Просмотр сообщений

В этом разделе можно просмотреть все сообщения, сделанные этим пользователем.


Сообщения - ArefievPV

Страницы: [1] 2 3 ... 481
1
Колонии слизи оказались слишком умны: интеллект без нервной системы
https://www.popmech.ru/science/news-477692-kolonii-slizi-okazalis-slishkom-umny-intellekt-bez-nervnoy-sistemy/
Ученые выяснили, что колонии одноклеточных организмов могут обмениваться информацией об окружающем мире друг с другой, не имея даже примитивной нервной системы.

Слизевики, пожалуй, являются одной из самых странных форм жизни на Земле. Это ни многоклеточные животные, ни растения и даже ни грибы — это колонии простейших амеб, способные не только расти и двигаться, но даже демонстрировать весьма странный тип интеллекта.

Мы привыкли к тому, что для интеллектуальной деятельности необходимо как минимум наличие нервной системы. Однако одноклеточных такие мелочи не волнуют и они разработали свой собственный способ изучения окружающего мира и даже передачи знаний своим потомкам. Команда ученых из Французского национального центра научных исследований (CNRS) выяснила подробности этого удивительного процесса.

Объектом их исследования стал Physarum polycephalum, очаровательный одноклеточный шарик с несколькими ядрами — подходящий кандидат на изучение интеллекта слизевиков. Вы можете посмотреть, как он без особого труда перемещается по лабиринту:

Исследование спровоцировало одно интересное обстоятельство. Ранее ученые наблюдали, как. polycephalum передавал информацию о веществах другим слизистым колониям, когда они встречались друг с другом. Колонии образовывали связи и буквально объединяли свои жидкостные системы (аналог кровеносных сосудов у более сложных организмов). Для эксперимента их поместили в среду с кусочками еды, разделенными дорожками из соли. Соль не смертельна для этих существ, но они не особо интересуются ей и предпочитают лишний раз не контактировать.

Ученые заведомо выяснили, что слизевики изучают соль во время того, как ползают по ней. Оказалось, что эту информацию они могут передавать товарищам, которые никогда не контактировали с этими белыми кристаллами. Выяснилось, что благодаря обмену данными эти колонии намного быстрее преодолевали солевой барьер, не тратя время на анализ среды и быстро выводя из своей структуры капли с солевым раствором, когда необходимость в них исчезала.

Кроме того, в процессе испытаний подтвердилась еще одна гипотеза — слизевики могут впадать в состояние анабиоза, когда условия среды далеки от идеальных. Так, одна из испытуемых колоний целый месяц хранила в себе жидкость с солевым раствором, хотя обычно на ее выведение нужна всего пара дней. Авторы исследования убеждены, что феномен длительного привыкания у организмов без нервной системы — это лишь один пример когнитивных способностей, которыми они могут обладать. Возможно, в будущем ученые еще не раз докажут, что простейшие организмы способны к намного более сложным операциям, чем может показаться на первый взгляд.

P.S.
Цитировать
Вы можете посмотреть, как он без особого труда перемещается по лабиринту:
Где посмотреть-то? Чего-то не нашёл... :-[

2
На тему эпигенетического наследования...

Злокачественные опухоли могут наследоваться без мутаций
https://www.nkj.ru/news/36100/
Изменения в отцовской ДНК сказываются на здоровье детей, даже если сама мутация детям не передаётся.

Известно, что предрасположенность к онкологическим заболеваниям может передаваться из поколения в поколение. Злокачественные опухоли появляются, когда некоторые гены начинают работать не так, как надо, а работать не так, как надо, эти гены часто начинают из-за мутаций – то есть из-за изменений в генетических буквах, из которых состоит ДНК. Мутация, появившись в половых клетках матери или отца, перейдёт к их детям; соответственно, вероятность болезни у детей  повысится по сравнению с тем случаем, как если бы мутации не было.

Однако предрасположенность к раку может передаваться и без мутаций. Исследователи из Уайтхедовского института вместе с коллегами из других научных центров США экспериментировали с мышами, у которых отключали ген Kdm6a – он кодирует фермент, который занимается химическими модификациями гистонов. А гистоны, как мы знаем, это белки-упаковщики ДНК, и от гистонов во многом зависит, какой участок ДНК будет сильно упакован и потому неактивен, а какой, наоборот, будет доступен для считывания генетической информации.

Работа самих гистонов зависит от химических модификаций, в частности, от метильных групп, которые на них сажают и снимают разные ферменты. Kdm6a – как раз из ферментов, снимающих метилирование. В целом такая регуляция активности генов через упаковку ДНК называется эпигенетической: она не затрагивает сам генетический текст, то есть происходит как бы поверх него. (Стоит уточнить, что эпигенетических механизмов регуляции есть несколько, и модификации гистонов – лишь один из них.)

Ген Kdm6a находится в Х-хромосоме. Его отключали  так, чтобы он не работал в клетках, из которых получаются сперматозоиды. Дальше самцов с отключённым Kdm6a скрещивали с обычными самками, и смотрели, что получится с их сыновьями. Почему особое внимание было именно сыновьям? Потому что у них никакой мутации в Kdm6a не было: ведь мыши-мальчики получались, когда яйцеклетку (а все яйцеклетки, на всякий случай напомним, содержат одну Х-хромосому) оплодотворял сперматозоид с Y-хромосомой; мутантный Kdm6a у самцов был в других сперматозоидах, которым в процессе созревания достался Х. Но влияние мутации было видно на гистонах во всех сперматозоидах – их гистоны были очень сильно метилированы.

