Ссылки на новости и материалы по тематике раздела "Вселенная, Жизнь, Разум"

[Rattus]

Марсианские подледные озера оказались залежами глины

[Серый Страж]

Почему птицы умные, если у их мозга нет коры?
http://neuronovosti.ru/pochemu-ptitsy-umnye-esli-u-ih-mozga-net-kory/

За высшие умственные способности «отвечает» кора головного мозга. Благодаря ей млекопитающие заняли вершину пищевой цепи практически во всех экологических нишах и научились решать сложные задачи. У другого преуспевающего класса – у птиц – такой структуры нет, вместо коры у них уплотненный паллиум. Однако исследования врановых и попугаев показали, что их когнитивные способности находятся на одном уровне с приматами. Значит, сложная шестислойная кора млекопитающих не обязательна для развитого мышления. Но что выполняет ее функцию у птиц? Ответы на эти вопросы опубликованы в обзоре в Trends in Cognitive Sciences.

[Серый Страж]

Объем рабочей памяти предсказывает долговременную память
http://neuronovosti.ru/obem-rabochej-pamyati-predskazyvaet-dolgovremennuyu-pamyat/

Известный исследователь памяти Нельсон Кован опубликовал с коллегами из США и Канады статью, в которой предпринял попытки понять, как именно связаны рабочая память с долговременной. Ученые решили изучить долговременную память как функцию рабочей. Такой подход позволил им установить, что от того, как мы храним информацию в рабочей памяти здесь и сейчас, зависит то, как информация будет впоследствии закреплена в долговременном хранилище.

Основываясь на этом, ученые предположили, что вероятность сохранения информации в долговременной памяти зависит от вероятности ее попадания в рабочую.

Для понимания гипотезы ученых следует упомянуть концепцию рабочей памяти как активной части долговременного хранилища. Эту концепцию предложили А. Эриксон и У. Кинч. Согласно их взгляду, рабочая память не является отдельным когнитивным конструктом. Это активная часть долговременной памяти.

[Серый Страж]

Разжиться чужим. Ученые обнаружили новый фактор эволюции всего живого
https://ria.ru/20210824/genom-1746928543.html

Исследователи обнаружили в ДНК насекомых ген растения, защищающий от токсинов. Раньше считалось, что на захват чужеродных генов, или горизонтальный перенос, способны только микроорганизмы. Теперь все больше данных указывает на то, что этот механизм распространен гораздо шире и, вероятно, сыграл ключевую роль в эволюции.

[Rattus]

Ученые обнаружили новый фактор эволюции всего живого
https://ria.ru/20210824/genom-1746928543.html

Ссылка на первоисточник там битая и этой "новости" уже полгода:
https://nplus1.ru/news/2021/03/29/insect-plant-gene
Но вот у позвоночных действительно эпизодов ГПГ до сего дня не выявлено.

[Серый Страж]

Активная среда мозга: новая парадигма в нейронауках
http://neuronovosti.ru/aktivnaya-sreda-mozga-novaya-paradigma-v-nejronaukah/

Несколько дней назад в очень авторитетном журнале Trends in Neuroscience два крупных исследователя не-нейрональных клеток, Алексей Семьянов из Института биоорганической химии им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН и Алексей Верхратский из Университета Манчестера сделали, на наш взгляд, очень своевременное предложение: отказаться от нейроноцентричности и вообще любой «центричности» в нейронауках.

«Мозг как любой другой орган состоит из разных клеток и внеклеточного пространства. Рассматривать его работу с точки зрения лишь нейронной сети противоречит базовым принципам физиологии. Поэтому ученые уже несколько десятилетий предлагали концепции локальных взаимодействий между разными типами клеток: трехчастный синапс, нейроглиоваскулярный комплекс, внесинаптическая передача и так далее.  Однако все это — отдельные элементы единой системы, которую мы назвали активной средой мозга. В представленной работе мы  выдвинули концепцию многокомпонентной активной среды как основу для описания основных функций мозга, когнитивных процессов, сознания», — говорит Алексей Семьянов.

