Искусственная кровь, чтение мыслей и новая эра в астрономии: новости науки
Нейропротез, переводящий мысли в речь
Нейроимплант, созданный в Калифорнийском университете в Дэвисе, практически мгновенно переводит нейронную активность в слова, возвращая парализованным пациентам обычную речь — спонтанную, непрерывную и с интонациями. Они могут даже петь. Прогресс в этой области идет очень быстро, но до сих пор самые совершенные модели воспроизводили речь только после того, как пользователи заканчивали произносить в уме целое предложение, да и то с трехсекундной задержкой. А чтобы нормально говорить, принципиально важно получать обратную связь в реальном времени, сразу же слышать свой голос.
Разработанное устройство — один из тех нейроинтерфейсов нового поколения, которые используют искусственный интеллект для декодирования электрической активности мозга. И первый, способный воспроизводить не только слова, но и помогающий выразить смысл, эмоции и особенности естественной речи, такие как интонация, высота тона и ударение. Все предыдущие нейроинтерфейсы говорили ровным и монотонным «голосом робота». А новый нейропротез работает так быстро, что его уже не поскупились назвать в журнале Nature «Святым Граалем речевых нейроинтерфейсов».
Участнику эксперимента, практически потерявшему речь из-за болезни нейронов, вживили имплант из 256 кремниевых электродов, каждый длиной 1,5 мм, в область коры, контролирующую движения. Алгоритмы глубокого обучения обрабатывают сигналы, поступающие от моторной коры каждые 10 миллисекунд, и декодируют их в реальном времени в звуки, которые пытается воспроизвести пациент, — не только слова, но и междометия, нечленораздельные восклицания и вообще любое бульканье.
Исследователи персонализировали синтетический голос так, чтобы он звучал как собственный голос мужчины, обучив нейросеть на записях интервью, которые он давал до начала болезни. С новым нейроинтерфейсом участник произносил слова, отвечал на открытые вопросы и говорил все, что хотел, используя слова, которые не были частью обучающих данных декодера. Он рассказал исследователям, что синтетический голос ощущает своим и чувствует себя счастливым.
Искусственная кровь подходит всем
В Японии готовятся к клиническим испытаниям искусственной крови, которая подходит всем пациентам, независимо от их группы крови. Когда речь идет о спасении жизней, часто дорога каждая секунда, а тесты на совместимость и поиск подходящего донора занимают время. Проблема обычной донорской крови не только в том, что надо учитывать группу. Ее не хватает в экстренных ситуациях, она остается пригодной для переливания не больше месяца, требует особых условий хранения и транспортировки.
Ученые из Медицинского университета Нары извлекли гемоглобин из просроченной донорской крови и заключили его в защитную оболочку, создав искусственный аналог эритроцитов. Исследования на животных, которым переливали искусственную кровь, уже показали многообещающие результаты. Цвет у этой крови фиолетовый.
Тайна девятой планеты
Уже десять лет астрономы безрезультатно ищут на задворках Солнечной системы огромную и таинственную Планету Х. И вот, наконец-то, поиск дал первый результат: вот только вместо планеты-гиганта нашли карликовую планету. Впрочем, это не такое уж маленькое открытие.
Где-то на дальних окраинах Солнечной системы, почти в 1000 раз дальше от Солнца, чем Земля, во тьме скрывается планета, заявили десять лет назад астрономы Константин Батыгин и Майкл Браун. Проблема в том, что ее никто не видел — она слишком далеко. О ее существовании Браун догадался по гравитационному влиянию. В облаке Оорта, среди комет, вращающихся по очень сильно вытянутым орбитам, ученые обнаружили несколько объектов, орбиты которых странным образом были ориентированы одинаково и имели очень схожие параметры, — вероятность такого совпадения ничтожна.
Прежде чем делать громкие заявления, Браун и Батыгин проверили все возможные причины возникновения аномалии. Ее пытались объяснить несколько научных групп, но единственной жизнеспособной оказалась гипотеза существования объекта, массой в десять раз превосходящего Землю и летящего по очень вытянутой орбите.
Но за десятилетие, прошедшее со времени этого знаменитого исследования, Девятую планету найти так и не удалось. А на днях трио исследователей из США, участвующих в охоте за Планетой Х, вместо нее наткнулось на новую карликовую планету во внешней тьме Солнечной системы.