В статье в eLife говорится, что самцы мужского пола в потомстве стали часто умирать всего через год после появления на свет. И связано это было с большим количеством опухолей, которые у них начали расти. (Опухоли появлялись и у обычных мышей от обычных отцов, но не в таком количестве и не так рано.) Во втором поколении (то есть у внуков самцов с отключённым Kdm6a) опухолевый эффект проявлялся ещё сильнее.

Сравнивая модификации гистонов, связанных с разными участками ДНК, исследователи увидели, что у отцов с выключенным Kdm6a и у их детей  многие эпигенетические метки распределены одинаково. Более того, изменения в эпигенетических метках сильнее всего касались тех зон ДНК, где были гены, влияющие на появление и рост опухолей. Сама мутация в Kdm6a, напомним, от родителей к детям не переходила, но зато по наследству переходили её последствия – то есть можно сказать, что предрасположенность к злокачественным опухолям передавалась без передачи мутации. Действительно, эпигенетическая настройка генов перешла по наследству от отцов к сыновьям, и гены стали работать в пользу онкологических болезней.

Передача эпигенетических инструкций по наследству сейчас бурно исследуется. Не так давно считалось, что у зверей родительская «эпигенетика» от родителей к потомкам не передаётся. Но, как было сказано выше, эпигенетических механизмов есть несколько, и один из них как будто действительно теряет силу в созревающих половых клетках. Но есть и другие механизмы эпигенетической регуляции, которые продолжают работать и в половых клетках, и, видимо, в зародыше. Мы как-то писали о том, что в сперматозоидах остаются особые регуляторные РНК, которые участвуют в одном из эпигенетических механизмов, и что с помощью таких РНК детям может передаваться стресс родителей. Видимо, и гистоновый механизм тоже преодолевает межпоколенческую границу.

Новые данные не особо утешительны, если вспомнить, насколько легко можно вмешаться в эти самые эпигенетические механизмы – здесь можно вспомнить сравнительно недавнюю новость, что и привычный никотин влияет на ДНК через поколения. С другой стороны, сейчас активно ищут лекарства, которые тормозили бы на онкологические процессы именно на эпигенетическом уровне.

P.S. И ссылки о которых упомянуто в тексте заметки:

Может ли стресс передаваться по наследству
https://www.nkj.ru/news/27202/
Регуляторные молекулы, появляющиеся в сперматозоидах из-за стресса, влияют на активность генов у эмбриона.

Никотин влияет на ДНК через поколения
https://www.nkj.ru/news/34712/
Потомство «курящих» самцов чувствует на себе отцовский никотин.

3
И с выводами, что вероятно нужно распространять жизнь дальше и беречь ее здесь соглашаюсь
Тем самым мы, как отдельные элементы нашей биосферы, способствуем реализации (типа, по своему и на своём уровне следуем в общем тренде всех живых подсистем и элементов биосферы) главного свойства этой биосферы – стремления к самосохранению. В нас такие свойства/качества изначально закладывается (не напрямую, а косвенно, опосредованно) ещё при формировании.
Это да :)
Добавлю (пояснение к передаче свойств/качеств)...

Свойство элемента является производным от свойства системы, в которую данный элемент входит (типа, пока включён систему, пока он в ней работает). Подчёркиваю – пока элемент работает в системе, часть его свойств качеств является производными от свойства/качества системы.
Об этом упоминал, например, вот здесь:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9297.msg216308.html#msg216308
Настоящая трудность, на мой взгляд, заключается в том, что мы не можем изолировать сложную систему от её окружения, чтобы проанализировать и оценить её реакции (подчёркиваю, те реакции, которые она демонстрировала именно в этом окружении) в чистом виде.

Изъятие автоматически изменяет реакции системы. Особенно это заметно, если окружение системы представляет собой целую сеть аналогичных систем. А нам-то казалось, что реакции должны остаться прежними (какими они были, пока система находилась в своём естественном окружении) и мы их точно «выловим» в чистом виде.

Не «выловим». К сожалению, мы «выловим» совсем другие реакции, которые соответствуют данному окружению (например, условиям опыта). А так как, в своем большинстве, условия опыта обычно максимально упрощены, то и ответная реакция (которую мы успешно и «выловим») будет простая, а не та, которую мы подспудно ожидали. Данная ситуация вводит исследователей в аналитический ступор – начинают изобретать всякие жизненные силы, разумное начало и пр.
А так как элемент всегда будет находиться в какой-то системе (нелокально так он вообще постоянно включён в нашу Вселенную), то буквально все его свойства/качества являются производными от свойств/качеств каких-то систем.

Напоминаю, производное это не то же самое, что первообразное. Производное, это отражение (проекция тоже частный случай отражения).

Даже наше стремление к самосохранению является производным от стремления к самосохранению нашей биосферы.

4
Здесь не спорю. Но начинать надо с самой сути живого, а не принимать за эту суть конкретный пример земной биологии. И про эту суть я упоминал неоднократно. Например, совсем недавно:
Мало того, наличие в основе структуры живой системы молекулярных химических соединений (даже не обязательно с участием углерода и воды) вообще не является основным признаком живой системы. Основной признак живой системы – стремление к самосохранению.
.....
Главное чтобы они и в тех условиях обладали основным свойством живых систем – стремлением к самосохранению.
Вот не знаю. Этот вопрос здесь много раз поднимался, я все это читала, но пока так и не достигла согласия даже с собой по этому вопросу.
Тогда ещё раз подниму (зайду, так сказать, уже с другой стороны).

