О том, почему нам нравятся физические упражнения под музыку, наночастицах серебра, «черной дыре» на севере России и других новостях науки в нашем обзоре.
Ответ в мозгу, а не в мускулах
Постоянный автор BBC Future психолог Том Стаффорд считает, что ответ на этот вопрос скрывается в глубинах мозга, а не в мышцах, которые мы укрепляем.
Многие люди любят заниматься спортом под музыку, полагая, что она помогает переносить нагрузки и повышает выносливость. Мне же как психологу интересно не только то, помогает ли музыка тренировкам, но и за счет чего это происходит.
Ясно одно: ответ – у вас в мозгу, а не в упражняющихся мускулах. И подтверждение тому – неординарное исследование, в ходе которого удалось выделить две отдельные составляющие: пользу от повторения какого-либо движения и пользу от тренировки мышц, производящих это движение. На первый взгляд, звучит замысловато, однако несколько научных работ подтверждают, что когда человек лишь представляет себе некое движение, этот процесс сам по себе приводит к ощутимому росту соответствующей мускулатуры. Этот эффект не так выражен, как эффект от реального упражнения, но, по некоторым оценкам, примерно половину от общей пользы тренировки приносят мысли о совершаемых движениях.
Поэтому когда ученые просят испытуемых провести воображаемый комплекс упражнений, это помогает специалистам понять, насколько значим в этом деле мыслительный процесс, и как (для целей анализа) отделить его от мышечных сокращений.
Воображаемые тренировки приносят пользу, потому что они усиливают сигналы, посылаемые из отвечающих за движения участков мозга к нашим мышцам. При помощи электродов можно замерять силу этих сигналов и продемонстрировать, что после воображаемого упражнения они становятся более ясными и четкими.
Двигательные сигналы генерируются в области, носящей соответствующее название – в двигательной зоне коры головного мозга. Она находится в средней части мозга, ближе к его верху. Часть ее называется дополнительной двигательной зоной. Раньше специалисты считали, что она задействуется при сложных движениях. Однако позднейшие исследования показали, что она активизируется при планировании движения и особенно важна для оценки точного момента, в который его нужно произвести.
Итак, эта зона играет большую роль в упражнениях – она отвечает за координацию движения во времени. Одна из важнейших составляющих спортивного успеха заключается в том, когда именно предпринимаются физические усилия, – это не менее важно, чем то, насколько быстро и мощно вы двигаетесь. Памятуя об этом, проще понять, чем во время тренировок помогает музыка.
Польза музыки наиболее заметна в спортивных занятиях с самостоятельно задаваемым ритмом – в тех видах спорта, где нужно думать, в каком режиме двигаться. Это относится к любому ритмичному спорту (бегу, гребле) и менее важно в неритмичном (дзюдо, футбол).
Я предполагаю, что музыка берет на себя довольно значимую часть управления движениями спортсмена: музыкальный ритм через органы слуха достигает дополнительной двигательной зоны, где накладывается на мозговую активность, задающую темп движений, и действует как внешний метроном. Прибегая к спортивной метафоре, музыка помогает не только стартовать, но и сохранять темп до финишной черты.
Конечно, есть и другие объяснения нашей любви слушать музыку на тренировках. Один приятель сказал мне: «Я начал бегать под музыку, чтобы не слышать свое тяжкое дыхание». Возможно, причина была именно такой, но теперь, готов спорить, ритм музыки помогает ему поддерживать скорость бега.
Прочитать оригинал этой статьи на английском языке можно на сайте BBC Future
Российские учёные обнаружили, что мозг может накапливать серебро
Учёные Восточно-Сибирского научного центра экологии человека СО РАМН в Ангарске впервые получили Снимки срезов головного мозга подопытного животного, на которых видны накопленные наночастицы серебра, передаёт Сиб.фм.
