Звездная мясорубка, религия кошек и следы инопланетян: новости науки
Где в мозге прячется сознание
В журнале Science вышла статья о том, как мозг решает, на что обратить внимание, а что пропустить мимо. То есть речь о том, что мозг постоянно получает огромное количество информации, но сознательно мы воспринимаем только ее небольшую часть — и новое исследование объясняет, как происходит этот внутренний отбор. Ученые подтвердили давнюю гипотезу: за осознанное восприятие информации отвечает динамическое взаимодействие между таламусом и префронтальной корой — так называемая «таламо-кортикальная петля». Именно обмен сигналами в этой системе помогает мозгу «поднять» одни сигналы до уровня сознания, оставляя другие на периферии.
Нейробиологам из Пекинского педагогического университета удалось подсмотреть, как кора и таламус обмениваются сигналами в те моменты, когда человек осознает, что он видит. Это стало возможным благодаря людям, принявшем участие в эксперименте. Для лечения сильнейших головных болей им ввели в таламус электроды, способные регистрировать сигналы от разных его областей.
Участников попросили подавать сигнал, двигая глазами, если они замечали короткую вспышку специального значка на экране перед ними (заметить ее удавалось примерно в половине случаев). Во время выполнения этого задания отмечалась нейронная активность в разных областях мозга.
Оказалось, мозг реагировал на появление значка в любом случае, но активность в таламусе и префронтальной коре испытуемых, когда они замечали значок, существенно отличалась от активности, когда они значка не замечали. В случаях осознанного восприятия таламус реагировал раньше коры, запуская обмен данными по «таламо-кортикальной петле». Исследователи пришли к выводу, что именно активность в таламофронтальной петле кодирует информацию, которую мозг осознает, и что таламус — это «врата сознания». Таламус действует как фильтр, отбирая информацию, которую стоит осознать в каждый момент, и координирует весь процесс.
Обмен данными между корой и таламусом уже находили даже у мышей. Получается, что способность осознавать в этом смысле есть у всех млекопитающих. Можно предположить, что она есть у всех обладателей таламуса, — а он имеется у всех позвоночных, начиная с рыб. Это, конечно, не значит, что другие животные ничего не чувствуют: у них могут быть свои аналоги таламуса: например, в центральном нервном узле членистоногих обнаружили структуру, гомологичную таламусу. А у человеческого эмбриона связи между таламусом и корой формируются, начиная с 24-й недели развития. Значит ли это, что сознание возникает не раньше этого времени?
Серьезные признаки жизни на планете K2-18b
Телескоп «Уэбб» обнаружил в атмосфере далекой планеты K2-18b вещества, которые на Земле вырабатываются живыми организмами, прежде всего, фитопланктоном, микроскопическими водорослями. Экзопланета K2-18b размером в 2,5 раза больше Земли, вращается в «зоне жизни» (там, где вода может быть жидкой, а не только льдом или паром) вокруг звезды в 120 световых годах от Земли.
Состав атмосферы столь далекой планеты можно узнать по очень слабым изменениям светимости ее родной звезды, когда планета проходит перед звездой для наблюдателя с Земли. Во время транзита крошечная часть звездного света проходит через атмосферу экзопланеты, и атмосфера поглощает часть этого света, оставляя отпечатки в спектре звезды, зависящие от состава атмосферы.
В 2023 году «Уэбб» при беглом осмотре планеты K2-18b обнаружил метан и углекислый газ в ее атмосфере. Это стало первым случаем обнаружения углеродных и простейших органических молекул на экзопланете из «обитаемой зоны». Кроме того, «Уэбб» заметил там намеки на существование других органических молекул — диметилсульфида (ДМС) и диметилдисульфида (ДМДС), которые вырабатываются в основном живыми организмами, и поэтому считаются биосигнатурами или признаками, по которым ищут жизнь в космосе.
Астрономы решили снова направить «Уэбб» на K2-18b, на этот раз используя другой прибор — для наблюдения волн среднего инфракрасного диапазона. И обнаружили гораздо более выраженные признаки присутствия молекул ДМС и ДМДС. Их концентрация в атмосфере K2-18b намного выше, чем на Земле.
Но времени наблюдения не хватило для надежного уровня статистической значимости: вероятность того, что это случайное отклонение в данных, составляет 0,3%. А по современным научным стандартам для установленного открытия вероятность ошибки должна быть ниже 0,00006%. Поэтому понадобится еще один сеанс наблюдения «Уэббом» длительностью около суток.
«Никто не заинтересован в том, чтобы преждевременно заявлять, что мы обнаружили жизнь, — сказал Никку Мадхусудхан, астроном из Кембриджского университета и ведущий автор нового исследования на пресс-конференции во вторник, — но лучшим объяснением этих наблюдений является то, что K2-18b покрыта теплым океаном, полным жизни. Это революционный момент — первый раз, когда человечество увидело потенциальные биосигнатуры на пригодной для жизни планете».
