Влияние генов на интеллект меняется со взрослением

Однако бывает так, что ребёнок с генетически обусловленными когнитивными проблемами появляется у родителей, у которых никаких проблем нет, хотя по всем генетическим показателям они у них должны быть. Недавняя статья в Nature Human Behaviour отчасти объясняет, что при этом может происходить. Авторы работы сравнили изменяющиеся когнитивные способности у взрослеющих детей с их генетическими данными. Мерилом способностей был пресловутый коэффициент интеллекта (IQ), который был использован именно так, как его задумывали. Стоит напомнить, что IQ не меряет ни образование, ни подготовленность к жизни, ни перспективы успеха, ни другие подобные показатели. Он лишь выявляет детей с потенциальной задержкой в развитии, на которых в дальнейшем стоит обращать больше внимания.

Исследователи воспользовались биомедицинской базой данных, где были собраны сведения о детях, у которых IQ оценивали в 4, 8 и 16 лет. Также у них были известны последовательности кодирующих областей ДНК. Под кодирующими областями здесь имеются в виду экзоны, то есть те области гена, в которых записана информация об аминокислотной последовательности. Экзон не тождественен  гену, потому что даже в «белковом» гене есть и различные некодирующие области. В этих областях исследователей интересовали, во-первых, редкие изменения в последовательностях генетических букв, прямо нарушающие работу белка и связанные с определёнными дисфункциями. Во-вторых, их интересовали менее критичные и потому более распространённые изменения в последовательностях кодирующих областей – такие варианты в меньшей степени влияют на работу гена и встречаются у миллионов людей. Из основной базы данных, которой пользовались исследователи, они взяли сведения более чем о 6 тыс. детей, но потом некоторые из полученных результатов перепроверили на данных из других баз.

Оказалось, что корреляция между когнитивными проблемами, на которые указывал IQ, и редкими генетическими вариантами с сильным влиянием чётко проявлялась в 4 года. Причём эти проблемы были столь же значительны, как и у детей, появившихся на свет недоношенными или чья мать сильно болела во время беременности. Однако к 16 годам они ощутимо ослабевали – как у детей с редкими неприятными генетическими вариантами, так и у детей, чьи трудности были обусловлены осложнённой  беременностью. Или, говоря иначе, среди шестнадцатилетних подростков  связь между редкими генетическими вариантами и когнитивными проблемами была слабой. Проблемы-то у них были, но коррелировали они уже с другими факторами.

А вот у обычных генетических вариантов, которые на активность генов влияли в меньшей степени, связь с когнитивными особенностями росла по мере взросления ребёнка. Тут всё происходило наоборот, нежели в случае редких и влиятельных генетических изменений, о которых говорилось выше. Если сравнивать с факторами среды, то связь умеренных генетических вариантов с когнитивными особенностями по силе была такой же, как связь между когнитивными особенностями детей и образованием родителей.

Авторы работы говорят лишь о связях между разными параметрами. Но даже если оставаться на уровне связей, избегая говорить о причинно-следственных отношениях, всё равно становится ясно, насколько сложными могут быть отношения между генетическими факторами и признаками, на которые они влияют, особенно если в виде признаков выступают когнитивно-психологические особенности. Человек, у которого в геноме есть дефект, прямо указывающий на высокую вероятность когнитивных проблем, и у которого в раннем возрасте они действительно были, может в прямом смысле их перерасти – невзирая на генетический дефект. Какие молекулярно-генетические процессы его компенсируют, как на это влияет среда, в которой взрослеет ребёнок – всё это предмет дальнейших исследований.

В связи с этим можно вспомнить исследование, опубликованное в 2019 г. в Molecular Psychiatry. В нём говорилось, что среди подростков различия в генах не слишком соответствуют различиям в интеллектуальном развитии. То есть что-то предсказать по генам можно, но доля предсказанного эффекта будет не слишком велика. Возьмём двух подростков, отличающихся по школьной успеваемости. Разницу в успеваемости примем за 100%. Различиями в генах можно будет объяснить только 16% из этих ста. Если взять не школьную успеваемость, а тесты на интеллектуальное развитие, то тут генами можно будет объяснить максимум 11% разницы. Заодно можно вспомнить другое исследование, опубликованное в Cell в том же 2019 г. – в нём говорилось, что даже если вы сумели полностью прочитать гены зародыша (а такое возможно), вы вряд ли сумеете предсказать его интеллект и даже рост. Впрочем, что значит «даже»? Рост – не такой уж простой признак: считается, что на него влияют более 12 тыс. участков ДНК. Возможно, для таких предсказаний мы ещё не знаем всех генов, которые нужно учесть (но скоро узнаем), и наши алгоритмы для расчётов ещё не вполне совершенны (но скоро станут совершенны). Но может быть и так, что когда речь идёт об интеллекте, гены настолько сложно взаимодействуют друг с другом и со средой, что для того, чтобы рассчитать по генам когнитивные способности, нужно сразу рассчитать всю жизнь человека, или, по крайней мере, какую-то её часть.

Генетики нашли «негреков» на некрополе античной Фанагории

Фанагория – крупный древний город, который находится около посёлка Сенной Краснодарского края. Она была основана в VI веке до н. э., а в V веке до н. э. вошла в состав Боспорского царства, занимавшего Керченский и Таманский полуострова. В Фанагории находился наместник царя, она была столицей Азиатского Боспора – греки считали, что граница между Азией и Европой проходит по Керченскому проливу. Город оставался крупным центром и в раннем Средневековье.

Для анализа ДНК выбрали мужчину и женщину из грунтового склепа №247. Архитектура погребения была типичной для подобных сооружений в Фанагории: коридор-дромос в виде прямоугольной шахты и небольшая погребальная камера. Погребённые лежали по левую сторону от входа, причём останки женщины плотно примыкали к останкам мужчины, так, что половина склепа оказалась свободна. Кроме того, правая рука женщины лежала поверх левой руки мужчины. Исходя из этих наблюдений, археологи предположили, что в склепе погребли семейную пару.