При объяснениях наблюдаемого усложнения систем (например, в эволюции) могут придерживаться следующих методик: «сверху вниз» и «снизу вверх». Причём, объяснительные методики могут чередоваться (по критериям наглядности (лёгкости восприятия), по личным предпочтениям, исходя из имеющихся знаний).

Методика объяснения «сверху вниз» предполагает наличие системы высокого уровня сложности, которая в силу естественных причин с высокой степенью вероятности может распасться (раздробится, разделится) на несколько систем того же уровня сложности как и у исходной системы.

Методика объяснения «снизу вверх» предполагает наличие системы низкого уровня сложности, которая в силу естественных причин с высокой степенью вероятности может соединиться с несколькими аналогичными системами (того же или немного меньшего уровня сложности) в одну систему более высокого уровня сложности, чем любая из исходных систем.

За точку отсчёта берётся условная система и от неё начинают предполагаемый путь (процесс) усложнения. Обычно для наглядности выбирается «отрезок» пути усложнения, который наиболее лёгок для восприятия и анализа.

Например, один из возможных вариантов эволюции живой системы на нашей планете.

При объяснении «сверху вниз» за точку отсчёта берётся глобальная (без преувеличения) система функционирования кругооборота вещества и энергии на поверхности планеты, поддерживаемая поступлением притоков вещества из мантии (типа, исходных реагентов) и осаждением вещества (продуктов реакции неспособных включится в действующий кругооборот с последующей «утилизацией» в глубинах мантии планеты)
и поступлением солнечной энергии и переизлучением тепла  в космическое пространство.

Два гигантских процесса: потоки вещество из недр планеты и обратно в недра планеты, потоки энергии из внешнего (внепланетного) пространства и обратно во внепланетное пространство «сталкиваются» и взаимодействуют (чрезвычайно многообразно) на поверхности планеты.

В результате этих процессов появилась и литосфера (с движением континентальных плит, вулканизмом и пр.), и гидросфера, и атмосфера.

Но и после появления литосферы, гидросферы, атмосферы эти гигантские потоки продолжали функционировать и взаимодействовать между собой (теперь ещё более многообразно).

А теперь, представьте миниатюрные копии этих процессов взаимодействия в локальном масштабе (хотя бы размером с гидрогеологическую систему со всеми её протоками, водоёмами, болотами и пр., плюс добавку атмосферных процессов (ветры, вихри, тучки/облачка, дожди, молнии) и геологических процессов (гейзеров, вулканчиков, землетрясений, оползней, поднятий/опусканий грунтов) – обе добавки тоже в локальных масштабах). Представляете, насколько она сложно устроена? При этом, насколько сбалансирована и устойчива её работа – может существовать веками и тысячелетиями (регулируется многочисленными обратными связями через почву, воздух, воду).

Но, обратите внимание, эта гидрогеологическая система нисколько не сложнее глобальной системы кругооборота вещества и энергии. Она даже проще (упрощение практически неизбежно). Но смотрится неимоверно сложно. И причина такой сложности проста – мы попросту не воспринимаем глобальную систему как таковую (масштаб восприятия не соответствует привычному для нас масштабу восприятия).

Теперь, повторите процедуру такого поэтапного уменьшения (локализации) исходной системы несколько раз. Причём, даже с сопутствующим неизбежным упрощением (лишь бы свойство устойчивости, самосохранения и стремления к самосохранению, наблюдалось), получаемого после каждого этапа распада исходной системы. В итоге дойдёте до предела – до молекулярного масштаба компонентов (дальше дробить компоненты не получится – плотность потоков энергии не позволяет).

То бишь, можно интерпретировать одноклеточное существо, как результат многократного дробления/распада исходной сложной системы (с последующей оптимизацией после каждого этапа дробления/распада исходной системы), обладающей выраженным свойством самосохранения.

5
В общем я как адвокат жизни
Подозреваю, что Вы адвокат весьма предвзятый. Защищать Вы готовы именно нашу жизнь на нашей планете (правда, я и сам такой). А ведь я неоднократно говорил, что понимание, что такое жизнь, что такое живая система у абсолютного большинства людей весьма узкое (ограниченно примером нашей земной биологии), включая людей, «увешанных» всевозможными научными титулами, званиями, регалиями…

И фраза об уникальности косвенно свидетельствует, и о предвзятости, и об ограниченности представлений о жизни (о живых системах):
Но конечно уникальность этого явления надо осознавать.
Именно такая, как на нашей планете, форма жизни, возможно, что явление относительно редкое (и то я сомневаюсь). Но, как таковая, жизнь (живые системы) во Вселенной весьма распространенное явление.

интуитивно начинаю внутренне настаивать, что во первых мы чуть не в начале изучения возможностей закономерностей образования жизни и ставить на ней крест как минимум рано.
Здесь не спорю. Но начинать надо с самой сути живого, а не принимать за эту суть конкретный пример земной биологии. И про эту суть я упоминал неоднократно. Например, совсем недавно:
Мало того, наличие в основе структуры живой системы молекулярных химических соединений (даже не обязательно с участием углерода и воды) вообще не является основным признаком живой системы. Основной признак живой системы – стремление к самосохранению.
.....
Главное чтобы они и в тех условиях обладали основным свойством живых систем – стремлением к самосохранению.