Исследование велось в рамках изучения свойств наночастиц применительно к медицине труда. Учёные сделали вывод, что наночастицы металла способны преодолевать гемато-энцефалический барьер – естественную защиту мозга любого живого организма от токсинов и других негативных факторов.
Есть основания полагать, что активное развитие производств с использованием наночастиц повлечёт за собой появление новых профессиональных заболеваний. В то же время способность наночастиц преодолевать сложные биологические барьеры может быть использована для адресной доставки лекарственных средств в поражённые органы, надеются учёные.
«Наночастицы обладают удивительным свойством – всепроникаемостью. Мы задаёмся вопросами: может ли это свойство приносить пользу? А если нет, то как от этого защититься? Стандартные меры безопасности на производстве, не считая изолирующих скафандров, неприменимы к наночастицам. В этом плане исследования нашего института и лаборатории токсикологии в частности определяют будущее профилактической медицины», – заметил директор ВСНЦ ЭЧ СО РАМН Виктор Рукавишников.
Вниз по кроличьей норе
Летом 2014 года на севере России разверзлась «черная дыра». Громадная воронка посреди ровной как стол ямальской тундры моментально привлекла внимание и публики, и ученых, и даже чиновников. Пораженные зрелищем интернет-пользователи со всего мира уже больше 10 млн раз просмотрели сделанную с борта вертолета видеозапись облета «кратера». Гипотезы о его происхождении высказывались самые разные – от разрушения подземного хранилища газа, возведенного для нужд соседнего Бованенковского месторождения, до падения кометы и, конечно, активности инопланетян.
Добравшиеся на место исследователи обнаружили абсолютно пустынную, нетронутую тундру – и глубокую воронку диаметром около 30 м, с широким бруствером выброшенного на поверхность грунта. До ее дна добраться тогда так и не удалось. Поэтому, взяв пробы, ученые вернулись строить гипотезы и готовиться к новым выездам к таинственной «черной дыре».
Основной версией происхождения кратера стало высвобождение газа, заключенного в микроскопических порах вечной мерзлоты. Медленно реагируя на глобальное потепление климата, мерзлота могла нагреваться, пока давление скрытых в ледяных полостях газов и (или) газогидратов не достигло некоторой критической величины – и не высвободилось. Впрочем, пока что это лишь гипотеза, и чтобы продолжить изучение необычного объекта, не так давно была организована новая экспедиция.
На этот раз ученые были подготовлены к внушительным глубинам, с которыми им предстоит столкнуться. Они впервые сумели спуститься до замерзшего «озера» на самом дне воронки и даже заглянули под его поверхность. О том, как проходила эта работа, нам удалось поговорить с одним из участников экспедиции, кандидатом географических наук, старшим научным сотрудником кафедры криолитологии и гляциологии МГУ Александром Кизяковым.
«До сих пор подобные формы впрямую никем не исследовались и не описаны, – рассказал он. – Возможно, аналогичную природу имеют покмарки (донные кратеры, через которые происходит высачивание метана – ред.), с которыми мы сталкивались лишь при исследовании шельфа. По данным гидролокаторов и эхолотов, покмарки можно наблюдать на дне, скажем, в Баренцевом или Балтийском море. Но все это – подводные формы, а на суше таких объектов не изучал еще никто».
Действительно, если те же покмарки – это места интенсивного просачивания придонных отложений газа, то в случае с ямальской воронкой метан вполне мог высвободиться и в ходе более быстрого процесса. Возможно, это был даже взрыв – пока что сказать об этом ничего определенного не удается. С одной стороны, верхняя часть «провала» имеет конусообразную форму, а отдельные куски породы отброшены на десятки метров, словно в результате взрывообразного процесса. С другой стороны, никаких следов горения и обугливания кустарников вблизи бруствера воронки обнаружить не удалось.