Погребальный инвентарь группировался в свободном восточном углу камеры. Он довольно типичен для Азиатского Боспора: красноглиняные лекана* с крышкой, пелика**, кувшин и чернолаковое рыбное блюдо. У черепа мужчины нашли монету фанагорийского типа «сатир/лук и стрела», которая датируется 200–110 гг. до н. э.

Погребение, таким образом, выполнено по традициям, характерным для греческих городов Боспора в эллинистическое время. Однако анализ стабильных изотопов*** показал, что рацион мужчины и женщины отличался. Последняя часто употребляла в пищу просо или белковую пищу, добытую в море или пресноводных водоёмах. Большинство фанагорийцев (как и погребённый мужчина) питались иначе: они «предпочитали» другие продукты сельского хозяйства и не ели «водную» пищу регулярно. По сообщениям древних авторов, просо было популярной пищей у скифов, сарматов и меотов, так что и в женщине из склепа 247 заподозрили «варвара».

Как оказалось, ДНК предполагаемых супругов тоже сильно отличаются. Образец мужчины по Y-хромосомной гаплогруппе ближе всего к современным кавказским и турецким популяциям, а также к древнему населению, жившему в Малой Азии и на Ближнем Востоке в интервале от 10 до 2 тысяч лет назад. Митохондриальная линия фанагорийца не такая отчётливая: к ней восходит образец IV–V веков н. э. из Венгрии, а также – современного представителя друзов, народа, живущего на севере Израиля.

Женщина из фанагорийского склепа имеет современных нам родственников в центральной и северной части Русской равнины. Из древних образцов её ДНК ближе всего к мужчине, погребённому в могильнике пьяноборской**** культуры в III–II вв. до н. э.

Связи мужской ДНК интересны тем, что Фанагория была основана выходцами из города Теос, который находится как раз на западном берегу Малой Азии. «Родословную» его предполагаемой супруги объяснить сложнее, но, видимо, она или её предки происходили от «варварского» населения северной части Европы.

Исследователи подчёркивают ограниченность своих результатов – они опираются лишь на два образца. Для каких-то более общих выводов необходима серия образцов.

Сноски:

* Лекана – плоская чаша с двумя горизонтальными ручками и небольшим поддоном. Назначение точно не установлено, но возможно, в ней хранили готовую еду.
** Пелика – разновидность столовой амфор, которая в отличие от «обычных» амфор, имеет расширение не в верхней, а в нижней части тулова.
*** Изотопный анализ позволяет определить содержание в органических веществах изотопов – атомов одного химического элемента с разной массой ядер. Чтобы понять рацион древних людей, обычно смотрят на соотношение изотопов углерода и азота. Эти изотопы попадают в костный коллаген через пищу, и их соотношение отличается в разных растениях, животных и рыбе.
**** Пьяноборская культура существовала со III/II в. до н. э. до III века н. э. в Прикамье – между нижним течением реки Вятки и средним течением реки Белой. Несмотря на то, что культура известна около 150 лет, многие вопросы её истории остаются неизученными. «Пьяноборцы» жили в мысовых укреплённых и неукреплённых поселениях, строили срубные жилища, которые немного углублялись в грунт. Основное занятие носителей культуры – скотоводство. Поселения «пьяноборцев» очень бедны инвентарём, поэтому культура описана, в основном, по материалам могильников. Это обширные грунтовые (то есть бескурганные) некрополи, на которых хоронили по обряду трупоположения, в прямоугольных ямах, иногда в деревянных «гробах».

По материалам «Кратких сообщений Института археологии»

Океаническое дно расходится на глазах

Геологические изменения на морском дне раньше изучали по косвенным признакам, и часто на временном масштабе, по меньшей мере, в сотни и тысячи лет. Сейчас расхождение удалось увидеть буквально в реальном времени. В апреле того же года, когда на дно поставили датчики, гидрофоны записали вибрации от серии землетрясений, акустические маяки, обменивающиеся сигналами, за несколько дней отдалились друг от друга как минимум на два метра, а датчики давления зафиксировали проседание дна на четыре метра. Одновременно с поверхности океана с помощью инструментов, описывающих топографию дна, удалось заметить масштабный выброс лавы. Проседание дна, очевидно, было вызвано опустошением магматического резервуара под его поверхностью.

В статье в Nature говорится, что той сейсмической активности, которая наблюдалась, было бы недостаточно для случившихся изменений. Это в целом подтверждает теорию, что спрединг, то есть раздвигание литосферных плит, происходит без масштабных землетрясений – достаточно того, что магма выжимается сквозь вертикальные трещины в коре с одновременным образованием разломов в тех местах, которые раньше магма подпирала снизу. Перед этим напряжение может накапливаться десятилетиями, а то и столетиями, в зависимости от особенностей того или иного срединно-океанического хребта. 

Подобные события, очевидно, происходят на океаническом дне издавна, просто сейчас с помощью датчиков их удалось увидеть не просто вживую, если можно так сказать, но ещё и с такими подробностями. (Хотя в некоторых случаях происходящее с хребтом можно увидеть невооружённым глазом и даже над поверхностью моря – как в случае с островом Исландия, который представляет собой часть Срединно-Атлантического хребта.) Тем не менее, у специалистов остаются вопросы, действительно ли новые данные описывают типичный эпизод спрединга-разбегания, или же это был какой-то особый случай, свойственный морскому дну вблизи острова Амстердам. Считается, что эпизодов спрединга литосферных плит в год случается 125–160, так что тут остаётся обширное поле для сбора и сравнения данных.

Затонувшие у берегов Испании «римские» шлемы оказались средневековыми

Шлемы нашли случайно – их подняли со дна местные рыбаки. Находка представляла собой два крупных конгломерата, в которые изделия срослись за столетия нахождения под водой. По мнению исследователей, шлемы изначально были частью одного груза, который упал в воду при перемещении на корабль или с корабля. Об этом говорит место находки – рядом был расположен причал.