Согласно предварительному исследованию, объект, получивший название 2017 OF201, имеет диаметр около 700 км — в три раза меньше Плутона, но все еще достаточно крупный, чтобы считаться карликовой планетой. Ее чрезвычайно вытянутая орбита простирается более чем на 1600 расстояний между Землей и Солнцем, попадая в облако Оорта — огромнейшую периферию Солнечной системы, по которой летают ледяные глыбы комет. Астрономам повезло: карликовая планета облетает Солнце за 25 000 лет, и за это время она лишь около столетия находится достаточно близко, чтобы ее можно было заметить.
«Ее орбита так далека, что в прошлом она могла принадлежать другой звезде», — сообщил агентству AFP ведущий автор исследования Сихао Чен из Института перспективных исследований в Нью-Джерси.
Исследователи просят направить телескопы, такие как Уэбб и Хаббл, на свое открытие (его уже подтвердили другие астрономы, наблюдавшие мини-планету). В настоящее время официально признаны еще четыре карликовые планеты, и если все подтвердится, скоро их станет пять. Но, по словам Чена, открытие свидетельствует о том, что в поясе Койпера (широкий пояс дальних астероидов за Нептуном. — Forbes Life) «существуют сотни подобных объектов на схожих орбитах».
А что же Девятая планета? У нее прибавилось проблем. Когда смоделировали орбиту новооткрытого карликового мира, обнаружили, что она не синхронизирована с орбитами других тел из облака Оорта. То есть влияния Девятой планеты не видно. Аргументы сторонников существования Девятой планеты теперь выглядят существенно слабее.
Но что тогда заставляет космические айсберги в облаке Орта двигаться синхронно? Может, все-таки Девятая планета существует? Ответ скоро сможет дать обсерватория имени Веры Рубин.
Самая большая фотокамера в мире
Обсерватория имени Веры Рубин, расположенная на вершине чилийской горы Серро-Пачон, 23 июня этого года показала первые кадры с Большого обзорного телескопа, сделанные самой большой фотокамерой в мире весом в три тонны и разрешением в 3200 мегапикселей.
У обсерватории огромный диапазон возможностей: телескоп откроет новую эру в поиске разных мелких объектов в Солнечной системе, от потенциально опасных астероидов до гипотетической Планеты Х, и в картографировании всей Вселенной. Кажется, это самое важное событие в познании мира, в который нас занесло, со времен запуска космического телескопа «Джеймс Уэбб».
«Царь-камера» будет непрерывно снимать все небо Южного полушария, фиксируя любые изменения, и создавать 3200-мегапиксельные снимки раз в 40 секунд, генерируя по 20 терабайт данных каждую ночь.
Цифровой камерой размером с автомобиль управляет автоматизированная система, перемещающая и направляющая телескоп так, чтобы подробнейшие изображения в ближнем ультрафиолетовом, оптическом и ближнем инфракрасном диапазонах охватывали все небо каждые несколько дней. Сравнивая новые данные с предыдущими, ИИ будет отслеживать любые изменения на небе. Ожидается, что обсерватория будет обнаруживать около 10 млн изменений каждую ночь, отправляя ИИ больше данных, чем все, что когда-либо было написано на любом языке в истории человечества.
Начинается новая эра в астрономии — мы переходим от наблюдения за отдельными небольшими участками неба к непрерывному наблюдению за всем небом и добыче значимой информации из огромного потока данных с помощью ИИ.
Мы светимся, пока живем
Оказывается, наши тела излучают очень слабый видимый свет, и все другие живые организмы тоже. А когда умираем — призрачное свечение исчезает. В недавнем исследовании в канадском Университете Калгари регистрировали так называемый ультраслабый поток фотонов от тел живых мышей, который прекращается, если мышь умирает.
Во внутриклеточных реакциях молекулы теряют или поглощают энергию, что выражается в эмиссии нескольких фотонов в секунду на квадратный сантиметр ткани. Эти фотоны очень сложно уловить и отделить от других фотонов, например от теплового излучения.
Главный предполагаемый источник этого «биоизлучения» — воздействие активных форм кислорода, выработка которых увеличивается в живых клетках при стрессе. Исследователи регистрировали ультраслабый поток фотонов и от листьев растения (Heptapleurum arboricola) и увидели, что и у растений стресс увеличивает излучение «биофотонов». Листья светятся намного ярче при механических или химических повреждениях. Получается, мы ярче всего сияем на пике стресса и активности, когда испытываем трудности или боль, боремся с обстоятельствами и преодолеваем себя.