Таким образом, активная среда — это морфофункциональная концепция, основанная на топологической организации нервной ткани. Эта концепция объединяет несколько предыдущих представлений, таких как многочастный синапс, нейроваскулярный комплекс, синаптическая и внесинаптическая сигнализация и объемная передача, используемые для описания функциональной организации мозга. Морфологическая организация и функциональные свойства активной среды специфичны для разных областей мозга, при этом существенные различия между корой и мозжечком или белым и серым веществом определяются локальным клеточным составом и свойствами клеток.

[Серый Страж]

«Эгоистичные гены», меняющие соотношение полов, быстро эволюционируют в X-хромосомах дрозофил
https://elementy.ru/novosti_nauki/433865/Egoistichnye_geny_menyayushchie_sootnoshenie_polov_bystro_evolyutsioniruyut_v_X_khromosomakh_drozofil

Гены, нарушающие «честное» распределение хромосом по гаметам во время мейоза (такие нарушения называют мейотическим драйвом), могут быстро распространяться в генофонде, даже если они снижают приспособленность особей. У животных с XY-системой определения пола такие «эгоистичные» гены должны особенно часто появляться на X-хромосоме, что будет приводить к смещению соотношения полов в пользу самок. Отбор должен способствовать также развитию на аутосомах генов-супрессоров, подавляющие вредную (с точки зрения аутосомных генов) активность Х-хромосомных драйверов (генов, вызывающих мейотический драйв). Между драйверами и супрессорами может развернуться эволюционная гонка вооружений с далеко идущими последствиями. Изучение геномов трех близких видов дрозофил (Drosophila simulans, D. mauritiana и D. sechellia) подтвердило все эти теоретические ожидания. На X-хромосомах изученных мух обнаружилось целое семейство генов мейотического драйва (Dxl), а на аутосомах — четыре разновидности супрессоров. Эти гены ранее ускользали от внимания исследователей, потому что они встроены в повторяющиеся участки ДНК, с трудом поддающиеся расшифровке при помощи старых методов секвенирования. Все гены Dxl произошли от единственного предкового гена и быстро «размножились» (амплифицировались), встраиваясь в островки сателлитной (повторяющейся) ДНК. Кроме того, гены Dxl дали начало аутосомным супрессорам, работа которых основана на механизме РНК-интерференции. В итоге получился сложный комплекс воюющих друг с другом генов, который обычно себя никак не проявляет, потому что все драйверы подавлены супрессорами, и от которого мухам, по-видимому, нет никакой пользы.

У самца, несущего драйвер в своей X-хромосоме, в предельном случае вообще не будет сыновей — только дочери. Это вряд ли выгодно самцу, ведь половина его сперматозоидов будет выведена из строя. Это вряд ли выгодно популяции: в ней может остаться слишком мало самцов для нормального воспроизводства. Это вряд ли выгодно аутосомным генам самца: они бы эффективнее распространились через сыновей, если мужской пол в дефиците (см. Принцип Фишера). Но гену-драйверу нет дела до всего этого: его «интересует» только то, что его копию получит не 50%, а 100% потомства данного самца. Это потенциально выгодно и другим локусам Х-хромосомы, поэтому среди них вряд ли появится ген, противодействующий драйверу.

Другое дело — аутосомные гены. Им деятельность драйвера совсем не выгодна, поэтому вслед за распространением в генофонде Х-хромосомного драйвера можно ожидать появления аутосомного супрессора. В итоге может получиться «криптическая», то есть никак не проявляющаяся в фенотипе система из двух противоборствующих генов, в которой Х-хромосомный драйвер нейтрализован аутосомным супрессором.

P.S. На всякий случай напомню о важности указания системы, в отношении которой идёт речь (приведу только ссылки на сообщения 4713, 4726, 4866 из темы "Психика, сознание, разум..."):
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,86900.msg5385737.html#msg5385737
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,86900.msg5386309.html#msg5386309
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,86900.msg5402555.html#msg5402555

[Серый Страж]

Представление музыки и восприятие музыкальных пауз имеют похожие «картины» в мозге
http://neuronovosti.ru/predstavlenie-muzyki-i-vospriyatie-muzykalnyh-pauz-imeyut-pohozhie-kartiny-v-mozge/

Согласно предиктивной теории, прослушивание музыки – это не только восходящие сенсорные процессы. При восприятии мелодии мы неосознанно пытаемся предсказывать последующие звуки, основываясь на нашем предыдущем опыте. При сопоставлении предсказания и поступающего звука возникает ошибка предсказания, которую можно увидеть в качестве ЭЭГ-сигнала, полярного сенсорному сигналу.