Благодаря тому, что шлемы «спеклись» друг с другом, они неплохо сохранились. В ряде случаев наросты закупорили внутренние тканевые подкладки, которые в иных условиях сгнили бы. Кусочки ткани и стали в итоге тем, что позволило установить время, к которому относятся находки, – их датировали радиоуглеродным методом. Он позволяет определять возраст органических веществ по сохранившемуся в них радиоактивному изотопу ¹⁴C. Эти изотопы попадают в организмы в течение их жизни, а после смерти ¹⁴C распадается с известной скоростью, что позволяет установить время, прошедшее с момента гибели. Радиоуглеродная дата ткани со шлемов в Беникарло – конец XIV – начало XV века.

Датировка шлемов была затруднена тем, что у них почти нет аналогий. Изделия сочетают в себе черты как позднеримских вооружений, так и средневековых, подражавших античным образцам. Что-то похожее в итоге удалось найти только на английских картинах XIV века. Судя по всему, шлемы из Беникарло относятся к редкой разновидности вооружений, которая не получила дальнейшего развития.

Новая дата помещает находки в совершенно другой контекст. Груз затонул в один из самых нестабильных периодов в истории Средиземноморья. В середине XIV века вдоль побережья Валенсии промышляли пираты-мусульмане. Так что, вероятно, шлемы предназначались либо для местных войск, служивших Королевству Валенсии, либо для вооружённых групп, которые занимались защитой морских границ региона.

«Мы видим прямое свидетельство крупномасштабной торговли оружием. Открытие указывает на то, что сеть обмена и коммуникации была гораздо сложнее, чем считалось ранее», – говорит Раймон Граэльс (Raimon Graells) из Университета Аликанте, соавтор статьи.

Исследователи считают, что шлемы говорят об активном перемещении вооружений между крупными торговыми пунктами – от побережья Валенсии до северной Италии (включая Геную, один из самых влиятельных торговых городов того времени). Размер партии позволяет предполагать, что оружие перевозилось по хорошо налаженным торговым путям.

По материалам ScienceDaily

Устойчивость под давлением

Недавно в журнале PNAS была опубликована статья с описанием ещё одного механизма устойчивости, который запускается, когда бактериям становится в буквальном смысле тесно. Исследователи выращивали синегнойную палочку Pseudomonas aeruginosa в толще эластичного геля, который свободно пропускал к бактериям воду, питательные вещества и другие соединения. При этом гель начинал давить на бактерии, когда их колония начинала разрастаться. Для сравнения тех же бактерий выращивали в обычной жидкой среде, где их физически ничто не ограничивало. Когда к тем и другим добавляли антибиотик колистин, гибли и те и другие, но те синегнойные палочки, которые жили под давлением, оказались более устойчивы к антибиотику: разница в выживаемости между бактериями в геле и бактериями в жидкости оказалась стократной в пользу первых.

В другом эксперименте сравнивали бактерии, которые жили в гелях разной жёсткости и которых обрабатывали тем же колистином. Оказалось, что в более жёстком геле выживаемость бактерий повышается десятикратно. Схожие результаты получались при использовании разных штаммов синегнойной палочки, как лабораторных, так и взятых у больных людей (с P. aeruginosa связаны самые разные инфекционные заболевания) и с другими антибиотиками (кроме колистина, на бактериях испытывали тобрамицин, ципрофлоксацин и меропенем).

Под давлением синегнойные палочки медленнее росли. Возможно, это вносило вклад в лекарственную устойчивость, однако когда бактерии выпускали из геля на волю, их рост ускорялся, а вот устойчивость к антибиотикам в той или иной мере сохранялась. Пока не совсем понятно, что именно происходит здесь в смысле молекулярно-генетических взаимодействий. Однако исследователям удалось выяснить, что к этому виду устойчивости имеют отношение гены, связанные с перестройкой клеточной мембраны и клеточной стенки, с ионным транспортом и реакцией на стресс.

Лекарственная устойчивость синегнойных палочек – далеко не единственный пример того, как поведение клеток меняется из-за механического давления. Мы как-то рассказывали, что давление помогает иммунным клеткам охотиться на раковые клетки и вообще отличать своих от чужих, а клетки архей под давлением переходят из одноклеточного состояния в многоклеточные кластеры. И, конечно, не стоит забывать об эмбриональном развитии – механические силы помогают клеткам зародыша включать нужные гены в нужное время.

Мигрирующие нейроны рвут свою ДНК

Вообще клетки довольно эластичны, могут сжиматься и растягиваться, но у каждой клетки есть ядро с ДНК. Клетки-предшественники нейронов мигрируют сквозь плотную сеть нейронных цепочек и вспомогательных клеток нервной ткани, и идти им приходится через настолько узкие места, что деформируется даже клеточное ядро. Из-за деформаций ядра должна рваться ДНК, которая молекулярными скрепками прикреплена изнутри к ядерной мембране. Недавно в Nature была опубликована статья, в которой описывается, что происходит с ДНК мигрирующих мышиных нейронов в развивающейся коре полушарий. Разрывы в ДНК привлекают специфический белок, и если его пометить флуоресцентной меткой, то потом в микроскоп можно увидеть, где и когда появляются эти разрывы. Они появлялись как раз тогда, когда предшественники нейронов активно мигрировали, и там, где во время миграции им было особенно тесно.

При этом повреждения возникали не просто из-за деформации ядра. Когда клетка чувствовала сильный механический стресс, в ней активировалась одна из топоизомераз. Эти ферменты рвут одну или две цепи ДНК, когда та становится слишком скрученной. ДНК, как мы знаем, двойная спираль, и чтобы считать с неё информацию, её нужно раскрутить – раскрутить в том месте, которое нужно прочесть, чтобы к нему получили доступ специальные белки. Но если спираль раскручивать в одном месте, она начнёт тем сильнее скручиваться рядом. В двуспиральной молекуле возникает механическое напряжение, которое нужно как-то сбросить. Топоизомеразы делают одно- или двуцепочечные разрывы, которые потом сами же сшивают обратно. Иначе говоря, с помощью топоизомераз клетка наносит собственной ДНК управляемый и обратимый вред, чтобы избежать бо́льших проблем.

