Первые европейцы, инопланетные океаны и дизайн мозга: новости науки

Учиться, чтобы не стареть

Люди, которые дольше учатся, обычно живут дольше и здоровее. Можно предположить, что тут все дело не в самом образовании, а в их генах или в том, что они из более обеспеченных и культурных семей. Но ученым из Колумбийского университета хотелось узнать, как влияет именно получение высшего образования человеком на скорость его старения, и они придумали, как это сделать.

Фремингем — городок в штате Массачусетс, в котором в 1948 году началось самое длинное в истории исследование факторов, влияющих на развитие сердечных заболеваний. Участниками исследования стали 5209 жителей Фремингема. Через 23 года, в 1971 году, в него включили их детей, а в 2002 году — внуков.

Фремингемское исследование охватило три поколения участников, их данными и воспользовались для изучения влияния образования на старение. Ученые из Колумбийского университета стали сравнивать различия в образовании детей и родителей, братьев и сестер с их продолжительностью жизни и, главное, со скоростью старения.

Чтобы измерить темп старения, использовали эпигенетические часы DunedinPACE. Этот «спидометр старения» на основе анализа крови измеряет количество особых меток на ДНК, которых тем больше, чем организм сильнее состарился. Скорость старения не постоянна на протяжении жизни и меняется в зависимости от условий.

Сравнив показатели, ученые пришли к выводу, что образование действительно тормозит старение. Каждые два года дополнительной учебы замедляли темп биологического старения участников на 2–3% — это, в свою очередь, снижало риск преждевременной смерти на 10%. Люди жили дольше своих братьев и сестер, если были лучше образованы, и не просто жили дольше, но и медленнее старели, оставались здоровее и активнее.

Похоже, получать высшее образование важно еще и для того, чтобы медленнее стареть. Можно предположить, что учиться в любом возрасте — один из самых действенных методов омоложения. Теперь интересно узнать, какие именно факторы в образовании тормозят старение.

Первые европейцы

Люди живут в Европе уже около полутора миллионов лет, следует из новой датировки древнейших европейских каменных орудий. Эти примитивные инструменты были обнаружены в 1980-х годах на археологическом памятнике Королево на западе Украины, недалеко от границы с Румынией, но точно датировать их тогда не удалось.

А сейчас археологи использовали метод датирования, основанный на космогенных нуклидах — редких изотопах, образующихся при столкновении высокоэнергетических космических лучей с атомами в минералах на поверхности Земли. Концентрация этих космогенных нуклидов в минералах показывает, как давно минерал был погребен. Рассчитав соотношение космогенных нуклидов двумя разными методами в слое отложений, в котором были захоронены инструменты, археологи объявили, что орудиям 1,4 млн лет. Коллегам, по первым отзывам, эта датировка кажется очень надежной.

Костей рядом не обнаружили, но эти орудия должен был оставить хомо эректус, человек прямоходящий — первый вид человека, покинувший Африку и расселившийся по Евразии, с примитивной культурой и небольшим еще мозгом. Никаких других людей за пределами Африки тогда еще не было.

Похожие орудия когда-то нашли в грузинской пещере Дманиси, рядом с останками эректусов возрастом 1,8 млн лет — самых ранних за пределами Африки. Ученые считают, что находки из Королева — важное подтверждение теории заселения Европы эректусами с востока на запад. Они преодолели Кавказ, постепенно добрались до Украины, дальше, вероятно, продвигались по долине Дуная все западнее — следующие по возрасту окаменелости и орудия найдены уже в Испании и Франции, им 1,1–1,2 млн лет.

Космос полон океанов

Совсем недавно ученые удивлялись океану, который, вероятно, находится подо льдом спутника Сатурна Мимаса, типичнейшего усеянного кратерами серого шара. И задавались вопросом: а что если нас окружает еще много таких планет-океанов?

