понедельник

NASA представила наиболее детальную карту Марса

В июле 2010 года пресс-служба научно-исследовательского центра НАСА под названием Лаборатория Реактивного Движения (Jet Propulsion Laboratory или JPL) из города Пасадина (Калифорния, США) опубликовала сообщение, что американские ученые разработали наиболее точную глобальную марсианскую карту из когда-либо созданных ранее.

Согласно публикации, разработка новой карты поверхности планеты Марса проводилась с помощью американского космического аппарата Марс Одиссей (Mars Odyssey) и установленного на его борту прибора THEMIS (Thermal Emission Imaging System). Данный прибор предназначен для многоспектральной съёмки поверхности красной планеты в видимом и инфракрасном спектре. Полученные с помощью прибора THEMIS данные обеспечили американским ученым наиболее детальное обследование всей поверхности планеты.

Как сообщает пресс-релиз, ученые из Университета штата Аризона и из Лаборатории реактивного движения НАСА в Калифорнии совместно начали составлять карту Марса еще в 2002 году. За восемь лет кропотливой работы ученые получили с помощью многополосной инфракрасной камеры THEMIS несколько десятков тысяч изображений термоэмиссионной томографии всей поверхности красной планеты. 


Изображение части Долины Маринер с разрешением 100 метров (330 футов) на пиксель. Кредит и источник: NASA/JPL-Caltech/Arizona State University
Общественное достояние

Для построения масштабной карты американскими учеными была отобрана почти 21000 фотографий. Они сшили все фотографии вместе и сделали гигантскую виртуальную мозаику, которая позволяет пользователям перемещаться по изображению поверхности планеты и увеличивать его с разрешением до 100 метров.

Кроме этого, пользователи также могут загружать файлы объемом в несколько гигабайтов каждый с изображением красной планете по отдельным секциям.

Закладка основы

Филипп Кристенсен (Philip Christensen), главный исследователь THEMIS и директор фонда космических полетов на Марс при Университете штата Аризона, сказал в пресс-релизе, что его команда связала изображения марсианской планеты с контрольной картографической сеткой, обеспечиваемой Геологической службы США, которая, в свою очередь, также занималась развитием оптики прибора THEMIS. 

Как пояснил Кристенсен, такой подход позволил ученым убрать все искажения, которые мог допустить прибор в процессе работы. В результате, все особенности краев поверхности красной планеты правильно расположены в пределах нескольких пикселей, что обеспечило лучшую глобальную карту Марса на сегодняшний день.

Джеффри Плот (Jeffrey Plaut), ученый проекта Одиссей в JPL пояснил в пресс-релизе, что разработанная ими карта закладывает основу для дальнейшего глобального анализа свойств Марса, таких как минеральный состав и физическая природа поверхностных материалов красной планеты.


Концептуальный рисунок спутника Марс Одисcей 2001.
Источник и кредит: NASA/JPL/Corby Waste
Общественное достояние

Космический спутник Марс Одиссей (Mars Odyssey) был запущен в апреле 2001 года с наземной стартовой площадки на мысе Канаверал (Флорида, США) и направлен к Марсу для изучения геологического строения данной планеты. Спутник достиг красной планеты в октябре того же года и с тех пор постоянно находится на около марсианской орбите. Американские ученые ожидают, что по техническому состоянию спутник сможет продолжать работу, по крайней мере, до 2015 года.

Ссылки

Эта история составлена на основе пресс-релиза Лаборатории Реактивного Движения НАСА. Данный материал мог быть изменен при переводе для содержания и длины текста. За дополнительной информацией обращаться к первоисточнику.

NASA Spacecraft Camera Yields Most Accurate Mars Map Ever
http://mars.jpl.nasa.gov/odyssey/news/whatsnew/index.cfm?FuseAction=ShowNews&NewsID=1022

YouTube Видео

Название: Вид планеты Марс на Google Earth (по-английски)
Канал: Google
Инфо: Как узнать больше о планете Марс в Google Планета Земля. Просмотр изображений НАСА, экспертные туры, просмотр 3D моделей и поиск известных марсианских памятных мест.
Скачать на http://www.google.com/earth/explore/showcase/mars.html

вторник

Как зебра получила черно-белые полоски

Если бы история о том, как зебра получила свои черно-белые полоски на шкуре, относилась к разряду историй "просто так", можно быть уверенными, что объяснение этому феномену нашлось бы очень быстро. Например, известный английский писатель Редьярд Киплинг, автор "Книги джунглей", мог бы придумать красивое объяснение с небольшой уловкой для отвода глаз, и написать об этом забавный и интересный рассказ. Сейчас уже трудно сказать, смог бы Киплинг придумать объяснение, которое пришло в голову современным ученым из Венгрии и Швеции, но факт остается фактом. По мнению международных исследователей, черно-белые полоски зебры предотвращают укусы кровососущих насекомых.

В марте 2012 года команда венгерских и шведских ученых опубликовала в журнале по экспериментальной биологии на английском языке свое открытие о том, что зебра является наименее привлекательной мишенью для прожорливых слепней. Ведущим автором публикации стал венгерский исследователь Габор Хорват (Gabor Horvath).

Как известно, слепни (по-латински tabanids) доставляют теплокровным животным противные укусы, несут болезни и отвлекают пасущихся животных от кормления. По мнению Хорвата, эти насекомые реагируют на горизонтально поляризованные лучи света. Причина состоит в том, что отраженный от воды свет имеет горизонтальную поляризацию и водные насекомые используют это явление для идентификации подходящих участков воды, где они могут спариваться и откладывать яйца. 

