается задолго до создания этой фирмы.

Почти 30 лет в школе инжиниринга и прикладных наук Принстонского университета проработала лаборатория исследования аномальных явлений (Princeton Engineering Anomalies Research — PEAR), возглавляемая профессором Робертом Яном (Robert G. Jahn).

Закрыта она была в 2007 году, но, исчезнув юридически, де-факто осталась жива, поскольку члены её команды и ныне продолжают линию экспериментов, придуманных некогда в PEAR, только уже в других лабораториях, компаниях и группах. Psyleron стала лишь одним из нескольких порождений PEAR, но об этом – позже.

А начиналось всё со сравнительно простых опытов, в которых учёные пытались выявить эффект воздействия мысли на материальные объекты. И вроде бы выявили, хотя заявление это может вызвать возмущение и недоверие со стороны приверженцев "строгой науки".

Скажем, Роберт и его коллеги построили специфический пинбол. А точнее, этот аппарат назывался "Случайный механический каскад" (Random Mechanical Cascade). Девять тысяч пластиковых шариков высыпались сверху на матрицу из 330 стержней, которые заставляли шарики отскакивать вправо и влево. Внизу под этим набором размещались 19 корзин, в которые все шарики и попадали.

Поскольку после падения шарика точно на стержень вероятность его отскока вправо и влево составляет 50%, после прохождения нескольких рядов каждый шарик попадал в ту или иную корзину совершенно непредсказуемым образом.

Но то — один. А для тысяч шариков в целом уже действовали законы теории вероятности: всё население распределялось между корзин по гауссиане.

Но вот в опыт ввели новый "элемент" — наблюдатель, смотрящий на каскад, должен был мысленно желать попадания шариков скорее вправо, чем влево (или напротив – скорее влево, нежели вправо). И что же?

После проведения 3393 опытов с 25 "операторами" принстонские учёные выявили, что кривые распределения шариков действительно сдвигаются, хотя и не всегда и очень немного. Но сдвиг этот, как показали строгие расчёты, был всё же более существенным, чем могло бы следовать из "чистой случайности".

В следующих опытах специалисты из Принстона воспользовались генераторами случайных событий (random event generator — REG), основанными на квантовом туннелировании электронов.

Электрон, он ведь как тот рабочий из анекдота – может копать, а может и не копать. То бишь он может туннелировать сквозь энергетический барьер, а может и не сделать этого.

Данный процесс носит вероятностный характер и потому, когда служит базовым источником "неопределённости" в специальной электронной схеме, может предоставлять просто "первосортный" белый шум, переводимый схемой в набор совершенно случайных чисел.

Эти прыжки электронов учёные представили в виде графика изменения вероятности перехода во времени. Сама эта вероятность постоянно колеблется вокруг значения 0,5.

Но это – "по науке". А на практике оказалось, что мысленное желание экспериментатора сместить кривую вверх или вниз корректировало хаотичные процессы туннелирования в ту или иную сторону, и опять-таки на величину, которая превышала возможный "по чистой случайности" сдвиг.

Каким образом осуществлялась связь между мозгом экспериментатора и REG – принстонские учёные так и не выяснили. Скромно охарактеризовав это явление как "неизвестное взаимодействие", авторы опытов пошли дальше.

Ещё задолго до закрытия PEAR выходцы из неё основали Международную лабораторию исследования разума (International Consciousness Research Laboratories — ICRL), которую возглавил всё тот же Роберт Ян. ICRL продолжила опыты по взаимодействию сознания человека и материальных объектов.

Ещё один учёный из PEAR – Роджер Нельсон (Roger D. Nelson) – запустил длительный проект Global Consciousness, в котором при помощи сети генераторов REG, расположенных на разных континентах, попробовал уловить "дыхание" некоего всемирного разума, бессознательно формируемого всеми людьми.

Что это может быть такое и как "оно" работает (если существует) – Роджер сказать не готов. Его интересует в первую очередь экспериментальная сторона вопроса. Научный подход в чистом виде.

