Научный дайджест: марсианская стройка на крови астронавтов

Среди научных новостей недели:

Что может быть лучше хорошей истории?

В самом деле, на протяжении веков информация передавалась от поколения к поколению через рассказы, и наш мозг настолько привык слушать разные истории, что запоминает их куда лучше, чем голые факты (тому есть научные подтверждения).

Впрочем, как выясняется, слушаем мы не только ушами, но и сердцем, в прямом смысле этого слова: у людей, которые находятся за сотни километров друг от друга, но слушают один и тот же рассказ, сердца начинают биться в унисон.

"Почему частота вашего сердцебиения то замедляется, то повышается? - задается вопросом один из авторов нового исследования, специалист в области биомедицинской инженерии Городского колледжа Нью-Йорка Лукас Парра, и сам же на него отвечает, - Мы полагаем, что человек всегда должен быть готов к действию, а для этого нужно осознавать, что вокруг вас происходит, даже если это происходит лишь в повествовании".

В ходе экспериментов коллеги Парра во главе с нейрологом Паулин Перес из Парижского института мозга предлагали группе добровольцев одновременно прослушать минутный отрывок из романа Жюля Верна "20 тысяч лье под водой" или короткие видеоинструкции, снимая при этом электрокардиограмму. Как выяснилось, сердцебиение участников эксперимента синхронизировалось вне зависимости от того, где они в тот момент находились.

Сухие видеоинструкции были выбраны, чтобы доказать, что феномен синхронизации не связан с эмоциями, как считалось ранее.

Зато когда добровольцев отвлекали от прослушивания, издавая отвлекающие звуки или заставляя во время чтения вести в уме обратный отсчет, синхронизация сбивалась, равно как и снижалась их способность пересказать своими словами услышанное.

Ученые объясняют это тем, что слушатель пристально следит за развитием событий в истории, и дело здесь не в эмоциях, а во внимании, вовлеченности и желании предугадать, что будет дальше. Обрабатывая всю эту информацию, мозг посылает соответствующие сигналы сердечной мышце.

В заключительном эксперименте исследователи даже включили в группу добровольцев (с их предварительного согласия) 19 пациентов, находившихся без сознания, и 24 здоровых волонтера. Как и предполагалось, у большинства пациентов синхронизации не произошло, но у двух сердца стали биться в такт, и один из них в итоге пришел в сознание.

Сердечный ритм человека, если не принимать во внимание такие очевидные факторы, как физические нагрузки и стресс, и так все время меняется. Раньше это списывалось на автономные, неосознанные процессы, протекающие в организме, однако новое исследование свидетельствует о том, что сознательные процессы тоже играют роль.

"Есть множество научной литературы, демонстрирующей, как люди синхронизируют свою физиологию, однако при этом имеется в виду, что они каким-то образом взаимодействуют и физически находятся в одном месте, - отмечает Парра. - Мы же выяснили, что этот феномен распространяется куда шире, так что даже совместное прослушивание истории является стимулом для одинаковых изменений сердечного ритма. То есть ваш пульс учащается или замедляется в результате задействования когнитивной функции".

Команда Перес подчеркивает, что необходимым требованием для синхронизации сердечного ритма является связное повествование.

При этом ученые признают, что исследование было узконаправленным, а эксперименты с участием всего нескольких десятков добровольцев не позволяют делать однозначные выводы: для того, чтобы однозначно доказать связь между историей и синхронизаций сердечных ритмов, необходимо более масштабное исследование со сканированием активности мозга и последующим сравнительным анализом таких сканов.

Космический бетон, замешанный на крови

Когда люди наконец начнут обживать Луну или Марс, им понадобятся долговременные базы, причем немаленькие. Но как их строить? Слезами, потом и кровью, говорят специалисты, и их слова следует понимать буквально.

"Ученые давно уже думают над технологиями создания на Марсе подобия бетона, но мысль о том, что ответ может крыться в нас самих, их почему-то не посещала", - говорит эксперт в области материаловедения из Манчестерского университета Алед Робертс.

Между тем, задуматься об этом стоило, ведь доставлять строительные материалы с Земли на другие планеты астрономически дорого.