Кровососущие самки слепней также выбирают свою жертву по линейно поляризованному свету, отраженному от шкуры теплокровных животных. По мнению команды исследователей, это явление объясняет то, что слепни больше ориентируются на темных лошадей, чем на лошадей со светлой шкурой. Далее, команда ученых также указывает на то, что эмбрион зебры начинает развиваться с темной шкурой, но затем переходит к выработке белых полос еще до момента рождения детеныша. Команда ученых заинтересовалась, не является ли полосатая шкура зебры результатом развития природного защитного механизма, чтобы нарушить привлекательность темной шкуры и сделать ее менее привлекательной для прожорливых пиявок, таких как слепни.

В процессе исследования недалеко от Будапешта (Венгрия) команда ученых посетила конеферму, кишащую слепнями. Ученые в природных условиях изучали, насколько привлекательными для этих кровососущих насекомых оказались черно-белые полосатые узоры с учетом ширины, плотности и угла наклона полос по направлению к поляризации отраженного света. Улавливая и захватывая насекомых с помощью масла и клея, ученые обнаружили, что черно-белые узкие узоры привлекают меньше слепней, причем самые узкие полосы привлекают наименьшее количество насекомых. 

Затем группа ученых испытала привлекательность лошадей с светлыми, темными и полосатыми узорами. Ученые предполагали, что модель полосатой лошади будет привлекать среднее промежуточное количество слепней между светлыми и темными моделями, но затем команда с удивлением обнаружила, что полосатая модель  оказалась наименее привлекательной из всех.

Наконец, когда ученые замерили ширину полос и поляризацию образцов света,  отраженного от реальной шкуры зебры, они обнаружили, что рисунок зебры хорошо коррелирует с моделями лошадей, которые были менее привлекательны для слепней.

В заключение, команда исследователей пришла к выводу, в процессе эволюции зебры развили полосатый покров на шкуре, чтобы обеспечить себе минимальную привлекательность со стороны слепней. Так как, зебры обитают, в основном, на африканском континенте, это давление естественного отбора для развития узорчатого покрова на шкуре стало ответом на высокую концентрацию кровососущих двукрылых паразитов в африканском ареале обитания.

Ссылки

Эта история составлена на основе материала, предоставленного журналом по экспериментальной биологии Journal of Experimental Biology. Автором оригинальной статьи является Еэтрин Найт (Kathryn Knight). Материал мог быть отредактирован при переводе для содержания и длины текста. 

Kathryn Knight. How the Zebra Got Its Stripes.
http://jeb.biologists.org/content/215/5/iii

Лицензия Creative Commons Attribution (CC-BY) Licence
http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/legalcode

пятница

Компьютер обучает и отвечает на эмоции студентов

Новая компьютерная программа реагирует на скуку и другие эмоции студентов.

В марте 2012 года пресс-служба католического частного элитного университета Нотр Дам, расположенного в городе Саут-Бенд, штат Индиана, США, опубликовала сообщение о разработке новой компьютерной программы, которая моделирует и реагирует на познавательные (когнитивные) и эмоциональные состояния человека. Компьютерная программа эмоционального зондирования была разработана совместно доцентом кафедры психологии Сидни Д'Мелло (Sidney D'Mello), профессором психологии Артуром Грэссером (Art Graesser) из института интеллектуальных систем при Университете Мемфиса (штат Теннесси) и их коллегами из Массачусетского технологического института. Также, Д'Мелло одновременно является доцентом кафедры компьютерной науки и техники.

Особенность новой технологии заключается в том, что она сопоставляет взаимодействие людей-руководителей групп студентов и предлагает огромные возможности для обучения студентов. Кроме этого, новая технология переопределяет характер взаимодействия между человеком и компьютером.

Согласно публикации, новая интеллектуальная обучающая система AutoTutor и ее разновидность Affect Sensitive AutoTutor помогает студентам изучать основы компьютерной грамотности, физику Ньютона и критические формы мышления через учебный диалог на естественном языке. AutoTutor моделирует рассуждения на основе модели человека-преподавателя, а также включает в себя ряд идеальных стратегий для обучения студентов. 

Перечень возможностей новой американской интеллектуальной обучающей системы включает в себя следующие параметры:
  • может оценить уровень знаний студента, задавая ему/ей наводящие вопросы;
  • может анализировать ответы студента на заданные вопросы;
  • может выявлять и исправлять заблуждения студента в режиме упреждения;
  • может отвечать на вопросы, нарекания и замечания со стороны студента;
  • может чувствовать разочарование или скуку студента через его/ее выражение лица и положение тела;
  • может динамично менять стратегию обучения, чтобы помочь студенту побороть эти негативные эмоции.
Д'Мелло, который специализируется на взаимодействии человека с компьютером и роли искусственного интеллекта в образовании, сказал в публикации, что большинство компьютерных систем 20-го века предусматривают связь человека с компьютером через дисплейные окна, иконки, меню и другие устройства. Но люди всегда общались друг с другом с помощью речи и множества невербальных сигналов, таких как выражение лица, зрительный контакт, поза и жест. Новая американская технология не только повышает содержание сообщения (передаваемых сигналов), но также обеспечивает информацию о когнитивном (познавательном) состоянии, уровне мотивации и социальной динамике студентов.