Экспериментируя с мигрирующими предшественниками нейронов, которые ползли сквозь искусственные тесные поры, исследователи убедились, что при сжатии клеток и ядер одна из топоизомераз активно режет ДНК, но не спешит её заделывать – сшивание разрывов происходит позже, когда клетка проходит тесные места и механический стресс исчезает. При этом разрывов почти не появляется в последовательностях, кодирующих белки, и в регуляторных последовательностях, от которых зависит работа генов. Разрывы, даже управляемые, – это всегда риск, и наиболее важные участки генома клетка старается в данном случае не трогать (хотя пока неясно, работает ли тут некий активный защитный механизм, направляющий топоизомеразу в другие места, или же генные и регуляторные зоны защищены просто в силу особенностей пространственной организации генома в ядре). Ну а когда клетки прибывают на своё постоянное место, где им предстоит всё оставшееся время жить и работать, миграционные разрывы в ДНК полностью исчезают.

Зрелые нейроны тоже, бывает, специально рвут свою ДНК – когда им нужно что-то запомнить. Для памяти нужны новые межнейронные связи-синапсы, а гены, которые стимулируют формирование новых синапсов, активируются при двойных разрывах в ДНК. Впрочем, насколько эти разрывы действительно помогают памяти, пока не вполне ясно.

Интеллектуальный круиз «На новой волне: наука и джаз» продолжил традицию встреч Лекториума Капицы

Участниками круиза стали ученые, педагоги, представители бизнеса, студенты, выпускники и друзья сообщества Лекториума Капицы. В течение вечера на борту теплохода обсуждались вопросы развития науки, образования и технологий, а музыкальное сопровождение создавала живая джазовая программа.

Открывая мероприятие, организаторы отметили, что главная задача проекта — создавать пространство для общения людей, которых объединяют любознательность, стремление к знаниям и интерес к будущему.

В рамках TED-выступлений своими взглядами на ключевые вызовы современности поделились: научный сотрудник группы “Квантовая оптика” Российского квантового центра  Александр Воробьев, руководитель отдела по взаимодействию с научным сообществом Фонда развития научно-культурных связей «Вызов» Полина Китайцева, главный редактор EdExpert Денис Кравченко.

Особое внимание участников привлекла тема взаимодействия человека и технологий. Центральным событием деловой программы должна была стать встреча с нейрофизиологом Александром Яковлевичем Капланом. Однако по состоянию здоровья ученый не смог принять участие в круизе лично. Тем не менее, дискуссия состоялась - подготовленные самим ученым вопросы стали основой для содержательного разговора о будущем образования, развитии мышления и вызовах цифровой эпохи.

"По мнению участников круиза, организаторам удалось создать уникальное пространство для общения учёных, педагогов, представителей бизнеса, студентов и всех, кто заинтересован в развитии науки, образования и культуры. Программа объединила содержательные дискуссии о будущем технологий и образования, живой диалог экспертов и атмосферу творческого общения. Проект "На новой волне: наука и джаз" стал площадкой для новых идей и профессиональных связей. И мы надеемся, что продолжение следует", — отметила Наталия Алова, куратор научно-образовательных программ и Лекториума технопарка Физтех-лицея имени П.Л. Капицы.

Одним из самых ярких событий вечера стала открытая дискуссия «Может ли технология заменить вдохновение?», которую провел кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник комплекса НЕВОД НИЯУ МИФИ Егор Задеба.

Участниками дискуссии стали директор департамента образования RWB Игорь Коваль, заместитель директора Физтех-лицея имени П. Л. Капицы Ирина Рыжова, исполнительный директор Фонда развития Физтех-школ Андрей Богданов, заместитель главного редактора журнала «Наука и жизнь» Максим Абаев и председатель Совета директоров НП ЦВТ «ХимРар» Андрей Иващенко.

Разговор вышел далеко за рамки обсуждения искусственного интеллекта. Эксперты говорили о будущем образования, роли учителя, развитии мышления, человеческом выборе и качествах, которые останутся востребованными независимо от технологических изменений. Финалом дискуссии стало своеобразное «домашнее задание» для участников круиза — продолжить размышление над вопросами, на которые пока нет окончательных ответов.

Музыкальную программу вечера представили «Мосджаз Трио» Дмитрия Мосьпана и дуэт Jazz Friends в составе Василия Кетлинского и Матвея Михеева. Джаз стал естественным продолжением разговоров о науке и творчестве, напоминая участникам о том, что и в исследовании мира, и в музыке важны свобода поиска, импровизация и готовность открывать новое.

Интеллектуальный круиз «На новой волне: наука и джаз» продолжил традицию встреч Лекториума Капицы, объединяющих представителей науки, образования, культуры и бизнеса в пространстве открытого диалога и совместного поиска новых идей.

Источник: Пресс центр Лекториума и научно-образовательных программ технопарка Физтех-лицея имени П.Л. Капицы.

Недружественное лизание

Когда животные вылизывают друг друга, вычёсывают друг друга, чистят друг у друга шерсть, перья и кожу от грязи и паразитов, это называется социальным, или взаимным грумингом, или аллогрумингом. Взаимный груминг – не просто гигиеническая процедура, это ещё и способ подружиться, выказать расположение, пообщаться с друзьями, уладить конфликт и т.д.

Котики тоже практикуют взаимный груминг – кто не видел вылизывающих друг друга котиков? Но у них это не всегда означает взаимную приязнь. Иногда, когда один котик вылизывает другого, он тем самым выражает скрытое неудовольствие. Дружественный и недружественный взаимный груминг  разбирают в своей статье в Applied Animal Behaviour Science сотрудники Гентского университета. Они анализировали видео с 53 парами котиков, живших в одном доме (естественно, это значит, что на каждую пару приходился свой дом) и демонстрировавших то дружественный, то недружественный социальный груминг. Как отличить дружественный от недружественного? Например, при дружественном груминге котики находятся в одинаковых позах (оба сидят, оба лежат и т. д.), и один вылизывает у другого шею и уши. У котов уши отличаются повышенной чувствительностью, поэтому, с одной стороны, им приятно, когда им там чешут, с другой стороны, они настораживаются, когда им лезут в уши с непонятными намерениями. Часто положительный взаимный груминг предшествует игривой борьбе – в этом случае они вылизывают друг другу шею.