Энное число REG соединено с сервером проекта через Интернет. В идеале общий усреднённый показатель этих приборов (число, описывающее туннелирование электронов) должен хорошо соответствовать законам физики. REG выдавали 200-битные случайные числа раз в секунду, где в каждом разряде 0 означал, что нет перехода, 1 – есть переход. Машина подсчитывала число единиц. По теории вероятности в большом числе испытаний оно должно составлять 100.

Однако оказалось, что оно зависит от мира людей. Так, на "самописцах проекта" отпечатались отклонения от статистической погрешности в переходах во время похорон принцессы Дианы и ряда других событий, горячо переживаемых большими массами, вроде инаугурации Обамы или недавнего землетрясения в Италии.

Более того, открылись небольшие сдвиги с суточным ритмом: часть приборов, расположенных в одних часовых поясах, показывала приближение светового дня и пробуждение людей.

Что связывало все эти сознания и легированные полупроводниковые переходы в недрах генераторов?

Не знают ответ на этот вопрос и другие исследователи из бывшей PEAR, основавшие Psyleron и придумавшие "Мысленную лампу".

Можно лишь спекулятивно рассуждать, что некое преобразование информации в виде сигналов в нейронах влияет, допустим, на энтропию в данной области пространства, а это влияние, в свою очередь, чуть меняет вероятность случайных процессов, описываемых квантовыми законами.

В общем, когда некий объект (электрон в специальном полупроводниковом приборе) "балансирует на острие лезвия", нечто таинственное, сопровождающее процесс мышления человека, может столкнуть его в ту или иную сторону.

Тот же Нельсон пишет по этому поводу так: "Есть моменты, когда мы разделяем с другими специальное, полностью взаимосвязанное сознание. Когда нас волнует прекрасная музыка или закат, или когда мы влюбляемся. Это состояние подлинного смешения редко. И когда такой опыт уходит в прошлое, наши образованные личности отклоняют мысль, что знали эту глубокую связь.

Тем не менее остаётся подозрение, что она существует не только внутри нашей головы. Мы знаем, на каком-то уровне, что мы не изолированы, но взаимозависимы. И если мы подумаем о продлении этого потенциала в мир, полный живых существ, у нас есть основа для модели глобального сознания. Может быть, такого, какое описывал Тейяр де Шарден…"

Таким образом, Global Consciousness, равно как и курьёзная с виду многоцветная лампа, – это не столько развлечение учёных, сколько приглашение к диалогу, к рассуждению о возможной правоте Вернадского, к обсуждению постепенного взращивания ноосферы и давней идеи влияния мысли на материю.

За этим же проглядывает и фантастическая Связующая Бездна Дэна Симмонса, некое ментальное гиперпространство, хранилище воспоминаний всех когда-либо живших разумов, кажущееся сверхъестественным, но являющееся столь же обычной составной частью Вселенной, как трёхмерное пространство, звёзды и планеты.

А отсюда — один шаг до Шарденовской эволюции человечества к "точке Омега" – через дух Земли к Богу. Такие философские мысли можно найти в подмигивании скромного настольного светильника.

_______________________________________________________________________________________________

Американским исследователям впервые удалось установить механизм влияния

11-летнего цикла солнечной активности на земной климат.