К примеру, по данным проведенного в 2017 году исследования, отправка одного-единственного кирпича на Марс обошлась бы в 2 млн долларов.

И если строительного материала как такового и на Марсе, и на Луне предостаточно (это реголит, осадочные породы, покрывающие поверхность этих планет), то вот с цементирующим раствором дела обстоят неважно.

Еще в прошлом году международная группа ученых обнаружила, что мочевина, содержащаяся в человеческой моче, делает бетон менее хрупким и более пластичным, однако Робертс с коллегами пошли еще дальше.

Они создали материал с громким названием астробетон, в котором связующим элементом является альбумин - основной белок человеческой крови, а главным компонентом - реголит. Соединив их с помощью весьма простых технологий, исследователи и получили биокомпозитный материал, который по многим характеристикам даже превосходит земной бетон.

По большому счету идея не нова: еще в средние века кровь животных использовали в качестве добавки к цементу, однако, как справедливо напоминают исследователи, космический век - космическим веком, а на Марс коров доставлять слишком хлопотно, куда проще попросить поделиться кровью самих астронавтов, в конце концов для себя же будут стараться.

"Кровопийцы" из Манчестера даже подсчитали, что на протяжении двух лет шестеро астронавтов могут без вреда для здоровья (никто ведь не собирается выдаивать их до последней капли) дать достаточно альбумина для производства 500 килограммов астробетона. Этого как раз должно хватить на строительство жилплощади для всей команды.

Разумеется, никто не может с точностью предсказать, каковы будут долгосрочные последствия для здоровья доноров в условиях пониженной гравитации и повышенной радиации, и насколько работоспособными будут оставаться люди, постоянно сдавая кровь (в СССР, по крайней мере, донорам полагалось усиленное питание).

С другой стороны, когда основные "постройки на крови" будут возведены, надобность в постоянной сдаче крови скорее всего отпадет.

"Мы уверены, что внеземные реголитные биокомпозиты на основе сывороточного человеческого альбумина могут сыграть важную роль при основании марсианских поселений, но со временем их конечно же заменят разнообразные биореакторы и иные технологии", - пишут исследователи в работе, опубликованной в издании Materials Today Bio. Улавливаете смысл? Вот это видение будущего!

Озоновая дыра стала больше Антарктики, есть ли повод для беспокойства?

Озоновая дыра, которая ежегодно возникает над Южным полюсом, на днях превысила по размерам всю Антарктику. Признаться, эта новость поначалу сразила меня наповал. Я хорошо помню, сколько победных статей было написано после того, как во всем мире запретили использовать так называемые хлорфторуглероды (их широко применяли в холодильных установках и много где еще), которые рано или поздно улетучивались в стратосферу, где распадались и выпускали атомы хлора, разрушавшие молекулы озона, разрушая этот самый слой и подвергая нас вредному воздействию ультрафиолетовых лучей.

Тогда все говорили о том, что озоновый слой начал восстанавливаться, и в какой-то момент дыра полностью исчезла. Навсегда.

Только вот нам забыли рассказать, что каждый год, в период между августом и октябрем, когда в Южном полушарии наступает весна, озоновый слой над Антарктикой истончается вполне естественным образом, и на границе сентября и октября озоновая дыра обычно достигает максимальной величины, после чего начинает опять зарастать.

Однако в этом году дыра стала (почти) самой большой с 1979 года, и никто пока не знает причину такого роста.

В октябре прошлого года дыра достигла "пика формы" в 24 млн квадратных километров, и в начале нынешнего сезона все говорило о том, что она может достичь сходных размеров, однако на прошлой неделе ее рост резко ускорился.

За ситуацией с помощью спутников и посредством компьютерного моделирования внимательно следят сотрудники Службы мониторинга атмосферы имени Коперника (CAMS).

"Насколько мы можем судить, рост этой дыры замедлился, однако в начале октября может произойти новое увеличение роста, - отмечает представитель службы CAMS Винсент-Анри Пьюэш. - Тот факт, что в один год озоновая дыра необычайно велика, а в другой - очень мала, не означает, что процесс восстановления озонового слоя находится под угрозой, просто ситуация от года к году сильно меняется, и чтобы правильно оценить состояние озонового слоя, необходимо постоянное многолетнее наблюдение".