«Мы провели измерения текущих размеров воронки. Кроме того, удалось провести отбор мерзлых образцов льда и грунта с разных уровней ее мерзлой стенки, а также образцов воды из озера на дне. Вскоре мы надеемся провести полноценный анализ их химического состава и состава включений газов, гранулометрический анализ минеральных частиц, изотопный анализ газов и расплавов льда, – комментирует Александр Кизяков. – Мы надеемся, что изучение этих материалов позволит лучше понять процессы, которые могли привести к образованию воронки, а также определить условия формирования льда, вскрывающегося в стенках, и установить источник газа, если он будет определен в отобранных образцах».
За сутки ученым удалось наладить безопасный спуск в провал и добраться до замерзшей воды на ее дне, на глубине около 26 м. Пробурив лед и используя георадар, они заглянули еще дальше, уже до озерного дна, находящегося в 10,4 м под водой. «Было важно провести эти работы именно сейчас, в осенне-зимний период, поскольку весной-летом воронку наверняка начнет затапливать, а стенки ее станут подтаивать», – поясняет Александр Кизяков.
К сожалению, пока результаты этой работы остаются неизвестны: ученые лишь готовятся провести всесторонний анализ собранных материалов.
strf.ru
Горький огурец помогает раковым больным
Из дикого огурца в процессе культивации были выведены современный огурец, тыква, кабачки и другие популярные овощи, а неприятный привкус устранен. Однако, как показали новые исследования, соединения, вызывающие горечь, могут помочь в лечении таких опасных заболеваний, как рак и диабет. Проектом руководит Уильям Лукас (William Lucas), профессор ботаники в Университете Калифорнии в Дэвисе (США). В нем также принимают участие специалисты Китайском академии сельскохозяйственных наук (Китай). Результаты исследования опубликованы в журнале Science.
Горьковатый привкус плодов семейства бахчевых связан с содержащимися в них соединениями под названием кукурбитацины. Они призваны защитить растения от поедания. Плоды и листья бахчевых растений тысячелетиями применялись в китайской народной медицине в качестве рвотных и слабительных средств, а также при лечении заболеваний печени. Совсем недавно было обнаружено, что кукурбитацины подавляют рост раковых клеток.
Насколько известно, горечь растений регулируется двумя генетическими признаками: Bi — вызывающим неприятный привкус всего растения и BT, отвечающим за горечь плодов. В совместном американо-китайском научном проекте исследователи применяют самые последние технологии секвенирования растительной ДНК, чтобы точно определить участки, ответственные за горечь. В ходе экспериментов ученые попробовали также очень много овощей. Однако по их словам, это наиболее легкая часть исследования: берешь огурец, кладешь себе в рот, и твой язык немедленно предоставляет отчет.
Ученые смогли выделить девять генов, участвующих в выработке кукурбитацинов, и показали, что этот признак может быть прослежен до двух т.н. «транскрипционных факторов». Последние определяют горечь плодов или листьев растения.
Похоже, очень скоро появится два сорта огурца, которые вряд ли кто-то будет есть. Они станут источником естественных кукурбитацинов, получаемых в достаточном объеме, для проведения клинических испытаний и, возможно, для создания лекарственных препаратов на их основе. К слову, в свое время противомалярийный препарат артемизинин хорошо был известен в традиционной китайской медицине. Сегодня его получают из дрожжей, либо методами синтетической биологии.
scientificrussia.ru
Наука на грани искусства
Одно из мельчайших живых существ, мелкий пакостник, виновник осенних недомоганий и зимних простуд — аденовирус. Он похож на 12-угольный кристалл с выростами, напоминающий то ли подводную мину, то ли орбитальный спутник. Он содержит ниточку ДНК и имеет размер в 70-90 нанометров.
Будучи увеличен в 5 миллионов раз, аденовирус стал объектом точного научного искусства — биомедицинской визуализации. В Дарвиновском музее состоялась презентация, на которой собравшимся была представлена пластиковая модель аденовируса, созданная командой молодых учёных-вирусологов, дизайнеров, 3D-моделлеров и технологов из компании Visual Science при содействии фонда «Династия».
scientificrussia.ru