Ученые провели два ЭЭГ-эксперимента, в которых принимали участие обычные люди и профессиональные музыканты. В первом эксперименте всем участникам предъявлялись измененные отрывки из хоралов Баха. Во втором профессиональных музыкантов просили представлять музыкальные произведения, читая нотные записи. Именно представление музыки позволило обнаружить нейрокорреляты тишины и выяснить, что можно зафиксировать нейрональную активность даже при отсутствии самого звука.

«Во время тишины или при представлении музыки нет никакого внешнего стимула, так что получаемый нейронный сигнал виден исключительно благодаря процессу предсказания, внутренней модели музыки в мозге.  — объясняет ди Либерто. — Несмотря на то что в интервалах тишины нет входящего звука, мы все равно видим постоянную нейронную активность, показывая, что мозг реагирует и на тишину, и на ноты».

«Например, представьте когнитивные тесты, которые основываются на прослушивании музыки. Музыка вовлечена во множество когнитивных функций, и несколько минут прослушивания вместе с ЭЭГ могут дать полезные данные. К тому же слушать музыку гораздо приятнее, чем выполнять задачки».

P.S. А ежели эти когнитивные тесты использовать для определения АйКью (в качестве составной части общего теста на интеллект), то понятие об умственных способностях может здорово измениться. Кстати, у меня оно, в таком случае, понизится (мишка на ухо наступил)...

[Серый Страж]

Создан первый в мире работающий процессор на основе ДНК
https://www.cnews.ru/news/top/2021-09-17_sozdan_pervyj_v_mire_protsessor

Ученым из Южной Кореи удалось создать прототип первого в мире вычислительного устройства на основе молекул ДНК, пригодный для вычислений булевой логики. По мнению разработчиков, созданная ими технология в перспективе позволит выпускать ДНК-процессоры для сложных вычислений и станет экономичной заменой традиционной кремниевой логики.

Управление прототипом ДНК-процессора осуществлялось необычным способом – с помощью системы клапанов с электроприводом, которая выполняет серию реакций для быстрого и удобного исполнения комбинации логических операций. Эту систему клапанов можно программировать с помощью ПК или смартфона.

Совокупность ДНК-чипа и управляющего ПО в итоге и была названа «микрожидкостным процессором» (MPU).

Пока что для управления чипом необходима внешняя система, однако ученые полагают, что в перспективе удастся сформировать MPU булевой логики на основе ДНК, которым можно будет программировать с помощью специального языка программирования. Такие системы, по мнению разработчиков, смогут найти широкое распространение в более сложных функциональных решениях – таких как модули арифметических вычислений или нейроморфные схемы.

[николай теллалов]

станет экономичной заменой традиционной кремниевой логики.

а мне все казалось, что логика - штука независимая от материала (кремний, белок, чугун и тэпэ)...

[Серый Страж]

станет экономичной заменой традиционной кремниевой логики.

а мне все казалось, что логика - штука независимая от материала (кремний, белок, чугун и тэпэ)...

Предполагаю, что в данном контексте, понятие "логика" использовалось как некий тип/вид/способ физической реализации логических элементов (что-то вроде нестрогого обобщающего понятия).

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B5_%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82%D1%8B

Физические реализации одной и той же логической функции, а также обозначения для истины и лжи, в разных системах электронных и неэлектронных элементов отличаются друг от друга.
.....
Логические элементы подразделяются и по типу использованных в них электронных элементов. Наибольшее применение в настоящее время находят следующие логические элементы:
РТЛ (резисторно-транзисторная логика)
ДТЛ (диодно-транзисторная логика)
ТТЛ (транзисторно-транзисторная логика)
.....
КМОП (логика на основе комплементарных ключей на МОП транзисторах).
ЭСЛ (эмиттерно-связанная логика).

То есть, под "кремниевой логикой" подразумевается совокупность реализаций, которые можно осуществить именно на кристаллах кремния. Так понимаю, что на основе ДНК реализация будет отличаться.

