Сверхвысокие Технологии

2022-09-01 12:02:28 РЕДАКТИРОВАНИЕ ФОТО СИЛОЙ МЫСЛИ

Программы по редактированию фотографий продвинулись настолько, что можно побывать где-то на краю света в компании известного человека из прошлого, сидя на любимом диване. Казалось бы, в этой области уже очень сложно чем-то удивить. Но ученые из Финляндии и Дании предполагают, что скоро станет возможным редактирование фото с помощью считывания сигналов мозга. Для этого они проводят нейрофизиологические эксперименты по обучению искусственного интеллекта.

Все началось с того, что тридцати участникам были показаны искусственно созданные лица, в которых нужно было найти определенную семантическую характеристику, такую как “старый” или “улыбающийся”, в то время как их мозговые реакции регистрировались с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ). После сбора необходимых нейрофизиологических данных был проведен эксперимент по моделированию, используя записанные реакции мозга для выполнения семантических преобразований на новых изображениях. В результате уже получается омолаживать изображения, менять на фото цвет волос, различать улыбку. Открыть/Комментировать

2022-08-31 18:01:08 БУДУЩЕЕ НЕ ЗА ГОРАМИ, ОНО В ГЛАЗАХ

Демонстрация первых в истории полнофункциональных интеллектуальных контактных линз с дополненной реальностью прошла в лаборатории Mojo Vision в Калифорнии летом 2022 года. Разработанные линзы интегрируются с пользовательским интерфейсом для создания дополненной реальности, которая может обеспечить доступ к информации, необходимой в течение дня, и при этом остается незаметной. В устройство включен крошечный дисплей microLED размером с песчинку и интеллектуальные датчики, встроенные в линзу, которая также корректирует зрение. Чтобы при любых движениях глаз изображение дополненной реальности оставалось неподвижным, линзы оснащены гироскопом, акселерометром и магнитометром, которые непрерывно контролируют динамику.

Такие разработки могут изменить жизнь слабовидящих людей, упростив им выполнение привычных повседневных задач. Наложенная графика может применяться в этом случае для улучшения изображения объектов реального мира. Как и при использовании очков дополненной реальности, отображаемая информация передается по беспроводной сети со смартфона через небольшое носимое ретрансляционное устройство. Мгновенное отображение текстовых сообщений, пошаговых навигационных подсказок, визуальных тем для презентаций или указаний по ремонту техники могут сделать повседневную жизнь гораздо комфортнее.

В перспективе линзы планируют совершенствовать, чтобы представить их в FDA для утверждения на рынке. Для этого будет проведено несколько клинических исследований. Открыть/Комментировать

2022-08-30 18:01:43 КЛЕТКИ ПРИТЯГИВАЕТ КАК МАГНИТОМ

Магнитофорез – это выделение определенных клеток из сложной гетерогенной суспензии с помощью внешнего магнитного поля. Для биологических образцов такими целевыми компонентами часто становится эритроциты, лейкоциты или суперпарамагнитные наночастицы и микрочастицы, избирательно маркирующие желаемые клеточные популяции. Для подачи магнитного градиента в систему обычно применяются постоянные магниты, электромагнитные катушки и провода или комбинация этих двух подходов. Метод активно применяется в клинических исследованиях, в диагностической микробиологии, при сборе стволовых клеток, при очистке изготовленных CAR-T-клеток, а также при отборе подвижных сперматозоидов.

Когда исследователи столкнулись с тем, что порой требуется преодоление относительно небольших градиентов магнитного потока в макромасштабных сепараторах, было решено объединить магнитофорез с микрофлюидикой. Одна из первых сортировок клеток на основе микрофлюидики была проведена для разделения эритроцитов и лейкоцитов с использованием их естественных магнитных свойств. Далее ученые стали работать с циркулирующими опухолевыми клетками. Эти клетки представляют собой популяции опухолевых клеток, отделившихся от исходного участка и попавших в кровоток. Они могут передавать ценную информацию о биологии рака при минимальном инвазивном вмешательстве. Также было показано, что магнитные шарики могут быть конъюгированы с антителами для специфического усиления магнитной восприимчивости популяции клеток-мишеней. Такие шарики были использованы, например, для захвата клеток CD4 и оценки их концентрации в микрожидкостном чипе при диагностике СПИДа. Открыть/Комментировать

2022-08-29 12:01:04 ЭНЕРГИЯ ВОДЫ

Гидроэлектрические технологии начали развиваться совсем недавно, но скоро могут стать очень популярными из-за возможности собирать электроэнергию из всей доступной в природе воды. Эти новые технологии генерируют электричество непосредственно за счет электрического соединения на границе раздела материалов и различных форм воды, включая влагу, капли дождя и волны. Получать электричество за счет испарения и влаги возможно без необходимости механического воздействия, что является большим преимуществом.