Не прошло и месяца, как в еще двух, на вид холодных и безжизненных, уголках на окраинах Солнечной системы обнаружены интересные находки: геохимическая активность и подледные океаны. Это карликовые планеты Эрида и Макемаке, расположенные за орбитой Нептуна. Там, в далеком поясе Койпера, среди бесчисленных астероидов могут прятаться и другие малые, а может, и совсем не малые планеты.

Поверхность Эриды и Макемаке покрыта метановым льдом. Наблюдения телескопа «Джеймс Уэбб» показали соотношения разных изотопов водорода в составе метана. По мнению ученых, это соотношение свидетельствует, что метан свежий — видимо, его недавно произвели каменистые ядра этих малых планет, достаточно горячие, чтобы там шла какая-то геохимическая активность и вырабатывался метан. Под ледяной коркой прячется горячее сердце планеты. А между ядром и коркой метанового льда, как показывают модели, должен быть водяной океан.

Мозг, распечатанный на принтере

Чтобы понять, как работают нейронные сети человека, хорошо бы научиться их плести. В феврале на 3D-биопринтере в США впервые напечатали работающую ткань мозга. Исследователи из Университета Висконсина в Мэдисоне создали платформу для сборки нужного типа нервной ткани с заданным расположением нейронов. Причем на обычном коммерческом 3D-биопринтере.

Это важное достижение: для создания трехмерных тканей мозга в лаборатории раньше выращивали из стволовых клеток миниатюрные мозгоподобные органоиды, но каждый из них был не похож на другие. А теперь исследователи смогут задавать типы клеток и их точное расположение в участке нервной ткани.

Для этого разработали особо мягкие биочернила на основе геля и гиалуроновой кислоты, поддерживающие жизнеспособность клеток, склеивающие и связывающие их, как соединительная ткань. При этом новый рецепт гидрогеля не препятствует движению клеток и формированию новых связей — как в мозге.

Сами же клетки печатали на 3D-биопринтере горизонтально, засевая их в гидрогель слой за слоем, каждый слой — толщиной 0,05 мм. Напечатанные предшественники нейронов дифференцировались в нейроны и стали формировать работающие нейронные цепи. Напечатанные предшественники глиальных клеток, обслуживающих нейроны, тоже успешно дозрели и включились в работу образовавшейся нервной сети. Так и получилась функциональная ткань мозга.

Команда стала создавать и испытывать новые конструкции, комбинируя различные типы клеток мозга. Выходит, что открывается новое направление биоинженерии — нейродизайн, или дизайн мозга.

Самая громкая рыба

Рыбы известны своим многозначительным молчанием, но на самом деле среди них очень распространено общение с помощью звуков. Одни виды рыб вибрируют плавательным пузырем, другие стрекочут, дребезжа костями. А сомы, например, умеют делать и то и другое. Этими звуками рыбы пытаются привлечь партнера, защищают источник пищи или территорию, дают другим знать, где они находятся.

Особенно отличилась прозрачная рыбка Danionella Cerebrum размером с ноготок, около 12 мм. Выяснилось вдруг, что она издает щелчки, достигающие 140 дБ, — громкие, как сирена скорой помощи или выстрел. Для сравнения: рев африканских слонов доходит всего до 117 дБ.

Данионелла тараторит с помощью звукового аппарата из барабанного хряща, специального ребра и мышц, устойчивых к утомлению. Мышцы заставляют вибрировать ребро с хрящом, который бьет по плавательному пузырю с огромной скоростью, издавая щелчки очередями.

Звуки издают только самцы, поэтому ученые решили, что такая коммуникация нужна, чтобы ориентироваться и конкурировать при затрудненной видимости, ведь Danionella Cerebrum обитает в мутном мелководье Мьянмы.

Вообще Danionella недаром зовется Cerebrum, то есть мозговитой, — она обладает самым маленьким мозгом у взрослых особей из всех позвоночных животных. К тому же у нее нет черепа, что тоже очень нравится ученым — ее микромозг легко исследовать, поэтому нейрофизиологи давно с ней работают.