18 Июля 09 http://energyland.info/news-show-29024
Об этом сообщается в пресс-релизе на сайте Национального научного общества США, которое финансировало исследования.
Достаточно давно ученые предполагали, что солнечная активность способна влиять не только на магнитное поле Земли, но и на климат планеты, однако, обнаружить конкретные механизмы не удавалось. В рамках новой работы климатологи построили две компьютерные модели взаимодействия атмосферы и солнечного излучения и провели анализ изменения температуры океанической воды с 1890 по 2006 годы.
Раньше ученым уже было известно, что во время солнечного цикла, количество энергии, излучаемой светилом, меняется в пределах 0,1 процента от среднего значения. Ученым удалось установить, что этого небольшого изменения оказывается вполне достаточно. Так, в течение нескольких лет интенсивной солнечной активности Солнце прогревает некоторые тропические и субтропические регионы Тихого океана сильнее обычного. В результате испаряется больше воды, что приводит к усилению дождей в западной части данного океана.
Это, в свою очередь, приводит к интенсификации всего круговорота воды в данном регионе. На востоке Тихого океана происходит усиление ветров, которые переносят облака в западную часть. Таким образом, в данном регионе возникает климатическая аномалия, аналогичная знаменитой Ла-Нинье - температура поверхности океана в течение длительного промежутка времени оказывается ниже обычного (в данном случае примерно на 0,5-1 градус по Цельсию).
Затем, по словам исследователей, спустя 1-2 года течения сменяют холодную воду на более теплую. В результате возникает аналог Эль-Ниньи, который характеризуется температурой воды выше среднего.
Следующим этапом в работе ученых должны стать длительные наблюдения за изменением климата, которые позволят подтвердить или опровергнуть выводы, сделанные при помощи компьютерной модели. Кроме этого новые наблюдения должны прояснить, какие конкретно погодные изменения несет изменение температуры воды: модель ученых оказалась неспособна предсказать подобные детали.
Совсем недавно Национальное управление океанических и атмосферных исследований США официально объявило, что в Тихом океане появился Эль-Ниньо. Среди его возможных погодных эффектов называют суровые зимы в Калифорнии, сопровождающиеся снежными бурями, и засуху в Индонезии, сообщает Lenta.ru.

____________________________________________________

Скрещивание информационных технологий с химией и физикой дало любопытный результат. Учёные передали кодированную цифровую информацию необычным способом: при помощи света, но без применения каких-либо электронных чипов и даже источников питания. Прекрасное дополнение к будущим логическим схемам без электроники.
Небольшая полоска "бумаги", спичка – и вот уже яркий бегущий огонёк сжигает образец. Происходит это быстро, так что трудно заметить в пламени что-либо необычное. Между тем сгоревший "реквизит" успел отправить "в эфир" небольшой текст.
Результаты такого необычного эксперимента изложила в PNAS группа учёных во главе с Джорждем Уайтсайдесом (George Whitesides) из Гарварда, в неё входили также специалисты из университета Тафтса (Tufts University) и агентства по передовым оборонным исследованиям Пентагона DARPA.

Секрет передачи информации, конечно, заключается в самой полоске, которую исследователи называли инфофитиль (infofuse). Придумал его Сэмюэль Томас (Samuel Thomas III), работая над проектом в лаборатории Уайтсайдеса (Whitesides Research Group).
В основе фитиля — ярко сгорающая полоска из нитроцеллюлозы (температура пламени – тысяча градусов Цельсия). На ней расположены невидимые глазу небольшие участки, покрытые солями различных металлов высокой чистоты.
По мере сгорания активируются химические реакции с участием их ионов, и полоска испускает свет с различными длинами волн в зависимости от состава того или иного участка.

Специальная схема шифрования позволила экспериментаторам закодировать в пламени весь алфавит, все цифры и несколько знаков препинания, чего было достаточно для составления посланий.
Принцип шифрования таков: на каждый символ приходятся два так называемых импульса. В каждом из них – три соседствующих участка, представляющих три металла (это были литий, рубидий и цезий, но можно применять другие тройки).
Соль металла можно нанести на данный участок, или вместо неё может быть оставлен пробел.
Соответственно, вспышка на фиксированной частоте излучения означает бинарную единицу, пауза – ноль. Всех возможных комбинаций, то есть двоичных шестиразрядных чисел, более чем достаточно, чтобы закодировать всё что требуется.