Недавно группа ученых из Китая разработала автономный генератор электроэнергии, приводимый в действие интеграцией адсорбции влаги с испарением воды. Устройство состоит из гигроскопического и испаряющего слоев, изготовленных из пористой бумаги с разными добавками. Собранное устройство может поглощать влагу из воздуха через гигроскопический слой и одновременно испарять воду через испарительный слой, создавая таким образом постоянный круговорот текущей воды. Генератор может спонтанно производить как постоянное напряжение ~ 0,78 В, так и постоянный ток ~ 7,5 мкА на протяжении более 10 дней. При необходимости увеличения выходной мощности возможно последовательное/параллельное соединение нескольких генераторов, что достаточно для непосредственного питания коммерческой электроники.

Таким образом, разработка нового экологичного и гибкого устройства может реализовать стратегию устойчивого производства электроэнергии, а также способствовать появлению других эффективных и надежных генераторов, которые можно приспособить к различным условиям окружающей среды.

https://www.nature.com/articles/s41467-022-31221-7 Открыть/Комментировать

2022-08-28 18:01:52 ДЕЛЬФИНЫ ВДОХНОВИЛИ УЧЕНЫХ ЗАВЯЗАТЬ ВОДУ В УЗЕЛ

Если вы любите чай, то сталкиваетесь с вихревыми явлениями каждый раз, когда решаете его помешать. Ураганы, торнадо и смерчи, движение воздуха у крыльев самолета, дымовые колечки и воронки воды в раковине – все это тоже закручивается в вихревом потоке. Изучая спиральность такого потока, ученые предполагали, что она может быть постоянной только в идеальных жидкостях, а в случае реальных постоянству мешает трение. Но недавно ученые из Чикагского Университета, исследуя самую привычную нам жидкость – воду, показали, что спиральность может сохраняться длительное время. Для того, чтобы исследовать устойчивость связанных вихревых колец в воде, надо было эти кольца «завязать» и «увидеть». Эту совершенно нетривиальную задачу решили Дастин Клекнер и Уильям Ирвин с помощью 3D принтера, пузырьков газа и наблюдения за дельфинами, играющими в воде с колечками из воздуха.

https://uhdilutions.com/library/knotting-water/ Открыть/Комментировать

2022-08-27 12:01:05 СПЯЩИЕ КРАСАВИЦЫ НАУКИ

Любимая многим с детства история про принцессу, которая проспала почти половину сказки и была расколдована принцем, стала устойчивой метафорой для научных публикаций, не получивших немедленного одобрения. Такие работы могут «не просыпаться» десятилетиями или веками, а после «пробуждения» получить всеобщее признание. Для осознания некоторых значимых трудов Дарвина, Эйншейна и других знаменитых ученых также потребовалось много лет. Ученые обнародовали рейтинг из 15 научных работ с самым высоким «коэффициентом красоты»: время «сна» у них составило в среднем от 50 до 100 лет. Этот коэффициент позволяет понять, насколько ту или иную работу можно считать «дремлющем» открытием.
О самых известных научных «красавицах» и о том, что помогает их разбудить.

https://uhdilutions.com/library/the-sleeping-beauties-of-science/ Открыть/Комментировать

2022-08-26 10:34:25 КАК СОЛЬВАТАЦИЯ ИЗМЕНЯЕТ СВОЙСТВА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ?

Сольватация или электростатическое взаимодействие между ионами растворённого вещества и растворителя играет важную роль в химических и биологических реакциях. Например, сольватация ионов может влиять на сворачивание и разворачивание белков и ферментов, а также участвовать в определении эффективности электрохимических реакций. Считается, что в таких процессах ведущую роль играют сильные взаимодействия между ионами и молекулами воды. При этом ионы обычно подразделяются на структурообразователи и разрушители. Что касается силы взаимодействия вода-вода, то ионы-образователи стабилизируют структуру воды благодаря своей высокой плотности поверхностного заряда. Деструкторы же состоят из ионов с низкой плотностью, поэтому они слабо взаимодействуют с молекулами воды и способствуют беспорядку в структуре. Однако также важно учитывать и полярность ионов.