Другие астрономы, впрочем, не согласны. Одни доказывают, что поверхность такой планеты скорее магма, а не океан, другие — что данные на спектре пока не выглядят надежными, третьи считают, что источником этих веществ в атмосфере планеты могут быть не только живые организмы. Остается ждать дальнейшей проверки.
Откуда взялись домашние кошки
Новое исследование большой международной команды ученых разных специальностей радикально пересматривает историю одомашнивания кошек. Оно сделано на массе археологических и генетических данных, для которых ученые проанализировали 2456 костей и ДНК 350 древних и современных кошек. Помимо изучения морфологии и геномов, применялось множество методов — от анализа исторических источников до радиоуглеродного датирования.
Так что же с одомашниванием кошек? Во-первых, это произошло не так давно. Многие исследователи считали, что кошек одомашнили на Ближнем Востоке еще в неолите, чуть ли не 10 000 лет назад. Но анализ морфологии и ДНК показал, что останки, которые считались ранними домашними кошками, на самом деле принадлежат европейским диким кошкам.
Близкие отношения между людьми и кошками впервые сформировались гораздо позже — в Египте, максимум 3000 лет назад.
Во-вторых, до сих пор считалось, что распространение кошек было связано только с их практической пользой. Кошки ловили грызунов, спасая запасы зерна, в том числе на торговых кораблях в Средиземном море, которые и помогли кошкам распространиться. Но все оказалось сложнее: исследование показывает, что главным двигателем распространения кошек была религия.
Одомашнивание кошек в Египте было связано с поклонением древней богине Бастет, которая тысячи лет была свирепой и изображалась с головой львицы, но примерно 900–700 лет до н. э. превратилась в дикую ливийскую кошку — предка современных домашних кошек. Ее часто изображали и как женщину с головой кошки. И нрав ее смягчился, она стала женской богиней-защитницей, покровительницей беременности и родов.
После завоевания Египта греками Бастет отождествили с Артемидой, и кошки стали ее храмовыми животными. Так началась первая волна распространения кошек по миру, всего же было три волны, как показал анализ кошачьих гаплогрупп. В это время, в IV веке до нашей эры, появляются и первые изображения домашних кошек на греческих амфорах, в том числе, в колониях в Италии. Культовые изображениями гибридов человека и кошки появляются и на головных уборах кельтских друидов, и даже в Британии.
Вторая волна распространения кошек начинается после завоевания Греции и Египта Римом, когда римляне отождествили свою Диану с Артемидой. А упадок Рима совпал с началом исчезновения европейских диких кошек — домашние кошки массово дичали и начали вытеснять местных (конкуренция, гибридизация, болезни).
Третья волна распространения домашних кошек по Европе происходила в IX–XI веках и была связана с завоеваниями викингов — для них кошка была священным животным богини Фреи. Вероятно, с варягами первые кошки приплыли и в наши края.
Центр галактики весь в черных дырах?
В нашей галактике все вертится вокруг сверхмассивной черной дыры Стрелец A* массой в 4 млрд Солнц. Оказывается, вблизи нее роится еще множество черных дыр звездной массы. Расчеты показывали, что их там несколько сотен, но новое исследование с красивым названием «Звездная мясорубка в центре Галактики — сверхкомпактное центральное скопление черных дыр звездной массы» предполагает, что черных дыр при дворе сверхдыры намного больше — не сотни, а сотни миллионов на кубический парсек.
Дело в том, что область вокруг Стрельца A* полна газа и пыли, их стягивает отовсюду галактический пылесос сверхмассивной дыры, чтобы постепенно засосать. Новая модель показала, что в такой плотной области быстро и во множестве образуются огромные звезды. Гигантские звезды всегда живут очень недолго, сотню миллионов лет, и, так и не долетев до пасти Стрельца A*, взрываются сверхновыми. При взрыве их ядра коллапсируют в черные дыры звездной массы, а остальная часть материала разбрасывается взрывом — и из нее тут же начинают лепиться новые звезды. Эти звезды снова получаются огромными, ведь в окрестностях Стрельца A* очень много постоянно притягиваемого сверхдырой и ее свитой вещества. Звезды снова и снова взрываются, создавая новые партии черных дыр, — и так цикл за циклом, и с каждым циклом дыр в центре галактики становится все больше.
Постепенно столкновения между звездами и черными дырами в центральной области галактики становятся обычным явлением, рабочими буднями большой звездной мясорубки. Ее жернова перемалывают не все звезды — многие с огромной скоростью выбрасываются из плоскости галактики и кружат в ее гало.