И с выводами, что вероятно нужно распространять жизнь дальше и беречь ее здесь соглашаюсь
Тем самым мы, как отдельные элементы нашей биосферы, способствуем реализации (типа, по своему и на своём уровне следуем в общем тренде всех живых подсистем и элементов биосферы) главного свойства этой биосферы – стремления к самосохранению. В нас такие свойства/качества изначально закладывается (не напрямую, а косвенно, опосредованно) ещё при формировании.

Закладываются, как в отдельные организмы/особи, так и в целые виды/сообщества… Это «вшито» прямо в структуру нашего организма, начиная с генома ( и постоянно «вшивается» в структуру нашего организма самим окружением (с участием биосферы) на более высоких уровнях организации – клеточном, тканевом, уровне органов и подсистем, организма в целом, групп организмов, видов/социумов и т.д.).

Можно сказать, что стремление сохранить биосферу у нас наследственно-наведённое.
И не надо думать, что если организмы что-то разрушают в биосфере, то они не работают на основной тренд (стремление к самосохранению биосферы) – ещё как работают. Для обеспечения самосохранения важны и процессы распада/разрушения, и процессы соединения/синтеза (как в обычном многоклеточном организме клетки-киллеры очень даже работают на самосохранение всего организма в целом).

6
Магнитное поле нарушило термодинамическое соотношение неопределенностей
https://nplus1.ru/news/2019/04/22/magnetic-bound
Физики из Германии показали, что сильное магнитное поле может нарушить термодинамическое соотношение неопределенностей, связывающее относительную неопределенность токов и скорость диссипации энтропии. Для этого ученые рассмотрели упрощенную задачу — движение частицы, утопленной в жидкости с постоянной температурой, привязанной к началу координат упругой пружинкой и раскручиваемой постоянным внешним моментом. Кроме того, исследователи вывели более слабый аналог соотношения и показали, что он имеет простой физический смысл. Статья опубликована в Physical Review E, препринт работы выложен на сайте arXiv.org.

Цитировать
До тех пор, пока в термодинамической системе не установится равновесие, по ней текут токи, которые пытаются выровнять параметры системы во всех ее точках. Часть из этих токов можно использовать в практических целях — например, тепловой двигатель совершает работу за счет теплового тока, а молекулярные моторы работают за счет потока частиц. Другие токи преобразуют потенциальную работу в бесполезное тепло. Следовательно, чтобы оптимизировать использование двигателя, нужно подавить два фактора: неопределенность и диссипацию. Первый фактор связан с тепловыми флуктуациями, которые мешают точно предсказать эволюцию системы, то есть делают двигатель неуправляемым. Второй фактор, очевидно, снижает количество полезной работы, производимой двигателем.

К сожалению, несколько лет назад физики Андре Барато (Andre Barato) и Удо Зайферт (Udo Seifert) обнаружили, что одновременно избавиться от обоих факторов невозможно: если пытаться уменьшить тепловые потери, двигатель становится менее предсказуемым, и наоборот. По аналогии с принципом Гейзенберга из квантовой механики, который связывает неопределенности координаты и импульса частицы, ученые назвали открытую закономерность термодинамическим соотношением неопределенности. С момента открытия этого соотношения теоретики уже успели независимо проверить его для дискретных систем, эволюция которых описывается марковскими прыжками, и более приближенной к реальности динамике Ланжевена (Langevin dynamics).

Впрочем, в термодинамическом соотношении неопределенностей есть одна лазейка: его стандартное доказательство опирается на инвариантность наблюдаемых относительно обращений оси времени (то есть T-симметрию системы). Для систем, переменные которых меняют знак при подобном преобразовании, это доказательство не работает, а потому ограничение может не выполняться. В самом деле, в прошлом году группа ученых под руководством Удо Зайферта подтвердила, что соотношение нарушается в простейшем случае «недозатухшей» частицы в одномерном периодическом потенциале. «Недозатухшая» (underdamped) система — это колебательная система, в которой параметр затухания (проще говоря, трение) меньше единицы. Несколько месяцев спустя другая группа исследователей заметила, что это соотношение не выполняется для баллистического транспорта в многополюсных проводниках (multiterminal conductors), помещенных в магнитное поле.
Цитировать
Наконец, ученые отмечают, что этот результат поднимает два важных теоретических вопроса. Во-первых, хотелось бы установить границы применимости соотношения неопределенности, коль скоро оно может нарушаться. В простейшей системе, рассмотренной физиками, таким условием выступала взаимная ориентация напряженности поля и внешнего крутящего момента (чтобы соотношение нарушилось, они должны смотреть в одну сторону). Во-вторых, исследователи предполагают, что помимо «традиционного» термодинамического соотношения неопределенностей может существовать и более слабое соотношение, которое выполняется для всех систем без исключения. Авторы надеются, что их результаты, полученные для простейшей системы и имеющие прозрачный физический смысл, поможет ответить на эти вопросы.

Обычно физики считают, что соотношение неопределенностей является исключительно квантовым эффектом, исчезающим при переходе к классическим системам. Однако в феврале прошлого года японские физики-теоретики показали, что соотношение, связывающее неопределенности времени и энергии, в действительности возникает во всех системах, эволюция которых описывается эрмитовым оператором — в том числе, в классических системах, в которых таким оператором выступает оператор Лиувилля. Кроме того, иногда соотношение неопределенностей можно «обхитрить» с помощью специально подобранных квантовых состояний. Как такие «хитрости» помогли ученым зарегистрировать гравитационные волны, можно прочитать в материале «Точилка для квантового карандаша».
P.S. Выскажу предположение. Соотношение неопределённостей (любого рода) в любой теории (в любой области знаний) отражает всего лишь меру нашего незнания (отражает ограниченность наших знаний выраженной такой вот формулировкой - типа, соотношение неопределённостей нам мешает узнать одновременно и то, и другое)...