Для того, чтобы получить микроскопическое представление о сольватации ионов, было проведено множество исследований. Но их результаты часто остаются противоречивыми из-за сложности процессов и избирательной чувствительности применяемых методов.

Недавно ученые из Германии, наблюдая за рассеянием энергии в растворах солей с помощью терагерцово-рамановской спектроскопии с временным разрешением, обнаружили, что прочность водородных связей вода-вода между первой и второй сольватными оболочками катионов увеличивается, а вокруг анионов – уменьшается. Интересно, что противоположность эффектов катионов и анионов в межмолекулярном взаимодействии воды, напоминает эффекты влияния ионов на стабилизацию и денатурацию белков. Исследование таких закономерностей в будущем даст ответы на множество вопросов в области изучения свойств структуры воды.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.201811029 Открыть/Комментировать

2022-08-23 15:23:09 ВАНАДИЙ ВСЕ ПОМНИТ!

Диоксид ванадия «помнит» фазовый переход как минимум несколько часов после его совершения. Это делает его перспективным для очередной революции в микроэлектронике.

https://naked-science.ru/article/physics/nashli-material-s-pamyatyu-o-proshlom Открыть/Комментировать

2022-08-19 14:53:17 ТОЛЕРАНТНОСТЬ К ПАТОГЕНАМ

Классические терапевтические стратегии лечения бактериальной инфекции сосредоточены на уничтожении бактерий антибиотиками, а также на использовании вакцин, которые снижают патогенную нагрузку. Однако со временем эффективность этих стратегий резко падает из-за возрастающей бактериальной резистентности к препаратам. Альтернативным подходом может стать разработка терапевтических средств, действующих за счет повышения толерантности хозяина к инфекции при постоянном присутствии патогенов.

Ученые из Гарвардской медицинской школы в Бостоне, продемонстрировали клинически полученные бактериальные патогены, способные колонизировать и инфицировать эмбрионы, при этом стимулируя ряд реакций на заболевание от пассивной до активной толерантности или высокой восприимчивости. Исследование проводили на эмбрионах лягушки Xenopus laevis, имеющих близкую гомологию с геномом человека. У этих эмбрионов ещё не развилась адаптивная иммунная система, что позволило целенаправленно исследовать врожденный иммунитет без перекрывающегося адаптивного ответа. Ученые оценили переносимость хозяина в контексте шести клинически значимых бактериальных инфекций.

Интересно, что у устойчивых к инфекциям эмбрионов была выявлена активация генов, участвующих в связывании ионов металлов, мембранном транспорте и в переносе кислорода. Основываясь на этих выводах, были выделены поглотители ионов металлов и агонисты фактора, индуцируемого гипоксией, которые искусственно поддерживают толерантность к инфекции. Также они предотвращают транскрипционные изменения, связанные с инфекцией, повышают выживаемость эмбрионов, которые потенциально могут выступать в качестве терапевтических средств, индуцирующих толерантность в будущем. Ожидается, что приобретенная толерантность сможет снизить не только заболеваемость, но и смертность, связанную с острой инфекцией, такой как бактериальный сепсис, когда невозможно достичь стерильного иммунитета.

Использование препарата широкого спектра действия, индуцирующего толерантность хозяина, может быть особенно полезным до появления вакцины против нового инфекционного патогена или при развитии устойчивости к существующим антибиотикам или противовирусным препаратам. Открыть/Комментировать

2022-08-18 15:53:40 ЗА ТИШИНУ В ГОЛОВЕ МОГУТ ОТВЕЧАТЬ СПЕЦИАЛЬНЫЕ НЕЙРОНЫ

Большая часть исследований мозга методологически сосредоточена на мышах из-за близкого эволюционного сходства ионных каналов, синаптических рецепторов, и других ключевых молекулярных составляющих.

Недавно ученые из Германии открыли сеть интернейронов у людей, сравнив синаптическую связь височной и лобной доли головного мозга человека и мыши. Новый тип нейронной сети опирается на многочисленные связи между тормозящими интернейронами.

Интересно то, что открытые учеными сети обладают необычным свойством: они необходимы не для активации других нейронов, а наоборот, чтобы тактично попросить их «замолчать». Это может быть полезным для того, чтобы сосредоточиться на решении важной задачи. Также есть предположение, что такие «сети тишины» могут продлевать время хранения недавних событий в нейронной сети и расширять рабочую память. Открыть/Комментировать