Как уже было сказано, AutoTutor является базовой интеллектуальной образовательной системой или ИОС (Intelligent Tutoring System, ITS), которая помогает студентам учить сложное техническое содержание в ньютоновской физике, основу компьютерной грамотности и критического мышления, удерживая разговор в русле естественного языка. Основные возможности ИОС:
  • имитирование преподавания и мотивационной стратегии преподавателя-человека; 
  • моделирование когнитивного (познавательного) состояния учащихся;
  • использование студенческих моделей и динамическое адаптирование взаимодействия с отдельными студентами;
  • ответы на вопросы студентов;
  • выявление и исправление заблуждений студентов;
  • поддерживание участия студентов с помощью изображений, анимации и моделирования. 
В дополнение к этим базовым возможностям, система Affective AutoTutor добавляет в процесс обучения эмоционально-чувствительные возможности путем мониторинга мимики лица, языка тела и разговорных сигналов. Дополнительная обучающая система регулирует негативные состояния студентов, такие как разочарование и скука, и синтезирует ответные эмоции виртуального преподавателя через содержание словесных ответов, речевой интонации и мимики анимационного учителя на мониторе компьютера.

YouTube Видео

Название: Демонстрационная версия Auto Tutor 2008 (по-английски)
Канал: Andrew Olney
Инфо: Интерактивная сессия с Интеллектуальной Обучающей Системой с разговорным диалогом на естественном языке.

Как сказано в пресс-релизе, уже на протяжении нескольких лет Д'Мелло занимается разработкой новой технологии разговорного обучения на основе познавательного и эмоционального интеллекта компьютера, способного разговаривать и поддерживать диалог "преподаватель-студент". Исследование Д'Мелло под названием "AutoTutor and Affective AutoTutor: Learning by Talking with Cognitively and Emotionally Intelligent Computers that Talk Back" должно было быть опубликовано в специальном издании американской Ассоциации вычислительной техники (Association for Computing Machinery, ACM), посвященном инновационным технологиям за последнее десятилетие.

Значительное эмпирические данные в США показали, что человеческое обучение один-на-дин является чрезвычайно эффективным по сравнению с типичным обучением в среде многочисленного классного помещения. Компьютерные системы AutoTutor и Affective AutoTutor в тесном контакте моделируют педагогические стили, шаблоны диалога, язык и жесты человека-преподавателя. Они также являются одними из немногих ИОС, которые помогают учиться, вовлекая студентов в естественно-языковые диалоги, которые непосредственно отражают учебные диалоги человек-человек.

ИОС AutoTutor была испытана на более чем 1000 американских студентах и принесла существенную пользу в обучении, повысив уровень знаний студентов на одну букву*. Такое повышение качества обучения позволило студентам превзойти уровень знаний начинающего человека-преподавателя и почти достичь планки опытного человека-преподавателя.

* Академическая классификация в Соединенных Штатах имеет форму пяти уровней оценок на основе букв латинского алфавита. Традиционно это уровни A, B, C, D и F, где A - самый высокий уровень знаний, а F обозначает самый низкий уровень знаний.

Ссылки

Эта история составлена на основе новостного материала, предоставленного пресс-службой Университета Нотр-Дам (University of Notre Dame). Материал мог быть изменен при переводе с английского для содержания и длины текста. За дополнительной информацией обращаться к первоисточнику.

New Computers Respond to Students' Emotions, Boredom
http://news.nd.edu/news/29235-new-computers-respond-to-students-emotions-boredom/

AutoTutor http://www.autotutor.org/

понедельник

Атомные часы могут поддерживать время со Вселенной

В марте 2012 года пресс-служба Университета Нового Южного Уэльса (УНЮУ) в Сидней, Австралия, опубликовала материал о разработке новой системы хронометража. Исследованием руководил научный профессор Виктор Фламбаум (Victor Flambaum), являющийся главой теоретической физики в Школе физики УНЮУ, а его партнером стал доктор Владимир Дзюба (Dr Vladimir Dzuba) из этого же вуза.

Одновременно с этим, исследователи планировали опубликовать отчет в престижном американском журнале в области физики Physical Review Letters, издаваемом Американским физическим обществом. Этот отчет подготавливался совместно с несколькими американскими исследователями в Технологическом институте Джорджии и Университете Невады, оба в США.

Как пояснил в пресс-релизе профессор Фламбаум, австралийские исследователи предложили новую систему измерения времени, привязанную к орбите движения нейтрона вокруг атомного ядра. По его мнению, такая система хронометража может иметь беспрецедентную точность, при которой отклонение в обе стороны (прибавка или потеря) составляет всего 1/20 секунды за период времени в 14 миллиардов лет.


Обсерватория Гершель видит сквозь призрачные столбы Туманности Орла.
Общественное достояние. Кредит: NASA

Современные ученые, сторонники космической теории Большого Взрыва, оценивают возраст нашей вселенной в 14 миллиардов лет. По их мнению, именно столько лет прошло с момента начала расширения Вселенной до настоящего времени. Предложенная австралийскими учеными система измерения времени настолько точна, что за все время существования вселенной отклонение стрелок в часах составит не более плюс/минус одной двадцатой части одной секунды.

А в отчете, который был опубликован в журнале Physical Review Letters, Фламбаум и Дзюба сообщили, что их одно-ионные часы должны иметь точность до 19 знаков после запятой.

Сейчас наиболее точными часовыми механизмами являются атомные часы, которые используют не маятник или кварцевый генератор, а основаны на электромагнитном сигнале перехода электрона с одного энергетического уровня на другой в атоме. В 2010 году физики США сообщили, что они создали атомные (квантовые) часы, обладающие точностью в 1 секунду за 3 миллиарда лет. 