Скорость сгорания инфофитиля составила примерно 3-4 сантиметра в секунду. "Примерно", поскольку авторы опыта сделали несколько образцов этих полосок, различающихся размерами. Ширина закодированных участков была такова, что вспышки следовали с частотой от 5 до 20 герц.
Чтобы их расшифровать, новаторы применили набор из фильтров, линз, дихроичных зеркал и фотодетекторов, подключённых к компьютеру. Параллельно сгорание полосок снималось на высокоскоростную (1000 кадров в секунду) цветную камеру.
Закодировав таким способом последовательность букв, учёные передали при помощи одного из своих фитилей фразу "Смотри мама, без электричества" (Look Mom, No Electricity), на что ушло менее 4 секунд горения фитиля.
В принципе, данная технология способна передавать и куда более ёмкие послания, даже без увеличения длины инфофитиля. Применение чувствительных спектрографов или более сложной системы фильтров и зеркал приведёт к расширению списка применяемых одновременно металлов, а значит – поможет усложнить код.
Только представьте, что разрешение такой "съёмки" позволит надёжно идентифицировать излучение от меди, бария, натрия, лития, стронция, кальция, калия, рубидия и цезия… Да и частоту вспышек можно увеличить.

Авторы системы называют данную область науки инфохимией. "Клетки общаются с помощью химических сигналов, и мы заинтересованы в сокращении разрыва между такого рода химическими системами связи и цифровой связью, на которой основана наша техническая инфраструктура", — поясняет Томас важность разработки. А Уайтсайдес добавляет: "Опыт свидетельствует о возможности прямого бинарного химического кодирования и передачи полезной информации, причём без батареи".
Исследователи надеются, что их прототип поможет построить системы, пересылающие информацию в тяжёлых условиях, в которых электроника и батареи не работают. А на такой базе можно создавать необычные датчики окружающей среды и другие устройства.
Но что будет от них толку, если не получится выявить зашифрованное послание на большом расстоянии?
В данных опытах дистанция между полоской вспыхивающего полимера и детекторами в основном составляла пару метров, но учёные продемонстрировали, что могут надёжно идентифицировать свои послания с расстояния в 30 метров даже при ярком дневном свете. Да и 300 метров – возможны, утверждают экспериментаторы. При этом масса солей в "пятнышках" составляла по 200 пикограммов (полоски наносились как микропипеткой, так и струйным принтером).
Причина такой устойчивости передачи – превосходное отношение сигнал/шум, то есть чёткое отличие на спектре пиков, происходящих от самой нитроцеллюлозы и от "кодирующих" буквы и цифры металлов.

А ведь неиспользованными остаются ещё дополнительные "измерения" кодирования, радуются исследователи: при помощи вариации ширины полосок и массы солей в каждой из них, то есть яркости узкочастотной вспышки (наложенной на обычное пламя от полоски) и её продолжительности.
По словам Томаса, группа работает над удлинением инфофитилей и вкладыванием в них более сложных посланий, которые к тому же можно будет расшифровывать с большей дистанции.
К примеру, "цифровыми" могут стать сигнальные ракеты, запускаемые в небо во время бедствия. Вместо простого обозначения места крушения последовательность вспышек может нести сведения о корабле (лодке, человеке), пославшем сигнал. Эту информацию мог бы прочесть несложный прибор на самолёте спасателей.
А ведь без применения электроники ещё можно выстраивать и не слишком сложные логические схемы, полагаясь лишь на "умные" цепочки химических или даже биохимических реакций.
Мысленно соединим такие схемы с цифровыми фитилями. Получится аппаратура, способная собирать информацию из окружающей среды и передавать результаты анализа на большое расстояние. Без микросхем. Без радиопередатчиков. Без батареек. Заманчиво?

