Крысы уходят в запой

Осенью нынешнего года при журнале LХимия и жизнь – XXI век│ начала работать служба научных новостей под названием LИнформнаука│.

Сегодня первая подача материалов о событиях в науке и достижениях российских ученых. Это начало сотрудничества нашей газеты со службой научных новостей.

Антарктическая весна

Согласно расчетам геофизиков А.П.Капицы и А.А.Гаврилова, Антарктическая озоновая дыра существовала до того, как ее обнаружили в 1982 году, что, по их мнению, подтверждает гипотезу естественного происхождения этой аномалии.

Количество фактов, противоречащих антропогенной гипотезе происхождения Антарктической озоновой дыры, постоянно растет. Недавно вновь опубликовали данные аномально низких значений общего содержания озона в Антарктиде в 1957-1959 годах, которые раньше считали ошибочными. Теперь ученые доказали, что эти данные верны.

Объектом изучения геофизиков стали атмосферные приливы – глобальные колебания атмосферы, охватывающие весь земной шар, с периодом кратным 12 часам, которые возникают под действием сил притяжения Луны и Солнца (гравитационные приливы), а также солнечного тепла (термические приливы). Основной вклад в возбуждение термических приливов дает поглощение озоном солнечной радиации на высоте 15-50 км – там их амплитуда достигает 25-30 м/с.

Содержание озона над Антарктидой снижается антарктической весной (сентябрь-октябрь), поскольку в это время повышается уровень солнечной радиации, которую поглощает стратосферный озон. Ученые предположили, что при возникновении глобальных озоновых аномалий должны заметно изменяться параметры термических приливов.

Это предположение полностью подтвердили результаты вычислительных экспериментов, которые были сделаны с помощью модели термических приливов в атмосфере. Результаты вычислений удовлетворительно совпали с годовыми данными наблюдений термических приливов в 15 пунктах земного шара. Расчеты по модели совпали с данными наблюдений и для аномальных случаев, когда в октябре резко уменьшается амплитуда полусуточного прилива до 5м/с. Однако это согласие модели и наблюдений стало возможным только после того, как в модели было учтено аномально низкое содержание озона над Антарктическим регионом в это время года.

Вороны умеют считать

Вороны способны различать множества, включающие до 20 элементов, и складывать цифры до 4 – таков результат исследования, завершенного в лаборатории физиологии и генетики поведения биологического факультета МГУ им.М.В.Ломоносова.

Группа исследователей под руководством доктора биологических наук З.А.Зориной изучает разнообразные формы мышления серых ворон, в том числе их способность к обобщению и абстрагированию. Вороны усвоили правило выбора, основанное на числе, – выбирать ту карточку, на которой изображено большее число элементов, и получать за это мучных червей. Более того, им доступно понимание общего признака – числа, которое связывает 4 звуковых сигнала, 4 кружочка и 4 мучных червя. Наконец, они оказались способны оперировать символами – цифрами: птицы смогли связать непонятный для них знак – арабскую цифру – с числом элементов во множестве и при предъявлении цифр 2 и 4 выбирали большую. И самое невероятное – они сумели складывать комбинации цифр в пределах 4.

Почему же ученые выбрали для исследования врановых? Среди всех птиц у них наиболее сложно организован мозг, а это необходимое условие для развития рассудочной деятельности. Вороны прекрасно используют свои природные способности для выживания в среде, богатой на неожиданные ситуации, когда нужно принимать решения, лишь отчасти руководствуясь предыдущим опытом.

Лаборатория физиологии и генетики поведения на биологическом факультете МГУ – единственное место в стране и одно из немногих в мире, где изучают рассудочную деятельность врановых птиц. Не банальные условные рефлексы, не обучение, а мышление, ибо оно присуще не только человеку, но и животным – это основной постулат ученых, работающих в лаборатории.

После информационной нагрузки…

Ученые из НИИ мозга РАМН и МГУ им.М.В.Ломоносова установили, что пристрастие крыс к алкоголю связано с особенностями нейрохимии мозга – уровнем активности нейромедиаторных систем. Уровень активности последних, в частности, снижается после информационных нагрузок, перенесенных животными.

Крысы, как и мы с вами, различаются по пристрастию к алкоголю, однако предпочтения животных могут меняться в зависимости от внешних обстоятельств. Ученые разделили лабораторных крыс линии Вистар на три группы: животные из первой группы в условиях свободного выбора между 10% раствором этилового спирта и водой пьют в основном воду, вторые употребляют и то, и другое примерно одинаково, а третьи предпочитают алкоголь. Затем трезвенникам из первой группы ученые предложили решить сложную проблемную задачу – найти пищу в очень запутанном лабиринте. Часть крыс после успешного решения задачи начинала предпочитать алкоголь воде. Смена предпочтений произошла в результате изменений в мозге крыс, перенесших информационную нагрузку – стресс.

Оказалось, что у крыс-трезвенниц, успешно решавших сложную задачу и начинавших после этого предпочитать алкоголь, снижалась активность нейромедиаторных систем. Таким образом, индивидуальное отношение к алкоголю связано с особенностями нейрохимии мозга. Недостаток нейромедиаторов мозга – химических посредников при передаче нервного импульса с клетки на клетку – влияет на поведение и эмоциональное состояние животного, провоцируя интерес к алкоголю. Активность нейромедиаторных систем меняется в зависимости от нагрузок, перенесенных животными, в частности информационных. Подобные изменения в мозге обычно наблюдают у животных в состоянии стресса. Другими словами, не все индивидуумы справляются с информационными перегрузками, для некоторых они могут стать фактором развития алкоголизма.

Новый вид памяти

Недавно сотрудники Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне разработали принципиально новый способ хранения информации на магнитных носителях, который повышает плотность записи на несколько порядков и обеспечивает высокую устойчивость при воздействии внешних полей.

Устройство представляет собой проводящую ток подложку, на которую нанесен тонкий слой ферромагнитных частиц (например, окислов кобальта) размером 1-10 нм. Частицы по 3-5 штук группируют в замкнутые агрегаты. При намагничивании в агрегате получается торообразная структура (толстое кольцо) с замкнутым магнитным полем – это и есть ячейка памяти. Магнитное поле может быть ориентировано либо по, либо против часовой стрелки, что и служит для записи нулей и единиц. Так как магнитные поля подобных структур не взаимодействуют ни друг с другом, ни с внешними полями, плотность записи информации может быть повышена до 1012-1013 бит/см кв., а внешние воздействия не способны ее уничтожить. Головка для чтения-записи состоит из множества игл, толщина которых сравнима с размерами агрегатов – порядка 10 нм. Размер головки при высоте игл 1 мм может быть 10 на 10 мм кв. По словам В.М.Дубовика, размер отдельной платы памяти определяется размерами механизма перемещения головки чтения-записи.

Мощность памяти, организованной подобным образом, достигает 1020 бит в секунду, что на три порядка больше, чем у применяемых ныне 128 мегабайтных модулей. Магнитотороидная память может быть использована для хранения больших массивов данных, особенно в миниатюрных и бортовых компьютерах, для изготовления магнитных кредитных карточек повышенной надежности, для недорогой цифровой аудио- и видеозаписи. По мнению авторов изобретения, новая память способна вытеснить использование жестких дисков и флэш-карт в современных компьютерах, а также стимулировать создание принципиально новых технических систем.

Служба новостей LИнформнаука│