Современные ученые нуждаются в более точном хронометрировании, чтобы проверять фундаментальные физические теории на не имеющем прецедентов уровне точности, а также чтобы обеспечивать разработку и производство не имеющих себе равных  инструментов для прикладных исследований физики. 

Кроме этого, атомные часы с совершенной точностью широко используются в различных высокотехнологичных приложениях, начиная от GPS навигационных систем и передачи данных с высокой пропускной способностью, до тестирования фундаментальной физики и систем синхронизации в ускорителях заряженных частиц.

Как пояснил в пресс-релизе профессор Фламбаум, в настоящее время главная проблема упирается в существенные ограничения точности атомных часовых механизмов. Часовые системы следующего поколения должны обеспечивать проведение исследований с максимальной точностью измерений и для дальнейших разнообразных приложений. 

По словам Фламбаума, атомные часы используют орбитальные электроны атома как часовой маятник. Но австралийские ученые показали, что если с помощью лазеров ориентировать электроны очень специфическим образом, тогда в качестве часового маятника можно использовать орбиту нейтрона атомного ядра, производя так называемые ядерные часы с непревзойденной точностью.


Ссылки

Эта история составлена на основе материала, опубликованного пресс-службой Университета Нового Южного Уэльса. Материал мог быть изменен при переводе для содержания и длины текста. За информацией обращаться к первоисточнику.

Proposed Nuclear Clock May Keep Time With the Universe
http://www.science.unsw.edu.au/news/proposed-nuclear-clock-may-keep-time-universe

C. J. Campbell, A. G. Radnaev, A. Kuzmich, V. A. Dzuba, V. V. Flambaum, and A. Derevianko. Single-ion nuclear clock for metrology at the 19th decimal place. Physical Review Letters, 2012.

Ultra-Precise Quantum-Logic Clock Trumps Old Atomic Clock
http://www.wired.com/wiredscience/2010/02/quantum-logic-atomic-clock/


YouTube Видео

Название: Высокие технологии и атомные хранители времени
Канал: euronews (на русском)
Инфо: Видео репортаж о Национальном Центре электроники и микротехники в Невшателе (Швейцария), где проводится работа о миниатюризации атомных часов для последующего массового производства.


четверг

Подробное инфракрасное изображение туманности Киль

В феврале 2012 года пресс-служба Европейской Южной Обсерватории предоставила на всеобщее обозрение самое подробное изображение диффузной туманности в созвездии Киль (по-латински Carina). Съемка производилась в инфракрасном диапазоне, что позволило астрономам проявить в Туманности Киль многие ранее скрытые возможности, разбросанные по захватывающему небесному пейзажу из космического газа, пыли и молодых звезд. По мнению астрономов, это стало один из самых драматических изображений, когда-либо созданных с помощью европейскoго чрезвычайно большого телескопа (Very Large Telescope, VLT), расположенного в Паранальской обсерватории в пустыне Атакама (Чили).
.

Итак, что же обнаружили европейские астрономы.

Глубоко, в самом сердце южной части Млечного Пути находятся звездные ясли под названием Туманность Киль (NGC 3372 или Carina Nebula). Эта звездная туманность расположена на удалении около 7500 световых лет от Земли в одноименном созвездии Киль (Carina) [1]. Эта туманность простирается на сотню световых лет и в четыре раза превышает хорошо известную туманность Ориона. Облако светящегося газа и пыли туманности Киль является одним из самых близких к Земле инкубаторов для очень массивных звезд, которое включает в себя несколько известных самых ярких и самых тяжелых звезд в космосе. Одной из таких звезд является таинственная и крайне нестабильная звезда Эта Киля (η Carinae), которая по наблюдениям в течение нескольких лет в 1840-х годах была второй по яркости звездой во всем ночном небе нашей планеты и, вероятно, по астрономическим стандартам может взорваться как сверхновая в ближайшем будущем. Туманность Киль является идеальной лабораторией для астрономов, изучающих неистовое рождение и раннюю жизнь звезд. 

Хотя эта туманность выглядит очень эффектно и впечатляюще на фотоснимках в  нормальном видимом свете, многие из ее тайн скрыты за густыми облаками пыли. Чтобы проникнуть сквозь эту завесу, европейская команда астрономов во главе с Томасом Прайбишем (Thomas Preibisch) из университетской обсерватории в немецком Мюнхене использовали способности чрезвычайно большого телескопа Европейской Южной Обсерватории (ЕЮО), оснащенного инфракрасной чувствительной камерой под названием HAWK- I [2].

В процессе работы европейские астрономы объединили в одно целое сотни отдельных изображений звездного неба. В результате они создали картину, которая является наиболее подробной инфракрасной мозаикой туманности Киль из когда-либо ранее полученных, а также один из самых драматических изображений, когда-либо созданных чрезвычайно большим телескопом. Эта картина показывает не только блестящие массивные звезды, но и сотни тысяч гораздо более слабых звезд [3], которые ранее были невидимы.

Детальное инфракрасное изображение Туманности Киля.
Кредит: ESO

Сама ослепительная звезда Эта Киля появляется в левом нижнем углу новой картины. Звезда окружена облаками газа, светящегося под натиском жестокого ультрафиолетового излучения. На звездной картине также видно много компактных сгустков темной материи, которые остаются непрозрачными даже в инфракрасном диапазоне. Видны пыльные коконы, в которых образуются новые звезды.