Отрицательный же груминг видно по реакции того, кого грумят: вылизываемый котик прижимает уши, трясёт головой, начинает чесаться, зевает, облизывается, наконец, отпихивает грумящего и кусает его. И позы у них при этом разные – например, один котик может лечь на другого. Такой груминг играет роль пассивно-агрессивного сигнала: настоящего конфликта с настоящими царапинами и укусами хочется избежать, но при этом нужно донести до другого своё недовольство. (Недовольство же может происходить, например, оттого, что один котик занял любимое место другого.) Тот, на кого оно направлено, чувствует это в груминге и демонстрирует вышеописанные признаки лёгкого стресса.

Это не первая научная работа о недружественном груминге у кошек. Но в предыдущих статьях речь шла о котиках, которых наблюдали в обстановке, не очень для них комфортной. Здесь же, как было сказано выше, исследователи анализировали видео, сделанные хозяевами котиков в их домах. Вообще многие любители котиков наверняка имели возможность заметить разницу между положительным и отрицательным взаимным грумингом со всеми признаками того и другого. Но теперь зато их отличия описаны с научной надёжностью. Возможно, эта статья не произведёт переворота в зоопсихологии, но у неё наверняка есть определённые шансы получить Шнобеля.

Нейроны речи

В недавней статье в Nature говорится, что такая специализация есть. В эксперименте участвовали больные эпилепсией: мы неоднократно рассказывали, что при эпилепсии в некоторых случаях в мозг временно вживляют электроды, чтобы определить очаг болезни и потом хирургически его удалить. Попутно такие больные – разумеется, с их полного согласия – могут участвовать в разных нейробиологических опытах, потому что благодаря вживлённым электродам можно изучать работу человеческого мозга. И вот сейчас, пока участники эксперимента о чём-то с кем-то разговаривали, исследователи записывали активность их нейронов, которая предшествовала тем или иным словам.

Оказалось, что среди этих нейронов есть группы, которые начинают активничать только перед определённым классом слов – например, перед существительными. Есть также более-менее строгое разделение труда между семантическими и синтаксическими нейронами: семантические связаны со смыслом слова (то есть эти нейроны поддерживают понимание того, что слово «кошка» и слово «собака» означают разные объекты), синтаксические же, как можно догадаться, отвечают за синтаксис (и от их активности зависит, скажем ли мы «кошка сидит на столе» или «сидит кошка столе на»). Большинство нейронов, связанных с речью, занимается либо семантикой, либо синтаксисом, причём лингвистическая активность больше проявляется в левополушарных областях лобной и височной коры. При этом нельзя сказать, чтобы нейроны разной речевой специализации обязательно группировались в кластеры. Например, какой-то отдельный нейрон, обрабатывающий значение слова, может быть окружён соседями, которые следят за синтаксическим окончанием фраз. То есть, говоря о группе нейронов, которая занимается тем или иным речевым параметром, нужно помнить, что это  группа в функциональном смысле, и её нейроны не обязательно будут сидеть друг рядом с другом.

Согласованная активность нейронов разной речевой специализации помогает сконструировать предложение так, чтобы все слова в нём были на своём месте. При этом на нейронную активность, которая готовит каждое следующее слово, влияет нейронная активность, сопутствовавшая пяти предыдущим словам – так формируется контекст отдельных слов и предложений. По словам исследователей, в этом аспекте работа речевых нейронов очень похожа на то, как функционируют алгоритмы больших языковых моделей вроде ChatGPT.

Изначально предполагалось, что нейроны, обслуживающие речь, будут более подвижны в своих функциях. Но они, как оказалось, во многом отражают лингвистическую структуру предложений с чёткими отличиями частей речи и т.д. Правда, вполне может быть, что со временем реакции нейронов на речевые единицы меняются. Известно, что мозгу свойствен так называемый сдвиг репрезентации: одна и та же информация начинает вызывать в мозге другой, нежели прежде, рисунок нейронной активности. Есть ли такой сдвиг в репрезентации речи, можно понять только в длительном исследовании, которое будет длиться несколько месяцев или даже лет.

Два года назад мы уже писали об определённой специализации нейронов языковых центров, но то была специализация другого рода. Тогда в журнале Nature Human Behaviour была опубликована статья о том, что чтению текста сопутствует активность нейронов трёх видов – тех, которые следят за отдельными словами, тех, которые занимаются группами по четыре слова, и тех, которые занимаются группами по шесть слов. Имеются в виду не столько предложения (которые могут быть и короче четырёх слов, и длиннее шести), а именно последовательности слов. Можно предположить, что это нужно для того, чтобы лучше понимать контекст, чтобы связывать воедино информацию, которую несут отдельные слова и которая рождается при их взаимодействии.

Во что играли русские поселенцы в Сибири

Гижигинск получил своё название по реке Ги́жига, на берегу которой он был основан в 1752 году. Первоначально это была крепость с гарнизоном из примерно 230 человек и населением около 700. В 1783 году она получила статус города и стала административным центром уезда, которым оставалась с перерывами до 1926 года. В середине XIX века Гижигинск утратил своё оборонительное значение. В словаре Брокгауза и Ефрона отмечалось, что он сохраняет статус города лишь как административный центр, а «на самом деле это посёлок рыболовов, коряков и тунгусов, где живёт ещё несколько казаков, русских купцов и священников». Из-за затоплений Гижигинск трижды переносился на новое место. В 1920-е жители города постепенно перебрались в село Кушка в устье той же реки.

«Игровая» коллекция из Гижигинской крепости делится на две части. К первой относятся предметы, связанные с коллективными играми, вторая часть – с индивидуальными. К играм первого типа, которые были знакомы обитателям сибирского укрепления, относятся шахматы, шашки, лото и тавлеи (нарды).

К шашечным фишкам исследователи отнесли деревянные изделия конусовидной, цилиндрической и округлой форм. Похожие по форме шашки этнографы наблюдали у коряков и чукчей в начале XX века, так что, возможно, местные народы заимствовали их у русских поселенцев ещё в XVIII веке.