_______________________________________

Биологи показали эволюцию в действии на примере цветов
http://www.membrana.ru/lenta/?9429

1 июля 2009

Скотт Ходжес (Scott A. Hodges), профессор экологии и эволюции из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (University of California, Santa Barbara) и его коллеги провели подробный филогенетический анализ популяции цветков рода Водосбор (Aquilegia) в Северной Америке и обнаружили корреляцию между генетическими особенностями растений, их цветом и главными опылителями.
По мнению авторов работы, полученные закономерности являются хорошим примером адаптивной радиации, а по сути — дивергенции по Дарвину.
Различные виды Aquilegia в Северной Америке отличаются, среди прочего, окраской цветка. Учёные показали, что по мере смещения той или иной популяции от опыления при помощи колибри к опылению силами сумеречных бабочек происходила и перемена цвета водосбора — от красного он "смещался" к белому или жёлтому (да ещё присутствовал и синий вариант). Причём биологи специально выяснили (на опыте), что данные бабочки предпочитают именно бледные цвета, в то время как красный — мил крохотным птичкам.

Смена цвета на протяжении поколений (по мере распространения рода Aquilegia по Северной Америке) происходила в результате естественного отбора, — объясняет Ходжес. — Таким образом и осуществлялось приспособление цветков к смене условий (смене опылителей), что наглядно и в который уже раз демонстрирует правоту идей Дарвина.
Но главное — авторы исследования провели тщательный анализ генов множества разновидностей Aquilegia, построив родственное древо этих цветов и выявив те гены, что влияют на синтез пигментов-антоцианинов — их состава и количества (вплоть до полной потери). Таковых генов оказалось 34 штуки, причём некоторые присутствовали в геноме растений в единственном экземпляре, а потому, пишут учёные в своей статье в PNAS, ключами для эволюции цвета цветков должны быть изменения в экспрессии данных генов.

Американские исследователи, основываясь на генетических "подписях", говорят, что в Северной Америке переход различных разновидностей водосборов от красного к жёлтому или белому цвету происходил пять раз.
Скотт полагает, что полученная база данных по генам Aquilegia пригодится и ему и другим учёным в последующих исследованиях данного рода растений, способных пролить свет на генетические механизмы эволюции живого.

Мозг умеет менять свою ДНК

http://www.gzt.ru/topnews/science/257748.html
В развивающемся мозге клетки претерпевают ряд генетических модификаций. Это, как считают ученые, может быть одной из причин того, что даже у однояйцевых близнецов мозг уникален.
Клетки мозга генетически разнородны. Нейробиологи и генетики из США и Испании, предлагают уникальное объяснение природы личности человека. Работа ученых кардинально меняет многие из устоявшихся представлений.
Исследователи, опубликовавшие в журнале Nature свою статью, сделали открытие, которое противоречит большинству учебников физиологии и общей биологии. Раньше считалось, что все клетки человека несут один и тот же набор генов. Сегодня ученые обнаружили прямо противоположное: клетки, из которых формируется головной мозг человека, подвергаются в ходе своего развития генетическим модификациям и их ДНК вовсе не одинакова.

Химерный мозг

Химера

Химера – мифическое чудовище, составленное из разных животных – льва, козы и дракона. Химерными организмами биологи называют такие, которые несут в себе генетически разнородные клетки.
О том, что тело человека может состоять из клеток с разными генетическими наборами, ученые знали и раньше. Например, летом 2009 года появилось сообщение о том, что человеческая кровь иногда несет не такую ДНК, какая находится в других тканях. Знали исследователи и о том, что какое-то количество клеток матери может попасть в организм ребенка: большинство людей по этой причине также «химерны».
Группе во главе с Фредом Гейджем удалось открыть кое-что иное. Во-первых, ученые выявили генетическое разнообразие в мозге и, во-вторых, показали, что случайно попавшие в организм клетки матери тут ни при чем. Фред Гейдж и его коллеги открыли механизм, который меняет геном будущих нервных клеток. Судя по результатам исследования, эти изменения играют очень важную роль в работе мозга.