Как полагают европейские астрономы, за последние несколько миллионов лет эта область неба сформировала большое количество звезд, как индивидуальных, так и в группах. Пучок ярких звезд близко к центру картины называется Трюмплер 14 (Trumpler 14). Хотя этот объект виден в видимом свете, его многие более слабые звезды можно увидеть только с помощью инфракрасного зрения. В левой стороне изображения можно увидеть небольшую концентрацию звезд, которые обозначены желтым цветом. Эта группировка звезд была впервые замечена в этих новых данных от чрезвычайно большого телескопа. Lело в том, что эти звезды вообще не могут быть видны в видимом свете. И это лишь несколько из многих новых объектах, в первый раз обнаруженных астрономами в этой потрясающей панораме.

Примечания

[1] Карина представляет собой киль корабля "Арго" из древнегреческой мифологии, на котором аргонавты под предводительством Ясона совершили поход из Эллады в Колхиду на побережье Черного моря в поисках золотого руна.

[2] Пыльные области космического пространства поглощают и рассеивают коротковолновый синий свет больше, чем красный свет с волнами большой длины. Этот эффект также объясняет, почему на Земле закат солнца часто виден в красном свете, особенно в условиях пыльной атмосферы. В некоторых пыльных участках неба, особенно в звездообразующих регионах, таких как туманность Киль, этот эффект настолько силен, что видимый свет воо,ще не проходит сквозь пыль. Астрономы преодолевают эту проблему путем наблюдения в инфракрасном диапазоне с помощью специальных фотокамер, таких как HAWK-I чрезвычайно большого телескопа ЕЮО или инфракрасного телескопа в обсерватории VISTA, расположенных в Чили (Южная Америка).

[3] Одной из главных целей астрономов был поиск звезд в регионе туманности Киль, которые были намного слабее и менее массивные, чем наше Солнце. Изображение получилось достаточно глубоко, чтобы позволить обнаружить молодые коричневые карлики.

Ссылки

Эта история составлена на основании пресс-релиза Европейской Южной Обсерватории. При переводе с английского языке материал мог быть изменен для содержания и длины текста. За дополнительной информацией обращаться к первоисточнику.

VLT Takes Most Detailed Infrared Image of the Carina Nebula
http://www.eso.org/public/news/eso1208/

вторник

Как теряется память

Потеря памяти из-за старения может быть обратимым процессом.

Американские исследователи из Йельского университета пока еще не могу сказать вам, где и когда вы оставите ключи от вашей машины, но они уже могут рассказать вам, почему вы не можете найти ваши ключи.

В июле 2011 года в старейшем британском общенаучном журнале о природе (Nature journal) были опубликованы материалы исследования, проведенного Эми Арнстен (Amy Arnsten), профессором нейробиологии и психологии Йельского университета (Нью-Хейвен, Коннектикут, США) и одновременно члена Института системной неврологии имени Кавли при Норвежском технологическом университете (Тронхейм, Норвегия). Также, пресс-релиз об исследовании был опубликован на вебсайте Йельского университета.

Новое исследование показало, что нейронные сети в мозгу людей среднего и пожилого возраста имеют более слабые связи и действуют менее энергично, чем в годы их молодости. Одновременно, исследование показало, что это условие является обратимым.

Как сказала в публикации Эми Арнстен, возрастные когнитивные (познавательные) нарушения сознания могут иметь серьезное влияние на нашу жизнь в современную эпоху информации и высоких технологий. По ее словам, в 21-м веке люди часто нуждаются в более высоких познавательных функциях мозга, чтобы иметь возможность удовлетворять свои элементарные базовые потребности, такие как оплата счетов через интернет или доступ к медицинской помощи онлайн. Арнстен считает, что эти познавательные способности человека имеют решающее значение как для соответствия требованиям современной служебной карьеры, так и для возможности жить самостоятельно, когда мы все становимся немного старше.

Современная американская наука имеет веские доказательства, что с возрастом люди склонны все чаще забывать самые простые вещи, они более легко отвлекаются и легко поддаются постороннему вмешательству, и имеют большие трудности с исполнительными функциями. Хотя американские ученые уже в течение многих лет хорошо знают о возрастном дефиците глобальной интеллектуальной производительности современного человека, сотовая основа для этих общих когнитивных (познавательных) проблем до настоящего времени ими не изучалась. Поэтому новое исследование впервые рассматривало возрастные изменения в активности нейронов префронтальной коры (prefrontal cortex, PFC) головного мозга, той области, которая отвечает за высшие когнитивные (познавательные) и исполнительные функции.


Рисунок Зоны Бродмана 10 и префронтальной коры мозга (красным цветом).
Автор: 3D brain data is from Anatomography.
Лицензия: Creative Commons Attribution-Share Alike 2.1 Japan
Источник: 3D brain data is from Anatomography.
Хостинг: http://en.wikipedia.org/

Согласно публикации, нейронные сети в префронтальной коре головного мозга человека постоянно генерируют импульсы и выстреливают их, как при стрельбе. Именно эти импульсы сохраняют конфиденциальную информацию в памяти, причем даже при отсутствии сигналов из окружающей среды. Этот процесс называется оперативной (или рабочей) памятью, и этот процесс позволяет нам вспоминать информацию, например такую как, где остались ключи от автомобиля, даже если эта информация должна постоянно обновляться. В американской науке эта способность считается основой для абстрактного мышления, рассуждения и психической обработки визуальной и пространственной информации, поэтому ее часто называют психическим альбомом или блокнотом (Mental Sketch Pad). Также, данная способность человеческого сознания играет важную роль для исполнительных функций, таких как многозадачность, организованность и сдерживание неуместных мыслей и действий.