Гижигинские шахматные фигуры сделаны из дерева, стекла и кости. Среди них – ладья, ферзь, король и пешка. Часть фигурок изготовили на токарном станке, так что их могли привезти в Гижигинск казаки. Фигурки в виде «ёлочек» вырезали ножом, предположительно, на месте. Об этом говорят и находки заготовок. Одну из фигурок, вероятно, сделали из стеклянной ручки.

Фишки для тавлей изготовлены из фрагментов фарфоровых и стеклянных изделий, а в одном случае – из фаянсового обломка. Фарфоровые и фаянсовые фишки сделали из фрагментов посуды, одна стеклянная – из пробки, а вторая – из пунта, выемки на дне винной бутылки. Кроме того, для игры могли использовать и гальки. Тавлеи были известны на территории России ещё с XIV–XV веков, а в сибирских городах – с конца XVI по XVIII век.

К лото относится один деревянный «бочонок» с цифрой 27, нанесённой, вероятно, чернилами. Эта игра распространилась в России как раз в XVIII веке. Считается, что она была доступна лишь обеспеченным людям.

«Индивидуальные» игрушки исследователи делят на игрушки-имитации и игрушки-забавы. К первой группе относятся копии стрелы и меча, топориков, саней, ложечки-лопаточки и вилка. Среди игрушек-забав – волчки, конёк, заготовка свистульки. Все игрушки вырезаны ножом, из местной древесины – лиственницы, ольхи, кедрового стланника (невысокого, стелющегося по земле кустарника). Такие предметы известны и в других городах Сибири.

Таким образом, несмотря на удалённость Гижигинской крепости, там играли практически в те же игры, что и в центральных районах России и в других сибирских поселениях, заключают исследователи.

По материалам IX Международного симпозиума «Тихоокеанская археология»

Представлен 15-й выпуск рейтинга лучших вузов России RAEX-100

15-й ежегодный выпуск рейтинга показал устойчивость позиций лидеров российской высшей школы. Победителем вновь стал МГУ им. М. В. Ломоносова, на втором месте расположился МГТУ им. Н. Э. Баумана, на третьем — Московский физико-технический институт, далее следуют Санкт-Петербургский государственный университет и НИЯУ МИФИ.

Состав первой двадцатки участников не изменился, при этом лишь три вуза из верхней части списка смогли добиться роста в рейтинге — это НИУ ВШЭ, РАНХиГС и Сеченовский Университет.

Больше половины мест в топ-100 заняли университеты двух столичных агломераций — московской и петербургской. В Москве и Подмосковье расположены 38 вузов из списка, в Санкт-Петербурге — 14 участников рейтинга.

Наиболее широко представлены в RAEX-100 технические университеты. В список 2026 года вошли 39 инженерно-технических вузов — на три больше, чем два года назад. За это же время количество классических университетов сократилось с 28 до 24.

«Стоимость платного обучения в вузах из топ-100 значительно выросла. Обучение на первом курсе в технических вузах – участниках рейтинга за год в среднем подорожало на 21%, учёба в медицинских университетах стала дороже на 19%», — отметил генеральный директор RAEX Дмитрий Гришанков.

В этом году в анкетировании для подготовки рейтинга приняли участие 213 вузов, а совокупное количество респондентов онлайн-опросов превысило 160 000 человек.

О рейтингах вузов

Рейтинг лучших вузов России RAEX-100 публикуется ежегодно с 2012 года. При оценке качества образования в вузах (вес 50%) рассматривались группы показателей «уровень преподавания», «международная интеграция», «ресурсная обеспеченность» и «востребованность среди абитуриентов». Для оценки востребованности работодателями выпускников вуза (вес 30%) анализировались группы показателей «сотрудничество с работодателями» и «качество карьеры выпускников». Уровень научно-исследовательской деятельности вуза (вес 20%) определялся исходя из групп показателей «научно-исследовательский потенциал», «научные достижения» и «исследовательская инфраструктура». Всего в рейтинге используется 45 показателей.

Рейтинг лучших вузов России RAEX-100 — единственный российский образовательный рейтинг, успешно прошедший международный аудит IREG Observatory on Academic Ranking and Excellence. Агентство RAEX получило право использовать знак «Одобрено IREG» (IREG Approved), подтверждающий, что методология рейтинга вузов России, процедуры его подготовки и представление результатов отвечают стандартам высокого качества.

В 2019 году RAEX впервые составило список лучших вузов России в сфере «информационные технологии», в 2020 году — рейтинг влиятельности вузов России. Также в 2021 году были впервые составлены локальные рейтинги — списки по каждому федеральному округу России.

В 2022 году RAEX подготовило предметные рейтинги вузов по 29 направлениям, в дальнейшем линейка предметных рейтингов стала ежегодно обновляться. В 2026 году в публикуемые списки вошли 167 вузов из 45 регионов страны. Всего составлено 35 предметных рейтингов в области широкого спектра естественных и инженерных наук, математики, социальных и гуманитарных направлений, медицины, педагогики и аграрной сферы.

Тараканий геном взял много от бактерий

 Со временем выяснилось, что и у многих эукариотических организмов есть гены, которым было неоткуда взяться, кроме как с помощью горизонтального переноса. Бактериальные гены обнаруживались у грибов, у растений, у членистоногих и едва ли не у людей. Есть данные, что горизонтальный перенос генов возможен не только между бактериальными и эукариотическими клетками, но и между разными эукариотами. Например, несколько лет назад мы писали, что белокрылки могли позаимствовать некоторые гены у растений, а черви-волосатики взяли гены у богомолов, в которых они паразитируют.

Недавно в журнале PNAS появилась статья о бактериальных следах в геноме тараканов. Здесь интересен не столько сам факт переноса генов от бактерий к тараканам (этому можно уже не удивляться), сколько его масштаб. Бактерия в данном случае имеется в виду конкретная, Blattabacterium cuenoti, одна из рода Blattabacterium. Это известные тараканьи симбионты: они помогают тараканам удерживать в организме азот, который они иначе теряли бы с мочевой кислотой (в тараканьем меню мало азота, и разбрасываться им они не могут). И вот оказалось, что в геномах восемнадцати видов тараканов (в том числе у обычного рыжего таракана и у американского таракана) в сумме есть почти сорок с половиной тысяч бактериальных вставок. У некоторых тараканов их всего 93, но, к примеру, у роющих тараканов из Австралии бактериальных кусков в ДНК может насчитываться до 4900. Некоторые фрагменты сгруппированы воедино, но в целом бактериальные последовательности распределены по всему геному, и появлялись в нём, очевидно, в разное время.

