7 главных научных новостей недели по версии «Образовача»

Шеф-редактор издания «Образовач» Александр Ершов еженедельно отбирает специально для TJournal семь самых важных новостей из мира науки и технологий. В этом выпуске: термоядерный реактор от Lockheed Martin, прорыв в технологии литиевых батарей, стирание памяти светом и реабилитация интеллекта крокодилов.

Lockheed Martin рассказала о работе над компактным термоядерным реактором

Американская военная корпорация Lockheed Martin на этой неделе наделала много шума сообщением о том, что её специалисты собираются в ближайшие 10 лет построить компактный термоядерный реактор, конструкция которого принципиально отличается от хорошо известных токамаков, которые до сих пор никому не удалось покорить.

Заявления Lockheed Martin, однако, выпущены не в виде патента или научной статьи, а в форме пресс-релиза и видеоролика. Настоящих подробностей в них очень мало. Так, специалисты Lockheed Martin обещают, что новаторская конструкция реактора позволит сделать его гораздо более компактным, чем существующие и строящиеся аналоги. Прототип, который они надеются построить, будет размером с большой турбореактивный двигатель и сможет помещаться в стандартный контейнер для грузоперевозок.

Из всей этой истории ясно пока только одно: корпорация больше не собирается скрывать свои разработки и хочет найти новых партнёров, которые помогли бы ей в решении инженерных задач.

Инженеры придумали новую износостойкую батарею

Сингапурские инженеры разработали литий-ионную батарею, которая заряжается до 70 процентов за две минуты и выдерживает как минимум десять тысяч циклов перезарядки. Ключевое отличие новой батареи от существующих — материал анода (положительно заряженного электрода). Сейчас в литий-ионных батареях используется материал, образованный путем внедрения лития между отдельными слоями атомов углерода в графите. Обычно его называют просто «графитовый анод», однако, строго говоря, полностью графитовым он так и не становится — во избежание необратимой деградации материала часть атомов лития всегда остаётся внутри.

Авторы предложили заменить графитовый анод гелевым анодом из нанотрубок диоксида титана. Гель очень прост в приготовлении: гидроксид натрия и оксид титана просто смешиваются при нагревании над сильным постоянным магнитом. В результате получаются нанотрубки, которые ориентированы по линиям магнитного поля и сразу пригодны для создания анода.

В ближайших планах авторов — создание рабочего прототипа батареи для использования в электромобилях. Исследователи надеются, что конвейерное производство батарей начнется через два года.

Завершились первые клинические испытания таблетированных фекальных масс

Исследователи из Гарвардской медицинской школы и Массачусетского госпиталя в Бостоне опубликовали результаты первых клинических испытаний таблетированных фекальных трансплантатов, которые предназначены для лечения острых колитов, вызываемых бактерией Clostridium difficile.

Таблетки представляют собой капсулы весом около 1,6 грамма. В них содержатся замороженные фекальные массы от отобранных учеными здоровых доноров. В исследовании, проведенном пока только на 20 пациентах, таблетки оказались достаточно эффективны — они помогли вылечить колит в 18 случаях.

Инфекция Clostridium difficile только в США ежегодно убивает около 14 тысяч человек. Борьба с заболеванием осложняется тем, что очень многие штаммы бактерий несут гены устойчивости к антибиотикам. Трансплантация кишечной микробиоты при этом заболевании проводится с 50-х годов прошлого века, однако повышенный интерес к процедуре наблюдается в последние 5-10 лет — в связи с открытием важной роли симбиотических бактерий в иммунитете человека.

Традиционно перенос фекальных масс проводится с помощью клизмы или оборудования для колоноскопии. Обе процедуры сами по себе достаточно безопасны, однако пациентам гораздо проще принимать таблетки. Сохраняют ли таблетки эффективность классической процедуры, могут показать только будущие полномасштабные клинические исследования.