Арнстен и ее команда изучали импульсную активность (стрельбу) в префронтальных корковых нейронах у молодых, среднего возраста и старых животных, оценивая их выполнение задач для рабочей памяти. Нейроны в префронтальной коре головного мозга молодых животных могли испускать нервные импульсы и сохранять активность (стрельбу) с высокой скоростью в течение всей рабочей памяти, в то время как нейроны у старых животных показывали более медленную скорость импульсной активности (стрельбы). Тем не менее, когда исследователи отрегулировали нейрохимическую среду вокруг нейронов до состояния, более похожего на среду младшего субъекта, нейронное испускание импульсов было восстановлено до уровня более юного возраста.

По мнению Арнстен, префронтальная кора мозга, кажется, в процессе старения накапливает чрезмерный уровень сигнальной молекулы под названием циклический аденозинмонофосфат или цАМФ (cAMP), который выполняет роль вторичного посредника и может открывать ионные каналы, и ослаблять импульсную активность префронтальных нейронов. Применение агентов, которые тормозят цАМФ или блокируют ионные каналы, чувствительные к цАМФ, смогли восстановить более молодой уровень импульсной активности у состарившихся нейронов. Одним из соединений, который расширил импульсную активность нейронов, был гуанфацин (guanfacine), препарат, который в США уже одобрен для лечения гипертонии у взрослых и префронтального дефицита у детей. Также, предполагается, что этот препарат может быть полезен и для людей в пожилом возрасте.

Согласно публикациям, выводы Арнстен уже движутся к клинической практике. Йельский университет записал необходимые темы для клинического опытного тестирования способностей гуанфацина, направленных на улучшение работы памяти и исполнительных функций у пожилых пациентов, которые не имеют болезни Альцгеймера или других видов слабоумия.

Ссылки

Эта история составлена на основе материала, предоставленного пресс-службой Йельского университета. Данный материал мог быть изменен при переводе с английского для содержания или длины текста. За дополнительной информацией обращаться к первоисточнику.

Yale Researchers Show How Memory Is Lost — and Found
http://news.yale.edu/2011/07/27/yale-researchers-show-how-memory-lost-and-found-0

четверг

В галактике Млечный Путь пульсар превратился в алмазную планету

Астрономы думают, что они нашли в нашем Млечном Пути некогда массивную звезду, которая была преобразована в маленькую планету, изготовленную из алмаза.

В августе 2011 года пресс-служба Технологического университета Суинберна в Мельбурне (Австралия) опубликовала пресс-релиз об астрономическом открытии, сделанном международной исследовательской группой под руководством профессора Мэттью Бейлс (Matthew Bailes), являющегося одновременно вице-канцлером данного университета и лидером международной команды астрономов "Дайнэмик Юниверс" в рамках новой инициативы астрономии широкого поля. Позднее в рамках этой инициативы и на базе Сиднейской обсерватории был основан Центр передового опыта для астрофизики всего неба (CAASTRO). Также, результаты исследования были опубликованы в американском академической научном журнале Science Magazine.

Группа астрономов-исследователей из Австралии, Германии, Италии, Великобритании и США обнаружила необычную звезду под названием пульсар с помощью радиотелескопа CSIRO, установленного в обсерватории Паркис (Parkes Observatory), в 20 километрах к северу от города Паркс, Новый Южный Уэльс, Австралия. После открытия астрономы энергично преследовали новую звезду с помощью радиотелескопа Лавелл в английской обсерватории Джодрелл Бэнк (Великобритания) и одного из телескопов обсерватории Кека на острове Гавайи (США). 

Пульсары представляют собой небольшие вращающиеся звезды с большой плотностью и значительной массой, сопоставимой с массой нашего солнца, но диаметром около 20 км, т.е. размером с небольшой город, которые испускают луч радиоволн в окружающее космическое пространство. Из-за того, что звезда вращается и ее радиолуч неоднократно охватывает пространство нашей планеты, земные телескопы обнаруживают регулярный узор радиоимпульсов.

Миллисекундный пульсар в представлении художника.
Автор NASA, 2012. Общественное достояние.
Источник Goddard Space Flight center


Пульсар, о котором идет речь, был открыт в декабре 2009 и повторно исследован в 2011. Эта звезда имеет короткий период вращения и получила название PSR J1719 - 1438. Во время наблюдения за звездой астрономы заметили, что время прибытия импульсов систематически модулируется. Они пришли к выводу, что это может быть связано с гравитационным притяжением небольшой планеты, являющейся компаньоном и вращающейся вокруг пульсара в составе двойной системы.


Согласно данным пресс-релиза, пульсар и его планета являются частью звездной плоскости нашей галактики Млечный Путь и находятся на удалении 4000 световых лет от Земли в созвездии Змеи (Snake). Удаленность двойной системы можно представить как одну восьмую часть пути от Земли к Галактическому центру.

Модуляция радиоимпульсов рассказала астрономам несколько интересных вещей о планете.

Во-первых, планета компаньон обращается вокруг пульсара с периодом два часа и десять минут, а расстояние между двумя космическими объектами составляет 0.004 а.е. или 600 тысяч км, что немного меньше, чем радиус нашего Солнца.

Во-вторых, планета спутник имеет небольшой диаметр, меньше, чем 60 000 км (это примерно пять диаметров Земли). Планета находится так близко к пульсару, что если бы пульсар был немного больше, он бы разорвал планету своей гравитацией.