Горизонтальный перенос генов от бактерий к тараканам происходил очень давно, как минимум 29 млн лет назад. Раз это всё у тараканов осталось, значит, бактериальные последовательности оказались для них либо полезны, либо нейтральны, либо умеренно вредны, то есть не слишком сильно отравляли им жизнь, чтобы естественный отбор вычистил их из популяции. Значение бактериальной ДНК в жизни таракана можно оценить по её активности – то есть, например, по количеству РНК, которая считывается с определённого участка ДНК. И вот только от 5,04% до 8,58% бактериальной ДНК копировалось у тараканов в РНК – в матричную РНК, с которой  потом считывается белок. На самом деле это не значит, что остальные 90 с лишним процентов присутствуют в виде генетического мусора – не неся в себе никакой белковой информации, те последовательности могут играть какую-то регуляторную роль. Однако подобные гипотезы всё равно нужно специально проверять.

Такое обширное заимствование можно объяснить симбиотическими отношениями: с дружественной бактерией, которая постоянно живёт внутри хозяина, проще экспериментировать. Но дело в том, что более ранние исследования обнаруживали между симбионтами мало геномных заимствований. Возможно, дело в том, что прежде геномные технологии не позволяли прочитывать сразу большие фрагменты ДНК. Именно прочитанные за раз длинные фрагменты позволяют увидеть в ДНК-последовательностях то, что остаётся скрытым, когда ДНК читают короткими фрагментами, собирая из них потом более длинные. Кроме того, раньше среди заимствований искали преимущественно последовательности, кодирующие белки. Однако, как было сказано, в геноме есть регуляторные последовательности, от которых зависит очень и очень многое. Возможно, не только тараканы так энергично заимствовали бактериальную (и не только бактериальную) ДНК. Но это опять же станет понятно только после того, как новые технологии и новые подходы в поиске такой ДНК будут опробованы на других геномах.

Чума охотников и собирателей

Останки людей с чумой составляют 39% от всех погребённых в этих местах. Но само по себе их количество вовсе не говорит об эпидемии – они могли умирать по отдельности в течение многих веков. Датировка радиоуглеродным методом показала, что было два эпизода, когда люди с чумой появлялись в захоронениях в большом количестве за короткое время, и сами эти эпизоды разделены несколькими сотнями лет. Сравнивая человеческую ДНК из костей, исследователи выяснили, что люди с чумой были родственниками разной степени: братья и сёстры, кузены и кузины, тёти и дяди с племянниками и племянницами. А значит, это с большой вероятностью были именно эпидемические вспышки, за короткое время уносившие в могилу относительно большое число людей, особенно детей в возрасте от 8 до 11 лет.

Оба раза это были очень схожие штаммы чумной палочки, которые, очевидно, возникли примерно в одно время. Они в какой-то степени родственны тем бактериям, с которых началась знаменитая Чёрная смерть. Правда, у доисторических прибайкальских штаммов не было гена, который позволял бы им распространяться через блох. Однако чума могла попасть к людям напрямую от грызунов – например, от сурков, которые до сих пор живут в тех местах и до сих пор представляют собой естественный резервуар чумной палочки. Инфекция из крови или фекалий сурка могла заразить охотника, который этого сурка разделывал и тех, кто ему помогал; либо же люди заболевали, съедая заражённое мясо. Возможно, заболевшие заражали здоровых, но некоторые специалисты сомневаются, что такое заражение играет большую роль, если говорить об эпидемическом распространении чумы. Так или иначе, прибайкальские находки оказались самым древним свидетельством чумной эпидемии.

Чумная палочка возникла задолго до великих эпидемий прошлого. Однако  иногда говорят, что древние штаммы были не очень опасны, и что для того, чтобы эпидемии было где разгуляться, должны были сформироваться сельскохозяйственные сообщества с большой плотностью населения и сопутствующими крысами. Новые данные говорят о том, что древние штаммы чумы по сравнению с более поздней  молодой Чёрной смертью были не менее опасны, и что чумные эпидемии среди охотников и собирателей тоже случались. В абсолютных цифрах эти эпидемии были не столь впечатляющи, но и охотничьи сообщества были невелики. Если же смотреть в цифрах относительных, то чума била по ним очень сильно.

Косметическая бутылочка из римского Йорка «выдала» египтянина

Сосуд нашли ещё в начале 1980-х годов, но тогда ему не придали значения. Место находки – свалка, которой пользовались обитатели римского военного лагеря, находившегося по другую сторону реки.

Бутылочка выделялась сине-зелёным стеклом, густым серебристым отливом и тёмными пятнами. Объяснить эти особенности условиями, в которых лежала бутылочка, невозможно – другие стеклянные находки из того же места выглядят совсем иначе. Не могла она быть и браком – по словам Кул, с таким уровнем некомпетентности при изготовлении сосуда она никогда не сталкивалась.

Главное же отличие сосуда – форма его внутреннего вместилища. В отличие от большинства стеклянных сосудов, в которых внутренние стенки повторяют изгибы внешних, вместилище флакона из Йорка – цилиндрическое. Такая форма характерна для египетских сосудов с кайалом, поскольку она удобна для извлечения средства с помощью палочки-аппликатора.

Подобные бутылочки с близкой датировкой неоднократно находили в Египте, в том числе и на военных объектах, и на свалках. «Этим товаром не торговали за пределами Египта и Судана – в противном случае мы бы их находили намного чаще», – объясняет Кул.

Из-за маленького размера флакончик не подходил для хранения духов, и он вряд ли мог быть сувениром, который привёз путешественник: если бы такие сувениры были популярны, они тоже встречались бы чаще.

Таким образом, бутылочка не могла попасть в Британию в результате торговли, как памятная вещь или как сосуд для чего-то иного. Остаётся лишь один вариант – кайал привёз кто-то, кто им пользовался, то есть египтянин или египтянка.