Удобная позиция - всё свалить на это "вредное" соотношение... Ага, как же... А  теорию не пробовали переделать? ::)

Если в теории появилось соотношение неопределённостей, то теория не отражает действительности в необходимом объёме...

7
Вероятность зарождения жизни
https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/434611/Veroyatnost_zarozhdeniya_zhizni
Борис Штерн, Александр Марков, Армен Мулкиджанян, Евгений Кунин, Михаил Никитин
«Троицкий вариант — Наука» №6(275), 26 марта

Цитировать
Предисловие Бориса Штерна

Мы давно планировали провести дискуссию, связанную с вечным вопросом о месте человека во Вселенной. Это, конечно, про внеземную жизнь и планеты у других звезд.

Цитировать
Михаил Никитин, научный сотрудник отдела эволюционной биохимии НИИ физико-химической биологии им. А. Н. Белозерского МГУ:

Мне кажется, что жизнь бактериального уровня сложности широко распространена во Вселенной, а вот развитие до многоклеточных животных и потенциально разумных существ гораздо менее вероятно.

Почему я считаю, что возникновение бактериальной жизни высоко вероятно?

Аргументация Кунина основана на экспериментах по искусственному отбору рибозимов-репликаз, которые копируют молекулы РНК и потенциально могут скопировать самих себя. Все эти рибозимы имеют длину порядка 200 нуклеотидов, и вероятность получения их путем случайной самосборки — порядка 4^−200. Однако эти эксперименты не учитывали много важных факторов, которые могли, во-первых, обеспечить репликацию при помощи более коротких и простых рибозимов, а во-вторых, до начала всякой репликации направить самосборку в сторону структурированных РНК, способных работать рибозимами. Часть этих факторов уже была названа другими авторами: неферментативная репликация Шостака, отбор на самопрайминг в «мире палиндромов» Маркова, отбор на устойчивость к ультрафиолету, направляющий самосборку РНК в сторону структур со шпильками, предложенный Мулкиджаняном). Я добавлю к этому списку минеральные подложки и «тепловые ловушки» (узкие поры с температурным градиентом), которые очень облегчают копирование РНК. Дальше, коль скоро у нас есть простая самореплицирующаяся генетическая система, дарвиновская эволюция с высокой вероятностью быстро создаст на ее основе бактериальную клетку или что-то аналогичное — с клеточной мембраной, поддерживающей постоянный солевой состав внутри клетки.

P.S. Статья большая. Процитировал только кусочек. Можно подискутировать. ::)

Для меня более близка точка зрения Михаила Никитина. А про минеральные подложки в своих постах многократно упоминал...

8
Нерв, пересаженный в другую мышцу, перестраивает ее «под себя»
https://elementy.ru/novosti_nauki/433467/Nerv_peresazhennyy_v_druguyu_myshtsu_perestraivaet_ee_pod_sebya
Животные могут двигаться благодаря сокращению скелетных мышц, которые управляются моторными нейронами. Тело такого нейрона располагается в спинном мозге, а длинный аксон в составе нервного волокна тянется в управляемую мышцу. Крупными мышцами и мышцами, от которых требуется высокая точность движений, управляют группы из десятков или даже сотен моторных нейронов. Состав таких групп и особенности нейронов в них соответствуют «подконтрольным» мышцам, однако механизм этого соответствия пока непонятен. Недавнее исследование европейских нейробиологов позволяет лучше разобраться в этом вопросе. Они оперировали крыс, пересаживая им нервы из мышцы кисти в бицепс. Почти все операции прошли успешно — через три месяца после операции мышцы восстановились и развивали такое же усилие, как до операции. При этом обнаружился неожиданный эффект: структура мышечных волокон изменилась и стала соответствовать структуре донорских нервов. Ученые считают, что полученные результаты и дальнейшие исследования в этом направлении через несколько лет приведут к прорыву в нейротрансплантологии и биопротезировании.
Цитировать
Мышечная ткань млекопитающих делится на три типа:
     1) Гладкая, состоящая из одноядерных веретенообразных клеток (миоцитов) длиной 15–500 мкм. Из нее сложены стенки внутренних органов, включая кровеносные и лимфатические сосуды. Гладкая мышечная ткань сокращается и расслабляется медленно, причем происходит это автоматически, не по нашей воле.
     2) Поперечнополосатая скелетная, которая состоит из длинных (длиной до нескольких см) миоцитов, у которых множество ядер и «полосатая» (под микроскопом) цитоплазма. Из нее сложены в основном скелетные мышцы, которые и позволяют нам двигаться.
     3) Поперечнополосатая сердечная, миоциты (кардиомиоциты) которой имеют длину до 150 мкм и разветвленную форму и срастаются друг с другом переплетенными отростками, сливаясь цитолазмой (тоже «полосатой»).

Поперечные полоски, характерные для последних двух типов мышечной ткани, создаются чередованием в ее клетках толстых нитей (миофибрилл) белка миозина и тонких нитей белка актина. Движение нитей этих белков друг относительно друга и позволяет мышце сокращаться. Молекула миозина скелетной мышцы состоит из шести полипептидных цепей — двух тяжелых (Myosin heavy chain, MHC) и четырех легких (Myosin light chain).