Прыжки по ДНК

Образно выражаясь, геном человека можно представить в виде нескольких десятков книг, каждая из которых – одна хромосома и в каждую из которых входит около 20 тысяч глав, генов. Каждая глава описывает, как синтезировать определенную молекулу, В итоге по этим инструкциям клетки организма собирают все необходимое для жизни. Набор глав (генов) уникален и, как считали когда-то биологи, раз и навсегда зафиксирован сразу после оплодотворения яйцеклетки. Кто-то получает генетические инструкции по синтезу большого количества меланоцитов в коже (тогда кожа становится темной), кто-то – набор ферментов для более эффективного расщепления молочного сахара (это позволяет усваивать молоко), а кому-то не повезет и в одной из «глав» будет описан белок, наличие которого приведет к повышенному риску развития ожирения.
Эти инструкции оставались незыблемыми недолго. Биологи же выявили так называемые ретротранспозоны – куски ДНК, способные самостоятельно перемещаться с места на место. В книжной аналогии это выглядело бы так, как если бы часть текста внезапно переместилась из начала книги в середину или даже в конец, что существенно влияет на общий смысл происходящего в книге, точнее, в жизни. У кукурузы, например, такие прыжки транспозонов по ДНК приводят к изменению окраски отдельных зерен.

Разноцветные зерна этой кукурузы - следствие того, что фрагменты ДНК растения "прыгали" с места на место. W.P.Armstrong 2000; фото с сайта waynesword.palomar.edu
Еще не так давно считалось, что около 600 тысяч копий ретротранспозонов в организме человека серьезного влияния на такую деликатную сферу, как работа мозга, не оказывает. Это мнение теперь признано ошибочным.

Перемена свершится не в умах, но в генах

Экспериментируя с клетками человеческого мозга, ученые выяснили, что перемещения фрагментов ДНК, ретротранспозонов, происходят и в них. Продемонстрировать этот эффект было непросто: исследователям пришлось поместить в ДНК специальную метку, которая активировалась только при копировании и вставке ретротранспозона и при этом запускала синтез флуоресцентного белка.

Не мыши. Люди!

Важно отметить, что эта работа проведена на человеческих, а не на мышиных или крысиных клетках. Получение человеческих клеточных культур сложнее и связано с большим числом этических ограничений, но зато и результаты получаются намного приближенными к людям.
Наличие флуоресцирующих зеленых меток в выращенных культурах клеток позволило не только подтвердить гипотезу об изменчивости ДНК в головном мозге. Ученые попутно установили, что эти изменения затрагивают именно нейроны, а не клетки, играющие вспомогательную роль и обеспечивающие нейроны питанием. Кроме того, удалось показать и то, что период активности ретротранспозонов длится всего несколько суток – это тоже стало открытием.
Таким образом, если в развивающемся организме на какое-то очень короткое по сравнению с полным сроком беременности время включается механизм, обеспечивающий генетическое разнообразие, то это означает, что такое включение не случайно. Возможно, именно таким образом обеспечивается человеческая (да и не только) индивидуальность, ведь даже у близнецов с изначально одинаковой ДНК мозг построен из генетически разнородных клеток.