Йорк и его окрестности в римское время имели различные связи с Египтом. Например, в городе находился храм Сераписа, греко-египетского бога. А в Лестере ранее находили шкатулку из слоновой кости с изображением бога Анубиса – известно, что его почитали римские солдаты, служившие в Египте.

Археолог предполагает, что флакон с кайалом мог принадлежать солдату, который либо сам был египтянином, либо долгое время провёл в Египте и перенял обычай подводить глаза. Находка напоминает, что нужно учитывать подобные культурные особенности и привычки, когда мы представляем себе римских солдат, служивших на окраине империи. «В конце концов, подводка для глаз – это не та привычка, которая обычно ассоциируется с римской армией», – отмечает Кул.

Фильтр для негатива

Мы осознаём далеко не всё, что происходит в мозге, и это относится не только к сугубо внутренним психическим процессам, но и к той информации, которая поступает к нам извне. Проще говоря, мы замечаем не всё, что видим, слышим и осязаем. Психологи и нейробиологи активно изучают, как мозг делит внешнюю информацию между сознательными и бессознательными процессами. Однако большая часть таких исследований посвящена зрению – во многом потому, что со зрением проще экспериментировать. Например, слишком быстро мелькающие образы сознание не фиксирует, но глаз и мозг их всё же видят, и вот с помощью таких стремительных картинок можно изучать, как зрительная информация обрабатывается без участия сознания. Для звучащей речи подобный эксперимент организовать невозможно, приходится идти окольными путями.

В недавней статье в Psychological Science сотрудники Еврейского университета в Иерусалиме описывают, как им удалось увидеть работу бессознательного на примере слов с разной эмоциональной окраской. Сотня взрослых людей смотрела на фигуры, сменяющие друг друга на экране, отмечая те, которые они уже видели. Одновременно они слушали поток псевдослов – они были похожи по звучанию на слова иврита, но никакого смысла не имели. Однако время от времени среди этих псевдослов появлялись настоящие слова с нейтральной или отрицательной эмоциональной окраской. Зрительная задача и псевдослова должны были отвлечь сознание от слуха, так что какие-то из настоящих слов обрабатывались в мозге бессознательным образом. У участников эксперимента прямо спрашивали, заметили ли они то или иное настоящее слово; кроме того, они проходили специальные тесты, чтобы проверить, как и что они услышали.

Предполагалось, что слова с отрицательной эмоциональной окраской чаще будут доходить до сознания, но всё оказалось наоборот: негативные слова отфильтровывались, и сознание чаще ловило нейтральные слова. В эксперименте меняли условия – например, увеличивали набор слов или упрощали зрительное задание, – но результат оставался тот же. 

Исследователи объясняют это тем, что отрицательная информация требует больше ресурсов для обработки, и если мозг уже занят чем-то важным, он предпочтёт не тратить силы на негатив, тем более если он ему никак прямо не угрожает. Легко представить, как этот фильтр даёт сбой, так что человеку кажется, что вокруг всё плохо и будет ещё хуже. Но также легко представить и обратное, когда фильтр негатива работает слишком хорошо и до человека перестаёт доходить вообще какая-либо отрицательная информация – даже та, которая, возможно, могла бы уберечь его от большой беды. Однако прежде чем делать далекоидущие выводы, следует вспомнить, что в эксперименте не использовались слова с положительной эмоциональной окраской, и слова в нём вообще-то шли фоном к основной задаче. Если ты с кем-то беседуешь или просто слушаешь чужой разговор, восприятие негативных слов, возможно, будет иным.

Почему от спиртного тянет на чипсы

Мы уже как-то писали о том, почему от алкоголя хочется есть: он действует, как один из гормонов аппетита, активируя соответствующие нейроны в мозге. Но ведь от спиртного тянет не на всякую еду: мало кто заедает его свежей капустой или шпинатом. Обычно алкоголю сопутствуют чипсы, солёное печенье, копчёности, пицца, в конце концов.

Сотрудники Сиднейского университета пишут в Obesity Reviews, что тут дело в другом гормоне под названием FGF21, или фактор роста фибробластов 21. Факторами роста называют сигнальные молекулы (чаще белки и пептиды), стимулирующие деление и дифференцировку клеток, при этом эффекты у них могут быть очень разнообразными и проявляться на разных уровнях. FGF21 влияет на обмен веществ и пищевое поведение, и изначально считали, что он вообще стимулирует чувство голода. Потом выяснились нюансы его действия: оказалось, FGF21 стимулирует тягу к белковой и вообще к сытной, аппетитной еде с пряным, острым вкусом, и одновременно подавляет тягу к сладкому. Также выяснилось, что уровень FGF21 повышает алкоголь.

Такой вкус есть не только у еды с повышенным содержанием белка. Его искусственно создают с помощью пищевых добавок (в том числе глутамата) в различных закусочных продуктах, или снеках – сухариках, чипсах и пр. Белка в них на самом деле мало, но из-за простимулированного алкоголем FGF21 эти вкусные чипсы хочется есть всё больше и больше. Сладкого же при этом хочется меньше.

Исследователи не измеряли заново FGF21 у пьющих людей – в конце концов, известно же, что он повышается. Они воспользовались медицинской базой данных, в которой были собраны сведения о том, что и когда люди ели и пили, и сопоставили «алкогольные» данные с «закусочными». Данные показали именно то, что ожидалось: порция алкоголя снижала интерес к сладкому, одновременно заставляя тянуться к различным снекам. Считается, что такая еда повышает риск избыточного веса. 

Алкоголь иногда называют фактором ожирения, однако исследования на этот счёт нередко противоречивы. Возможно, противоречия здесь связаны с тем, что у разных людей под рукой оказывается разная закуска: кто-то ест чипсы, а кто-то – что-то по-настоящему высокобелковое. Вряд ли стоит в связи с алкогольным повышением FGF21 изобретать какую-то биотехнологию, чтобы его понизить: если хочется избежать нездоровых закусок при употреблении алкоголя, проще заранее озаботиться нормальной сопутствующей едой.