Ну, это я так думаю...

[Combinator]

Но вот у позвоночных действительно эпизодов ГПГ до сего дня не выявлено.

Не совсем так, некоторые гены те же млеки, например, видимо, позаимствовали у вирусов: https://elementy.ru/novosti_nauki/165048/Drevnie_mlekopitayushchie_zarazilis_platsentoy

[Rattus]

некоторые гены те же млеки, например, видимо, позаимствовали у вирусов

Настоящий ГПГ - это перенос генов клеточного организма клеточному же. А что практически все группы организмов получают вирусные гены от вирусов же - давно известный факт.

[Combinator]

некоторые гены те же млеки, например, видимо, позаимствовали у вирусов

Настоящий ГПГ - это перенос генов клеточного организма клеточному же. А что практически все группы организмов получают вирусные гены от вирусов же - давно известный факт.

Напрямую гены горизонтально практически никогда не передаются, только посредством вирусов. Но по факту это именно передача от клеточного носителя к другому клеточному через промежуточный носитель, и у млеков она тоже встречается, см., например https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-018-1456-7

[loky1109]

Напрямую гены горизонтально практически никогда не передаются, только посредством вирусов.

Не совсем верно.
Как минимум есть тихоходки и Elysia chlorotica. Это только первое пришедшее в голову.

[Combinator]

Напрямую гены горизонтально практически никогда не передаются, только посредством вирусов.

Не совсем верно.
Как минимум есть тихоходки и Elysia chlorotica. Это только первое пришедшее в голову.

Хотелось бы ссылку на пруф, что тихоходки получили некоторые гены напрямую от других клеточных организмов.

[Серый Страж]

Кеа оказались наивными реалистами
https://nplus1.ru/news/2021/10/05/nestor-notabilis-naive-realists

Новозеландские попугаи кеа не увидели разницы между реальностью и виртуальным миром. Орнитологи экспериментально доказали, что для этих птиц объекты, которые они видят на экране, являются частью реального мира. Так, кеа верят, что виртуальный шарик может оказаться в реальном ящичке. Авторы отмечают, что многие эксперименты по изучению интеллекта животных построены на идее, что те являются наивными реалистами, однако найти убедительные доказательства в пользу этого предположения удалось только сейчас. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Biology Letters.

Зоологи все чаще используют в экспериментах по изучению интеллекта животных различные экраны, в том числе сенсорные. При этом исследователи обычно считают испытуемых наивными реалистами, для которых предметы вокруг них и изображения на экране принадлежат к одному и тому же миру. Впрочем, возможно, такой взгляд не всегда верен. На это указывают результаты эксперимента, согласно которым человеческие дети уже в девятнадцать месяцев осознают разницу между реальным и виртуальным мирами. Учитывая, что интеллектуальный уровень некоторых животных не ниже, чем у детей такого возраста, они тоже вполне могут не быть наивными реалистами.

[Серый Страж]

У губок найдены вероятные эволюционные предшественники нейронов и миоцитов
https://elementy.ru/novosti_nauki/433891/U_gubok_naydeny_veroyatnye_evolyutsionnye_predshestvenniki_neyronov_i_miotsitov

Губки — одни из самых просто устроенных животных. У них нет ни тканей, ни органов, а есть лишь несколько типов клеток, различающихся по строению и функциям. Секвенирование РНК из тысяч индивидуальных клеток пресноводной губки-бадяги (Spongilla lacustris) с последующим сравнением профилей экспрессии (наборов работающих генов) позволило выделить 18 типов клеток, пять из которых описаны впервые. Разнообразие клеток имеет выраженную древовидную структуру: все типы клеток группируются в четыре семейства, что, возможно, отражает их эволюционную историю (можно допустить, что каждое семейство произошло путем последовательной дифференциации от одного исходного типа клеток). Некоторые типы клеток губки по своему строению, набору экспрессирующихся генов и функциям напоминают мышечные и нервные клетки более сложных животных (Eumetazoa). Их дальнейшее изучение должно пролить свет на происхождение нервной системы и мышц эуметазоев.

