Российские исследователи выяснили, как космический мусор может повлиять на климат Земли через 100 лет, а также усилили действие противогрибковых препаратов в десятки раз. Одновременно ИИ‑технологии получат новый импульс благодаря математическому прорыву, китайские медики впервые пересадили человеку свиные почки и печень, а изучение астероида, уничтожившего динозавров, приоткрыло тайну зарождения жизни. Подробнее об интересных новостях науки недели читайте в подборке «Известий».
Опасность космического мусора
Микрофрагменты космического мусора могут оказать влияние на климат Земли. К такому выводу пришли сотрудники Научно-исследовательского испытательного центра Центрального научно-исследовательского института Воздушно-космических сил Минобороны и Института динамики геосфер имени академика М.А. Садовского РАН.
Они впервые в мире количественно оценили, как мелкий техногенный сор на орбите ослабляет солнечное излучение, которое направляется к нашей планете. Согласно расчетам, сейчас этот фактор не играет роли, однако при сохранении нынешних темпов накопления мусора через 80–100 лет масштабы затемнения могут вырасти в тысячи раз.
— Сейчас мусор в космосе создает проблемы орбитальным станциям, наземным телескопам. Однако в будущем этот фактор может привести к негативным экологическим последствиям, — рассказал «Известиям» доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории электродинамических процессов в геофизике ИДГ РАН Станислав Козлов.
Это способно повлиять на климатические процессы и живые экосистемы, поэтому правила эксплуатации спутниковых группировок нужно пересматривать уже сегодня.
Решение математической задачи ускорит работу чат-ботов
Исследователи Института искусственного интеллекта AIRI предложили способ оптимизировать нейросети без потери качества. В основе метода — решение математической задачи, которая предполагает восстановление больших таблиц данных (матриц) по ключевым строкам и столбцам.
Эта гипотеза была сформулирована академиком Евгением Тыртышниковым около 30 лет назад. Прежде она была доказана только для матриц 2х4. Новое достижение расширяет область применения подхода, распространяя его на таблицы с неограниченным числом строк.
— На первый взгляд речь идет о сугубо абстрактной задаче. Однако современный мир переживает взрывной рост объемов обработки данных. Полученный результат показывает, что для широкого класса задач можно подбирать данные надежнее и дешевле, чем считалось ранее, — сообщил «Известиям» старший научный сотрудник Института AIRI Михаил Паутов.
Применение найденного принципа даст возможность повысить эффективность систем машинного обучения, включая чат-боты, рекомендательные сервисы и поисковики. Также благодаря новому подходу можно создавать компактные нейросети (переводчики, ИИ-помощники и т.д.), которые будут работать автономно — без доступа к удаленным облачным сервисам.
Лекарства от смертоносных грибков сделали эффективнее
Ученые из Института цитологии РАН (Санкт-Петербург) и НИИ по изысканию новых антибиотиков имени Г.Ф. Гаузе (Москва) нашли способ значительно усилить действие противогрибковых препаратов против кандидоза и аспергиллеза, других патогенов.
Исследователи усовершенствовали группу лекарств — эхинокандины: их поместили в микроскопические мембранные пузырьки (липосомы), которые доставляют активное вещество прямо к мембранам грибковых клеток. Благодаря этому препараты разрушают оболочки патогенов и работают в меньших концентрациях.
В ходе экспериментов удалось повысить эффективность лекарств в 4–64 раза — в зависимости от штамма грибка. Такой подход позволит снизить дозировки без потери результативности и уменьшить риск развития устойчивости у болезнетворных микроорганизмов.
— Компьютерное моделирование показало, что молекулы эхинокандинов могут создавать водные пути через мембрану, и электрофизиологические исследования подтвердили, что в группах по три-четыре молекулы они формируют стабильные каналы, которые приводят к гибели грибковой клетки. Чтобы усилить этот эффект, мы поместили препараты в микроскопические пузырьки — липосомы, которые сливаются с естественными мембранами грибов и высвобождают лекарство прямо в том месте, где оно должно действовать, — пояснила доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории ионных каналов клеточных мембран Института цитологии РАН Светлана Ефимова.
Ученые впервые провели пересадку свиных почек и печени человеку
Китайские ученые впервые в мире провели одновременную пересадку человеку свиных почек и печени.
— Они пересадила свиные почки и печень пациенту, у которого наступила смерть мозга. Это может стать первым шагом на пути к трансплантации нескольких органов от животного человеку, — говорится в публикации.
После трансплантации органы функционировали почти пять дней, после чего исследование было прекращено по просьбе семьи мужчины. По словам исследователей из Второй клинической больницы Медицинского университета Гуанси, полученные данные помогут лучше изучить иммунные и метаболические процессы при подобных трансплантациях.
Ученые сообщили, что развитие ксенотрансплантации — пересадки органов между разными биологическими видами — может способствовать решению проблемы нехватки донорских органов.
Ученые оценили роль уничтожившего динозавров астероида
Астероид, падение которого привело к вымиранию динозавров 66 млн лет назад, мог одновременно создать подземную среду, пригодную для существования жизни на протяжении миллионов лет. Исследователи Центра изотопных исследований SUERC изучили образцы пород из кратера Чиксулуб на полуострове Юкатан в Мексике, который образовался после падения астероида диаметром около 10 км. Анализ показал, что возникшая под кратером гидротермальная система существовала не менее 8 млн лет — в четыре раза дольше, чем предполагалось ранее.
По мнению ученых, после удара расплавленные породы смешались с морской водой, образовав сеть трещин и полостей с горячей водой. Такие условия, как утверждается, считаются благоприятными для существования микроорганизмов, поскольку в ней они могут быть защищены от радиации и экстремальных температур. Исследователи считают, что именно это произошло на Земле миллиарды лет назад.
Для подтверждения результатов исследователи использовали компьютерное моделирование. Оно показало, что сочетание высокой проницаемости пород, остаточного тепла от удара и естественных геотермальных процессов позволило системе сохранять активность на протяжении миллионов лет. Авторы работы считают, что результаты помогут лучше понять происхождение жизни на ранней Земле. Кроме того, открытие может оказаться полезным при поиске следов жизни на Марсе и других планетах, где в прошлом происходили многочисленные столкновения с астероидами.