____________________________________________________________________________________________

Физики научились хранить свет в виде звука

http://lenta.ru/news/2007/12/17/light/
Американские физики научились хранить световые импульсы, превращая их в звуковые волны. Новая технология может использоваться для улучшения работы телекоммуникационных сетей, сообщает портал PhysicsWorld со ссылкой на журнал Science.
В современных сетях информация передается по оптоволокну в виде пакетов световых импульсов. При очень большой нагрузке на сеть, однако, может возникать ситуация, когда два пакета одновременно прибывают к одному узлу. Идеальным решением в таком случае является сохранить один из пакетов на очень короткий промежуток времени, передать другой, а затем передать сохраненный.
Обычно сохраняемый пакет конвертируется в электрический сигнал, который временно сохраняется на микросхеме. При этом, однако, выделяется много энергии, поэтому исследователи ищут способ сохранять световой импульс без перевода его в электричество.
Специалисты из университета Дюка разработали метод, позволяющий конвертировать свет не в электричество, а в звук. Для этого по волокну посылается пакет данных в виде лазерных импульсов длительностью две наносекунды, а навстречу ему - записывающий лазерный импульс длительностью полторы наносекунды. Интерференция импульсов приводит к тому, что почти вся энергия импульса данных передается волокну в виде акустических волн (этот эффект называется рассеянием Мандельштама-Бриллюэна). По сравнению со скоростью света в волокне (около 200 миллионов метров в секунду) скорость звука в нем ничтожно мала (пять тысяч метров в секунду). Пакет сохранен.
Через нужный промежуток времени посылается считывающий импульс (в том же направлении, что и записывающий) длительностью полторы наносекунды. Взаимодействуя с акустическими волнами, которые еще не успели "уйти далеко", сигнал приводит к появлению светового импульса, почти не отличающегося по параметрам от изначального импульса данных и движущегося в том же направлении. Пакет считан.
Длительность промежутка между записывающим и считывающим импульсом (время хранения) удалось довести до 12 наносекунд. В отличие от других методов работы со светом, акустическое хранение не требует сверхнизких температур и не зависит от диапазона длин волн. Для практического применения технологии, однако, ее необходимо усовершенствовать, в частности, научиться сохранять больше импульсов на больший промежуток времени. Исследователи надеются, что им удастся подобрать материал с соответствующими оптико-акустическими характеристиками.
Ссылки по теме
- Stored Light in an Optical Fiber via Stimulated Brillouin Scattering - Science, 14.12.07
- Light is stored as sound - PhysicsWorld, 13.12.07
- В суперкомпьютерах свет заменит провода

___________________________________________________________________________________

С помощью крошечного устройства, работающего подобно игле проигрывателя грампластинок, американские учёные теперь могут слышать звуки, издаваемые белками внутри клеток дрожжей. Уже создан опытный образец инструмента, который позволяет медикам обнаруживать болезни, вроде рака, слушая звуки в телах пациентов.
Об этой работе химиков UCLA мы немного рассказывали в апреле 2004 года, теперь же учёные говорят, что заметно продвинулись.
"Мы уже делаем это с сердцем, — рассказывает профессор биохимии университета Калифорнии (UCLA) Джеймс Джимзевски (James K. Gimzewski). — А если мы сможем то же самое сделать с печенью, почками, селезёнкой? Услышим ли мы, что там творится? Идея сама по себе очаровательная".

Исследователи слушают звуки в клетках, используя атомный силовой микроскоп, но Джимзевски говорит, что в данном случае это — неправильное название прибора: "Это не микроскоп, в котором вы через линзы смотрите на что-то. Я вижу, в некотором смысле, изменения парадигмы. От взгляда на вещи мы идём к тому, чтобы чувствовать их".

Устройство имеет очень острый наконечник, который присоединен к пружине, как игла на проигрывателе.
Когда Джимзевски и его коллеги прикасались иглой к клетке дрожжей, они обнаружили, что мембрана клетки колеблется на слышимой частоте. Когда они пропустили эти вибрации через компьютер, то смогли услышать звуки.
Учёные считают, что звуки издают крошечные "белковые моторы" ("protein motors"), то есть — белки, которые могут перемещать питательные вещества и другие материалы внутри клетки, вибрируя при этом.
В ходе одного из экспериментов исследователи поместили на клетку дрожжей каплю водки — и клетка "закричала". В другом опыте клетку лишили всех питательных веществ. Ответом был "звук смерти", шипение, похожее на шум телевизора, потерявшего сигнал.
В настоящее время исследователи разрабатывают устройство, способное работать с человеческими клетками, которые, как говорит Джимзевски, "больше похожи на воздушные шары" — они слишком мягкие для имеющейся иглы. Поэтому в новом приборе используется лазер.