В ближайшем будущем, возможно, мы узнаем и о результатах аналогичного исследования пластинчатых: по слухам, авторы обсуждаемой статьи уже работают над этим. У трихоплакса тоже нет нервной системы, но у него, в отличие от губок, есть довольно сложное поведение, на которое можно влиять, добавляя в воду нейротрансмиттеры высших животных. По-видимому, скоро мы узнаем новые факты, проливающие свет на происхождение нервной системы.

[Серый Страж]

Речь и орудийная деятельность контролируются единым центром в базальных ядрах
https://elementy.ru/novosti_nauki/433897/Rech_i_orudiynaya_deyatelnost_kontroliruyutsya_edinym_tsentrom_v_bazalnykh_yadrakh

Недавнее исследование отпечатков мозга на черепных коробках ранних представителей людей говорит о том, что рост мозга начался раньше, чем его структурные перестройки (M. S. Ponce de León et al., 2021. The primitive brain of early Homo). Эти перестройки связаны, по-видимому, с реорганизацией отделов, отвечающих за социальные функции, орудийную и лингвистическую деятельность человека. Они начались, судя по изученным черепам, 1,5–1,7 млн лет назад. Теперь ученые доказывают наличие общей нейронной основы для манипуляции орудиями и построения сложных синтаксических структур. Оба этих вывода поддерживают гипотезу о происхождении языка в связи со становлением орудийной деятельности. Рисунок с сайта the-scientist.com

Европейские нейрофизиологи изучали, какие нервные центры мозга активируются при решении лингвистических тестов и при орудийной деятельности. Они обнаружили заметное перекрывание активных зон при выполнении заданий этих двух типов: общие зоны располагаются в базальных ядрах переднего мозга. В экспериментах по обучению удалось подтвердить, что лингвистическая и орудийная функции не просто занимают общее пространство в мозге, но и координируются какими-то общими нейронными контурами.

Об этом свидетельствует эффект переноса при обучении: тренировка орудийной функции вызывает улучшение результатов по лингвистике, и наоборот — лингвистическая тренировка ведет к увеличению ловкости в манипуляции орудиями. Общая нейробиологическая основа в данном случае говорит в пользу коэволюции в становлении языка и орудийной деятельности.

После статистической обработки результатов выполнения тестов удалось показать с учетом контролей, что у испытуемых и вправду задания выполняются лучше после комплементарной тренировки, чем до нее. Иными словами, ученые зарегистрировали двунаправленный эффект переноса: от орудийной деятельности к лингвистической и в обратном направлении.

Эффект переноса интересен сам по себе — не так уж часто нейробиологам удавалось его зарегистрировать. Но в данном случае он важен и с точки зрения понимания эволюции языка. Если у этих двух функций есть общая нейробиологическая база с общими нейронными контурами — в базальных ганглиях и, возможно, где-то еще, — то они должны были эволюционировать взаимосвязано. Развитие одной неизбежно должно было в той или иной мере привести к развитию другой.

[Серый Страж]

Создана первая искусственная геномная ДНК
https://ria.ru/20211119/dnk-1759882833.html

Японские биологи создали первую искусственную геномную ДНК, которая может воспроизводиться и развиваться вне клетки. Ученые смогли запустить процесс экспрессии генов и внеклеточную репликацию в ДНК, созданной в бесклеточной системе из нуклеиновых кислот и белков. Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Synthetic Biology.

Чтобы обойти эту проблему, ученые из Токийского университета во главе с профессором Норикадзу Ичихаши (Norikazu Ichihashi) вместо сложного механизма репликации ДНК, используемого живыми организмами, который требует большого количества генов, создали искусственную систему репликации всего с двумя генами — фермента репликации ДНК Phi29 и Cre-рекомбиназы. Авторы предположили, что эти два белка будут хорошо функционировать при низких концентрациях и смогут экспрессироваться в достаточных количествах даже в существующих бесклеточных системах трансляции.

Они создали такую бесклеточную систему транскрипции-трансляции, в которой им удалось транслировать гены в белки и реплицировать исходную кольцевую ДНК с помощью кольцевой ДНК, несущей два гена, необходимых для репликации. Более того, они успешно улучшили исходную ДНК, увеличив эффективность ее репликации в десять раз. Запущенный учеными цикл репликации ДНК продолжался в течение 60 дней.