Огромные длинные многоядерные клетки скелетной мышечной ткани (каждая из которых образована множеством слившихся одноядерных миоцитов) — это и есть волокна, из которых мышца состоит. Эти волокна бывают трех типов, и каждому типу соответствует своя изоформа миозина, отличающаяся строением MHC. Оксилительные (медленные, красные) волокна богаты митохондриями с высокой активностью окислительных ферментов и работают на получаемой ими энергии. Сила и скорость сокращений этих волокон относительно невелики, но и устают они тоже медленнее. В этих волокнах присутствует изоформа миозина MHC-I. В гликолитических (белых) волокнах с изоформой миозина MHC-IIb вдобавок к окислительным очень активны ферменты гликолиза (расщепления сахаров), которые дают этим волокнам дополнительную энергию. Эти волокна могут сокращаться быстрее и сильнее, но и устают тоже быстрее. Есть также промежуточный тип волокон с изоформой миозина MHC-IIa, средний по характеристикам между первым и вторым.
Цитировать
Структура прооперированной мышцы при этом изменилась, став похожей на структуру донорской мышцы, которую нерв иннервировал изначально (рис. 1). В норме в латеральной головке бицепса значительно преобладают быстрые гликолитические волокна подтипа IIb. А после пересадки в нее локтевого нерва в ней в значительном количестве появились медленные окислительные волокна типа I и промежуточные типа IIa, которых много и в червеобразных мышцах кисти. Эта трансформация произошла за счет изменения экспрессии MHC в мышечных клетках: аксоны нового нерва фактически «заставили» синтезировать тяжелые цепи миозина новых типов. Ранее в других исследованиях уже было показана способность мотонейронов управлять этим процессом в мышечных клетках (см., например, S. Schiaffino, C. Reggiani, 2011. Fiber Types in Mammalian Skeletal Muscles).
P.S. Так понял, что изменилась экспрессия генов? И в результате изменилось соотношение изоформ миозина? Сигналы от нервных клеток могут менять экспрессию генов в мышечных клетках?

9
Быстрее могли приспосабливаться те виды, которым не нужно было всё записывать в генетику.
Я это сформулировал раньше Вас.  Вы не процитировали, АбЫдно.
А может даже и не прочитали. Тоже "АбЫдно"... :-[
Или прочитали, но "по диагонали" (не вникая). И это тоже "АбЫдно"... :-[
Не Вам одному обидно. Я тоже плохо переношу, когда "болт забивают" на мои высказывания... :-[

Но что поделать - такова действительность... 8)

10
Информация, только косвенно касающаяся мозга человека... И весьма неоднозначная информация...

Мёртвый мозг слегка воскресили
https://www.nkj.ru/news/36061/
Мозг свиньи жил обменом веществ в течение полутора суток после смерти.

Мозг поглощает огромное количество кислорода и питательных веществ, поэтому, когда перестают работать лёгкие и сердце, мозг умирает чрезвычайно быстро. Однако уже больше ста лет исследователи стараются как-то продлить жизнь мозгу после остановки сердца – его охлаждают, через него искусственным образом прокачивают кровь или её заменитель, и т. д.

Удалось также показать, что клетки мозга сохраняют некоторые признаки жизни и после смерти – например, они могут синтезировать белки, если их снабдить нужными ресурсами. (Мы как-то писали о том, что некоторые гены в мёртвых тканях могут работать ещё несколько дней.)

Исследователи из Йеля решили пойти дальше и попытались оживить не отдельные нейроны, но мозг в целом. Для этого у тридцати двух свежеубитых свиней вынимали мозг и подсоединяли к особой системе BrainEx, которая прокачивала через сосуды мозга специальный раствор, имитирующий кровь. От момента смерти до подключения к системе BrainEx проходило 4 часа, однако несмотря на это в течение следующих шести часов с искусственной кровью жизнь к мозгу частично вернулась.

В статье в Nature говорится, что клетки мозга (как нейроны, так и служебные глиальные клетки) поглощали глюкозу и кислород и выделяли углекислый газ – то есть к ним вернулся обмен веществ. Заработали клетки микроглии, которые выполняют иммунную функцию; что до нейронов, то нервные клетки префронтальной коры и гиппокампа, одного из главных центров памяти, выглядели как живые: у них не нарушилась клеточная структура, а некоторые нейроны даже реагировали на электрические импульсы. В таком виде мозг существовал 36 часов.

Однако никакой синхронности, скоординированности в работе нервных клеток не было – то есть никакого возвращения сознания не случилось. Авторы работы полагают, что, возможно, более-менее полноценную активность в мозге можно разбудить или сильным электрическим импульсом, или подержав его ещё какое-то время в питательной среде, чтобы клетки успели прийти в себя. Тут надо заметить, что в самом питательном растворе, который прокачивали через мозг, содержались вещества, которые должны были подавлять электрическую активность нервных клеток, поскольку были опасения, что если они начнут активничать, то лишь навредят сами себе. Так что, возможно, мозг может и сам «проснуться», если изменить состав искусственной крови. Впрочем, такой задачи исследователи перед собой не ставили – они хотели лишь проверить, можно ли поддерживать метаболическую жизнь в мозге вне тела.