 

 

 

Литература

Kasimir Malevich by Gilles Neret (Paperback - Jun 2003) MALEVICH IV: THE ARTIST, INFINITY, SUPREMATISM: UNPUBLISHED WRITINGS 1913-33 by Kasimir; Translated By Xenia Hoffman, Edited By Troels Andersen [KASIMIR MALEVICH]. (Paperback - 1978) Painters in the Theater of the European Avant-garde by Linn Garafola, Eric Michaud, Marga Paz, and Giorgio De Chirico (Hardcover - Oct 1, 2001) Minimalisms: A Sign of the Times by Javier Rodriguez Marcos, Anatxu Zabalbeascoa, Tom Johnson, and Rafael Moneo (Paperback - May 1, 2002) Paul Klee: The Nature of Creation/Works 1914-1940 by Robert Kudielka and Bridget Riley (Hardcover - Mar 2002) Paul Klee: His Life and Work by Carolyn Lanchner, O.K. Werckmeister, Ann Temkin, and Jurgen Glaesemer (Hardcover - Jun 2, 2001) Pedagogical Sketchbook by Paul Klee (Paperback - Jun 1968) Dreaming Pictures: Paul Klee (Adventures in Art) by Paul Klee and Juergen von Schemm (Hardcover - Oct 1997) The Diaries of Paul Klee, 1898-1918 by Paul Klee and Felix Klee (editor) (Paperback - Jun 1, 1968) Paul Klee: Hand Puppets (Emanating) by Christine Hopfengart, Osamu Okuda, and Paul Klee (Hardcover - Oct 15, 2006) Paul Klee: Selected by Genius, 1917-1933 (Art Flexi) by Roland Doschka (Paperback - Sep 20, 2007) Paul Klee: The Silence of the Angel by Paul Klee-Silence of the Angel (DVD - Jun 27, 2006) Klee and America by Jenny Anger, Vivian Endicott Barnett, Michael Baumgartner, and Charles Haxthausen (Hardcover - Mar 1, 2006) Concerning the Spiritual in Art by Wassily Kandinsky, Adrian Glew, and Michael Sadler (Hardcover - Jul 1, 2006) Kandinsky, Complete Writings on Art by Wassily Kandinsky, Kenneth Clement Lindsay, and Peter Vergo (Paperback - April 1994) Kandinsky: The Art of Abstraction by Hartwig Fischer and Sean Rainbird (Hardcover - Sep 1, 2006) Masters of Art: Kandinsky (Masters of Art (Harry N. Abrams, Inc.).) by Thomas Messer (Hardcover - Sep 1, 1997) Wassily Kandinsky, 1866-1944: The Journey to Abstraction (Big Art Series) by Ulrike Becks-Malorny (Hardcover - Nov 1999) Filonov: [organise en collaboration avec le Musee russe de Leningrad] by Pavel Nikolaevich Filonov (Unknown Binding - 1990) Pavel Filonov: A Hero and His Fate : Collected Writings on Art and Revolution, 1914-1940 by Pavel Nikolaevich Filonov (Hardcover - Sep 1984) Pavel Filonov. Dnevniki (Hardcover - 2000)

Kasimir Malevich and the Art of Geometry by John Milner (Hardcover - Oct 30, 1996)

Alice A. Bailey, The Problems of Humanity

Alice A. Bailey, Initiation, Human and Solar

Alice A. Bailey, The Reappearance of the Christ

Alice A. Bailey, Letters on Occult Meditation

Alice A. Bailey, The Destiny of the Nations

Alice A. Bailey, The Consciousness of the Atom

Alice A. Bailey, Glamour: A World Problem

Alice A. Bailey, A Treatise on Cosmic Fire

Alice A. Bailey, The Light of the Soul

Alice A. Bailey, Education in the New Age

Alice A. Bailey, From Intellect to Intuition Alice A. Bailey, From Bethlehem to Calvary

Alice A. Bailey, The Externalization of the Hierarchy

Alice A. Bailey, Discipleship in the New Age, Vol. I

Alice A. Bailey, Discipleship in the New Age, Vol. II

Alice A. Bailey, Esoteric Psychology, Vol. I

Alice A. Bailey, Esoteric Psychology, Vol. II

Alice A. Bailey, Esoteric Astrology

Alice A. Bailey, Esoteric Healing

Alice A. Bailey, The Rays and the Initiations

Alice A. Bailey, A Treatise on White Magic