Но, несмотря на свои небольшие размеры, далекая планета компаньон в созвездии Змеи имеет массу, сравнимую с массой Юпитера из нашей солнечной системы.

Как отмечено в пресс-релизе, высокая плотность планеты дала астрономам ключ к раскрытию происхождения двойной системы.

По мнению команды исследователей, планета компаньон состоит из углерода высокой плотности и представляет собой гигантский алмаз. Это все, что осталось от некогда массивной звезды, большая часть вещества которой была перетянута пульсаром к себе, как сифоном.

Согласно данным астрономов, звезда PSR J1719 -1438 является очень быстро вращающимся пульсаром, относящимся к классу миллисекундных пульсаров. Удивительно, но звезда вращается со скоростью более 10 тысяч оборотов/минуту, имеет массу в 1,4 раза больше, чем масса нашего Солнца, но имеет всего 20 км в диаметре. Около 70 процентов пульсара содержит какой-то спутник. Астрономы полагают, что этот спутник, в своей звездной форме, превращает старый и мертвый пульсар в миллисекундный пульсар за счет перемещения вещества и вращения его с очень высокой скоростью. В результате появляется быстро вращающийся миллисекундный пульсар  с усохшим компаньоном, чаще всего называемым белым карликом.

Член команды астрономов д-р Андреа Поссенти (Dr Andrea Possenti), являющийся директором астрономической обсерватории итальянского национального института астрофизики (INAF) на острове Сардинии (Италия) сказал в пресс-релизе, что исследователи знают о нескольких других звездных системах, так называемых ультра-компактных рентгеновских мало массивных двойных системах, которые, вероятно, развивается по такому же сценарию и могут представляться прародителями пульсара типа J1719 - 1438.

По мнению астрономов, пульсар J1719 -1438 и его компаньон находятся настолько близко друг к другу, что спутником может быть только очень урезанный белый карлик, который потерял свои внешние газовые слои и более 99,9 процентов своей первоначальной массы.

Один из членов исследовательской команды доктор Майкл Кейт (Dr Michael Keith) из CSIRO отметил в пресс-релизе, что звездный остаток в значительной степени должен состоять из углерода и кислорода, потому что звезда, сделанная из других более легких элементов, таких как водород и гелий, будет слишком большой по размеру, чтобы соответствовать полученным орбитальным данным.

Высокая плотность вещества компаньона означает, что этот материал должен иметь кристаллическую структуру, то есть, большая часть планеты может быть похожа на алмаз.

Доктор Бенджамин Стэпперс (Dr Benjamin Stappers) из Манчестерского университета сказал в пресс-релизе, что окончательная судьба двоичной звездной системы определяется массой и периодом обращения звезды-донора на момент массообмена. По его мнению, большая редкость миллисекундного пульсара с массивной планетой-компаньоном  означает, что производство в космосе таких "экзотических планет" является скорее исключением, чем правилом, и требует особых обстоятельств.

Ученые обнаружили пульсар J1719 - 1438 в результате обработки информации среди почти 200 000 гигабайт данных, используя специальные коды на супер компьютерах в Технологическом университете Суинберна, университете Манчестера, и обсерватории итальянского национального института астрофизики.

Данное открытие было сделано во время систематического поиска пульсаров по всему небу, в которое так же был вовлечен 100 -метровый радиотелескоп Эффельсберг, принадлежащий Институту радиоастрономии Макса Планка (MPIfR ) в Германии. По словам профессора Майкла Крамера (Michael Kramer), директора MPIfR, это оказался самый большой и самый чувствительный обзор такого типа среди когда-либо проводившихся исследований.

Профессор Мэттью Бейлс является членом Центра астрофизики и супер-компьютерных вычислений на Суинберне, который является уникальным ресурсом для обработки потоков данных, полученных телескопами, и их последующего моделирования.

Ссылки

Эта история составлена на основе материала пресс-релиза, любезно предоставленного медиа-центром Технологического Университета Суинберн. Материал мог быть изменен при переводе для содержания и длины текста. За дополнительной информацией обращаться к первоисточнику.

A planet made of diamond
http://www.swinburne.edu.au/chancellery/mediacentre/media-centre/news/2011/08/a-planet-made-of-diamond

YouTube Видео

Название: О планете, сделанной из алмаза (по-английски)
Канал: Swinburne University of Technology
Инфо: На английском языке. Вице-канцлер Технологического Университета Суинберна (исследований), профессор Мэтью Бэйлс объясняет трансформацию некогда массивной звезды, которая была преобразована в маленькую планету, изготовленную из алмаза.




понедельник

Климат сыграл большую роль в уходе викингов из Гренландии

В мае 2011 года американские ученые из престижного частного Брауновского университета (Brown University), расположенного в Провиденсе, штат Род-Айленд, США, опубликовали пресс-релиз о результатах исследования климата на острове Гренландии. Авторами исследования на бумаге стали доктор геологических наук Вильям Д'Андреа (William D'Andrea) и его советник главный исследователь NSF финансируемого проекта профессор геологии Йонгсонг Хаунг (Yongsong Huang) данного университета. Непосредственно результаты их исследования были опубликованы в трудах Национальной академии наук США.

В ходе исследования ученые реконструировали климат вблизи скандинавского поселения в Западной Гренландии на протяжении последних 5600 лет. Данные показали, что судьба ранних поселений викингов в Гренландии сильно зависела от быстро меняющегося климата, когда средняя температура окружающей среды опустилась на несколько градусов в течение нескольких десятилетий. Так же, изменение климата затронуло древнюю эскимосскую культуру дорсет в западной и северо-восточной Гренландии и древнюю палеоэскимосскую культуру саккак, существовавшую в период с 2500 до н.э. до 850 годов до н.э.