Главное, что удалось показать, это что мозг на самом деле намного более устойчив, чем считалось. Раньше полагали, что достаточно нескольких минут без кровообращения для необратимой смерти мозга. Но, как видим, спустя даже 4 часа мозг способен отчасти ожить, по крайней мере, в том, что касается обмена веществ, причём оживают не только нейроны, но и обслуживающая их нейроглия.

Система BrainEx пока не подходит для клинического применения – чтобы она поддерживал обмен веществ в мозге, его нужно полностью извлечь из черепной коробки. Но бесспорно, что в экспериментах с BrainEx или похожей системой можно многое узнать о мозге – как он ведёт себя в жизни и в смерти.

P.S. Чуток прокомментирую.
Цитировать
Однако никакой синхронности, скоординированности в работе нервных клеток не было – то есть никакого возвращения сознания не случилось
Да хоть даже и была бы такая синхронность - это ещё не признак возвращения сознания. Все подсознательные (бессознательные) процессы тоже требуют скоординированной работы нервных клеток (синхронной активности нервной ткани, нервных структур и пр.).

Синхронность работы (нейронных структур, ансамблей нейронов, нервной ткани), это всего лишь один из признаков возможного проявления эффекта сознания.

11
Итак, вопрос, который я задал, никто не слышит.
Думаю, что услышали. Но кому конкретно Вы свой вопрос задали?
Думаю, что для конкретизации и уточнения своих посылов следует приводить цитаты с фразами из соответствующих сообщений (своих сообщений или сообщений участников). Тогда всем будет понятно, кому и по какому поводу, был задан вопрос.

У меня сложилось такое впечатление, что все ждут, когда же Evol достанет этого некоего владимира... Уважаемый Evol, вы не можете немного утихомириться, а то что-то посетителей темы становится явно меньше? Вообще-то тема посвящена эволюции сознания, и вообще эволюции...
Вы автор темы. И модерировать тему (разумеется, в пределах своих возможностей) следует, наверное, Вам, в первую очередь (модератор форума за всем не угонится).

Или выскажите хоть какие-то мысли по этому вопросу.
Повторю вопрос:  что вы думаете о том, что информационные образы, и объекты памяти, формируются потоками нервных импульсов? То есть, информационный образ - это поток нервных импульсов. Как, по вашему мнению, такое может быть?
Мысли имеются:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9297.msg226152.html#msg226152

12
Образ, отражение…

К сообщениям:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,1720.msg226141.html#msg226141
https://paleoforum.ru/index.php/topic,1720.msg226142.html#msg226142

В самом общем виде.

Образ – это отражение (то есть, изменения (текущие и/или остаточные) в структуре сущности) совокупности сигналов/воздействий от той сущности, которая является оригиналом для данного образа (типа, от прообраза). Любое воздействие отражается в структуре сущности (например, системы) в виде изменений структуры.

Чуток более конкретно.

Потоки нервных импульсов также могут быть образом (отражением). Ведь, и сами потоки нервных импульсов, это тоже изменения в структуре нервной ткани (не суть, что их существование ограничено во времени и в пространстве). Соответственно, потоки нервных импульсов будут образом совокупности сигналов/воздействий, поступающих в нервную ткань мозга: и по нервам (например, от сенсорной системы) в виде нервных импульсов, и по ликвору (заодно опосредованно из кровеносной системы) в виде молекул различных веществ, и даже чисто механические воздействия в виде пульсаций давления (опять-таки из кровеносной системы), и т.д. и т.п.   

Несколько примеров (упрощённых до безобразия).

В этом плане, даже любая конформация сложной молекулы, также является образом (отражением) совокупности оказанных на неё воздействий. Отпечаток ладони на мокром песке является образом (отражением) оказанного воздействия ладони на поверхность мокрого песка. Изображение на фотопластинке является образом (отражением) оказанного воздействия фотонов на молекулы веществ (через электронные оболочки атомов, входящих в состав молекул этих веществ). Ну, и так далее – примеры можно приводить до бесконечности.

Вообще каждая стадия в процессе какого-либо превращения веществ (например, какого-либо каскада сложных химических реакций) является одновременно: и образом, и прообразом. При этом, стадия прообразом является всегда только частично (там ведь не только она оказывает воздействие на последующую стадию – там полно и других воздействий), просто её воздействие зачастую будет определяющим.

Но! Информационным образом в мозге следует в таком случае считать (разумеется, упрощённо) и химический состав ликвора (химический состав межклеточного матрикса). Например, эмоциональное состояние характеризуется изменением концентрации в определённых областях нервной ткани определённых веществ. А ведь такое состояние возникает тоже как образ (отражение) и точно так же несёт в себе информацию (и одновременно является информационным фоном для нейронной активности (тех самых потоков нервных импульсов)). То есть, изменение (локальное и актуальное) концентрации химических веществ в нервной ткани, это тоже информационный образ .

Как уже сказал выше, и в этом случае каждый образ является отчасти прообразом для другого образа (типа, химический образ будет отчасти прообразом для образа из электрических импульсов). Каскад отражений и переотражений воздействий…

Ну, и не следует забывать, что состояния элементов точно также являются образами (отражениями) совокупностей оказанных на них воздействий (от других элементов системы). Типичный пример – нейрон в мозговой ткани. И точно также в них (в элементах) происходят каскады внутренних отражений и переотражений воздействий. И точно также элемент сам (в текущем состоянии) является стадией в каком-то каскаде отражений и переотражений воздействий, протекающем в системе, в которую входит данный элемент.