Крокодилов включили в «элитный клуб» групповых хищников

Крокодилы, которых долгое время считали довольно глупыми животными, оказались высококлассными специалистами по групповой охоте. Такое поведение встречается далеко не у всех хищников — например, из всех плотоядных птиц только два вида способны координировать свои действия для поиска добычи. Крокодилы же, например, способны сбивать рыбу в стаю, плавая вокруг косяка по окружности с медленно сужающимся радиусом: в решающий момент они поворачиваются и нападают на плотный рыбий «шар». Они умеют выгонять рыбу на отмели, причем направляет добычу самый крупный из группы крокодилов, а его мелкие и более подвижные помощники собирают улов. Крокодилы даже могут сбить кабана с тропы таким образом, чтобы направить его к засаде, где находятся мелкие члены группы.

Вообще интеллектуальный облик крокодилов в последние годы переживает некоторую заметную реабилитацию. Например, недавно было показано, что крокодилы в Амазонии кладут себе на верхнюю челюсть ветки деревьев для того, чтобы приманивать птиц, которые ищут материал для гнезд. 

То, что такое поведение действительно связано с птицами, подтверждается тем, что крокодилы занимаются этим только весной — в период гнездования. Кроме того, недавно было показано, что некоторые из крокодилов способны залезать на деревья.

Слоны оказались способны услышать дождь на расстоянии до 250 километров

Слоны являются мигрирующими животными — их стада бродят по саванне в поисках еды и питья. На первый взгляд эти миграции кажутся хаотичными, но, как показывает новое исследование, это далеко не так. К такому выводу пришли ученые, когда проанализировали два набора данных — GPS-треки нескольких стад слонов и динамическую карту мест выпадения осадков за несколько лет наблюдений.

Совместный анализ двух наборов данных показал, что смена направления миграций вовсе не случайна — каждый раз слоны предпринимали попытку двинуться в сторону проливного дождя. Самое же удивительное было в том, что нередко этот дождь выпадал на участке, удаленном от стада на 100 и более километров (в некоторых случаях — до 250 километров). Исследователи пока не представляют, за счёт чего животные способны определить направление на грозу на таком значительном расстоянии. Наиболее рациональной представляется версия о том, что слоны способны слышать раскаты грома или совокупный шум бьющихся о землю капель.

Нейрофизиологи стерли у мышей память с помощью света

Эксперимент проводился следующим образом. Мышей сажали в новую клетку, где их слегка, но ощутимо били током. Когда животных снова помещали в эту клетку, они её вспоминали и демонстрировали реакцию замирания — проще говоря, сжимались от страха.

Так ведут себя в подобных условиях все мыши, но в эксперименте использовались особенные, генетически модифицированные животные. Они несли в своих клетках гены, которые можно было включать исключительно в тех нейронах, которые были активны в момент запоминания новой информации. Эти гены кодировали флюоресцентные белки, чувствительные к свету, причем облучение нервной ткани по оптоволокну, проложенному напрямую в мозг, позволяло селективно выключать именно такие нейроны из работы.

Результатом создания такой сложной системы был довольно простой эксперимент: мышей помещали в ту же «страшную» для них клетку и смотрели за их реакцией. Оказалось, что если во время эксперимента облучать мозг светом и таким образом выключать отдельные нейроны, мыши напрочь забывали про то, что когда-то были в этой клетке. Главная ценность эксперимента в том, что он прямо доказывает старую гипотезу учёных о том, что память кодируется уникальными ансамблями отдельных нейронов (их называют энграммой) и без их «включения» вспомнить что-то не удастся.

В Греции нашли мозаику времен Александра Македонского

Пару месяцев назад на севере Греции начались раскопки одной из крупнейших гробниц, которые когда-либо находили на территории страны. На этой неделе археологи, ведущие раскопки, обнаружили в гробнице почти полностью сохранившийся мозаичный пол с изображением всадника на колеснице и бога Гермеса, который направляет его в царство мертвых. Выполнена мозаика из цветных камней — эта техника была хорошо известна и популярна в античности.

По словам учёных, гробница была сооружена в последней четверти IV века до нашей эры, то есть непосредственно после смерти Александра Македонского, который погиб в 323 году в Вавилоне. Размеры гробницы говорят об исключительно высоком положении того, для кого она была предназначена. По словам специалистов, возможно, в ней были захоронены члены семьи Александра: его мать Олимпия или жена Роксана.