По мнению американских ученых, причина полного исчезновения поселений викингов в Гренландии, скорее всего, останется окутанной тайной по причине отсутствия письменных источников. В настоящее время сохранилось всего несколько письменных свидетельств о кончине скандинавской колонии в 14-м и начале 15-го веков, а археологические артефакты могут заполнить только некоторые пробелы, но не восстановить всю историю колонии.

Ранее ученые по климату установили, что около 1400 года н.э. на Гренландию опустилось широкое похолодание, называемое малым ледниковым периодом (Little Ice Age). Новое исследование американских ученых Брауновского университета показало, что климат в Гренландии похолодал на несколько десятилетий раньше, что и привело к исчезновению поселений гренландских скандинавов. Именно эти выводы были опубликованы в трудах Национальной академии наук США.

Выводы американских ученых основываются на данных, полученных в результате первой реконструкции истории климата за период в 5600 лет в районе двух озер около современного поселения Кангерлуссуак в западной части Гренландии, где находятся остатки так называемого второго Западного поселения скандинавов. Обычно, исследователи брали пробы ледяных кернов с ледникового щита, покрывающего остров на сотни километров. В новом исследовании ученые взяли пробы с озера и получили анализы температуры воздуха в период проживания викингов, а также представителей культур каменного века саккак и дорсет.

По словам авторов исследования, похолодание стало первым количественным температурным скачком в гренландской области проживания викингов. Полученные результаты показали, как быстро и на сколько изменилась температура в регионе. В итоге, быстрое изменение климата оказало судьбоносное влияние на прошлые общества людей, особенно в свете стремительных изменений, происходящих сегодня на нашей планете.


Карта Западного поселения викингов в Средневековой Гренландии. На карту нанесены крупные фермы и церкви, а также некоторые вероятные географические названия (на английском). Красными точками отмечены известные остатки ферм.
Автор Masae, 2006. Источник http://ru.wikipedia.org/
Лицензия GNU Free Documentation License

Доктор Д'Андреа пояснил в пресс-релизе, что изменение климата не стало единственным фактором в исчезновении скандинавского Западного поселения. Сидячий образ жизни викингов, опора на сельское хозяйство и животноводство для производства продуктов питания, зависимость от внешней торговли со Скандинавией и боевые отношения с соседними племенами инуитов - все это, как полагают американские ученые, стало способствующими факторами исчезновения их поселений в Гренландии.

Тем не менее, ученые Брауновского университета полагают, что климат сыграл значительную роль. По их оценке, викинги прибыли в Гренландию около 980 года н.э. и создали целый ряд малых общин вдоль западного побережья Гренландии. Другая группировка общин под названием Восточное поселение была расположена на том же западном побережье острова, но дальше на юг. Прибытие викингов совпало с периодом относительно теплой погоды, аналогичной той, какая имеется в Гренландии сегодня. На основе анализа проб с озера ученые пришли к выводу, что начиная примерно с 1100 года н.э. климат на острове вошел в 80-летний период, в котором температура упала на 4 градуса по Цельсию (7 градусов по Фаренгейту). Хотя это не может считаться резким изменением климата, особенно в летнее время, вероятно, что изменение открыло ряд опасностей, в числе которых более короткие сезоны выращивания сельскохозяйственных культур, сокращение доступного корма для скота и увеличение количества морского льда в прибрежных водах, что, возможно, заблокировало внешнюю морскую торговлю.

Как сообщается в пресс-релизе, современные археологические и письменные отчеты о Гренландии показывают, что Западное поселение просуществовало где-то до середины 1300-х годов н.э. А Восточное поселение, как полагают, исчезло в первые два десятилетия 1400-х годов н.э.

Кроме этого, в пресс-релизе сообщалось, что американские исследователи изучили влияние климат на народы саккак и дорсет. По их мнению, саккак прибыли в Гренландии около 2500 года до н.э. Ученые обнаружили, что в течение многих столетий после их прибытия имели место теплые и холодные колебания температуры, но затем начиная примерно с 850 г. до н.э. климат изменился в горькую сторону. Уход саккак с острова Гренландия совпадает с приходом туда людей дорсет, которые оказались более привычными к охоте на поверхности морского льда, возросшего с приходом холодныго климата в то время. Несмотря на их приспособленность к холодной погоде, культура Дорсет пошла на убыль в Западной Гренландии примерно на 50 году до нашей эры.

В заключение пресс-релиза упоминается, что авторами проекта также были Шерилин Фритз (Sherilyn Fritz) из Университета Небраски-Линкольна и Н. Джон Андерсон (N. John Anderson) из Университета Лафборо в Великобритании. Финансирование исследовательского проекта осуществлял Национальный научный фонд США.

Ссылки

Эта статья составлена на основе пресс-релиза Брауновского университета на английском языке. При переводе статья могла быть изменена для содержания и длины текста. За дополнительной информацией обращаться к первоисточнику.

Climate Played Big Role in Vikings' Disappearance from Greenland
https://news.brown.edu/pressreleases/2011/05/vikings


YouTube Видео

Название: Прогулка по современному городу Нуук, столице и самому крупному городу Гренландии.
Канал: 8K Next
Инфо: Население города Нуук составляет около 16 тысяч человек, что делает его самой маленькой столицей на нашей планете.