P.S. Данное сообщение разместил только в качестве пояснений собственного понимания.

13
Скелет ребенка состоит из 300 костей. Во взрослом состоянии их количество обычно уменьшается до 206 — кости срастаются.

14
Оптический резонатор выявил квантовые движения в жидкости
https://nplus1.ru/news/2019/04/17/superfluid-optomechanics
Физики исследовали нулевые колебания и квантовый эффект обратного действия в сверхтекучем гелии. Для этого они заполнили оптический резонатор жидкостью и получили систему спаренных механических и электромагнитных колебаний. Установка стала первым примером системы, в которой возможно изучение квантовых оптомеханических эффектов для жидкостей, а не для твердых тел или газов, пишут авторы в журнале Physical Review Letters.

P.S. Всю заметку прочитать можно по ссылке. Немного прокомментирую отдельные цитаты.
Цитировать
Квантовая механика управляет поведением микроскопических частиц,
Не управляет, а только объясняет. Это ведь просто теория.
Тут ведь напрашивается вопрос: а что, когда квантовой механики не было, поведение частиц было неуправляемым? ::)

Не может чем-то базовым (на основе которого, и сам человек существует) управлять то, что придумано человеком – управлялка не выросла… До какой же степени раздутым самомнением надо обладать – просто удивительно… ???

Причём и объяснения-то только для нас и приемлемы. Более того, эти объяснения приемлемы даже для нас только локально и актуально (в широком смысле – приемлемы здесь и сейчас). Возможно, что через 50÷100 лет эта теория станет объяснять только крохотную часть мироздания (причём только какой-то ограниченный аспект, не более). То есть, сейчас объяснения с помощью данной актуальны, а через некоторое время они станут не актуальными. Мало того, выявится ещё и локальность этих объяснений (это сейчас они претендую на глобальность) в процессе создания более общей теории (по сути, более общего объяснения).

Цитировать
Квантовая механика управляет поведением микроскопических частиц, но ее эффекты могут проявляться и на макромасштабе. Когда свет взаимодействует с макроскопическим объектом, то обычно это проводит к возникновению необратимых возбуждений, что разрушает квантовое состояние излучения и исключает возможность исследования крупномасштабных квантовых свойств тел.
Это и есть воздействие (то самое, которое отражается). Напоминаю – отражается в структуре системы только воздействие.

Соответственно, и разрушение квантового состояния (с параллельным проявлением эффектов на макромасштабе – то бишь, то самое отражение на структуре более высокого иерархического уровня), это как раз и есть материализация «нижнего» уровня с точки зрения «верхнего» уровня…

Совсем недавно об этом упоминал в своих размышлизмах:
https://paleoforum.ru/index.php/topic,9297.msg226044.html#msg226044
Отсюда и парадоксы квантового мира – базовый мир для вышестоящего мира всегда будет представлен в квантовом виде (в виде квантового «супа» из всех возможных состояний сразу)…
Тогда мышление, как процесс, происходящий на более высоком иерархическом уровне структурной сложности системы, представляет собой совокупность всех возможных вариантов действия – процесса произошедшего на нижнем иерархическом уровне структурной сложности системы. Предполагаю, что наиболее вероятный вариант действия (наиболее вероятная комбинация взаимодействующих элементов структуры на верхнем уровне) отражается просто наиболее чётко (именно на данном уровне структуры, и именно, в данном контексте окружения). Но главное – всё это происходит после, а не до!
То, что отразилось из «низа» «наверх», то и будет материальным для этого «верха».
Получается, что материальным будет тот вариант, который отразился лучше всех прочих.

Разумеется, лучше всех прочих, именно в данных условиях и в данное время. Условия и время для «верха», само собой, а «низу» это дело фиолетово... 8) 

15
Реплика (просто пояснения понравились своими формулировками  :))...

Выдрал цитату отсюда:
https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/434613/Karen_Ulenbek_pioner_teorii_instantonov
Цитировать
Основное достижение Карен — в теории инстантонов, своего рода теории геометрических объектов, заданных дифференциальными уравнениями в частных производных. Смысл их состоит в том, что это минимумы некоторого действия в калибровочной теории поля. Что это за теория? Принято считать, с обывательской точки зрения, что все материальные объекты — это точки в пространстве. На самом деле материальные объекты — это поля, т. е. вероятностные распределения в том же самом пространстве. Иначе говоря, каждое материальное тело существует с некоторой вероятностью в каждой точке и в некоторой конфигурации. И это поле вероятностей является функцией на пространстве. В каждой точке пространства есть некоторая вероятность, что наша частица будет иметь такую позицию и такие данные.

Калибровочная теория поля состоит в попытке посчитать движение частиц, интерпретируя их не как набор координат, а как некую функцию распределения. С этой теорией возникает большое количество интересных математических задач, которые, в принципе, никакого отношения к физике уже не имеют. В том числе и изучение инстантонов. Природа этого такова: когда исследователи пытаются посчитать что-нибудь про частицы (где их рассматривают как точки в бесконечномерном пространстве таких полевых распределений), то по этому пространству интегрируют какую-то функцию. Оказывается, есть математический эффект, позволяющий заменить интегрирование этой функции по всему пространству интегрированием по тем точкам, где у этой функции минимум. Точки минимума калибровочных полевых объектов как раз и называются инстантонами. (Это гораздо проще рассказать математическим языком, а не словами. Математическое уравнение очень простое, но я его не буду сейчас приводить).

Страницы: [1] 2 3 ... 481