Гвозди в ботинках ученых

Фото: FOTOLIA/PHOTOXPRESS

Ученые просто не знают, что делать с ними дальше: недавние открытия противоречат устоявшимся представлениям о Вселенной. тем не менее все они подтверждены экспериментально, и совершенно очевидно, что каждое из них заставит пересмотреть законы своей области знаний и поможет науке сделать рывок вперед. Вероятнее всего, это произойдет уже в ближайшие годы

Мозг – универсальный доктор

Эффект плацебо известен в медицине с XVIII века, но редко воспринимался всерьез. До недавнего времени считалось, что необъяснимое улучшение здоровья пациента после того, как врач дал ему под видом сильнодействующего лекарства пилюлю из сахара, случается благодаря позитивному настрою больного. Он просто решает бороться с болезнью, вдобавок у него проходит депрессия, усугублявшая состояние.

Однако ряд исследований, проведенных в конце 2000-х, заставил врачей пересмотреть свое снисходительное отношение к этому феномену. Так, медики Мичиганского университета в 2007 году обнаружили в мозге человека специальные центры, которые позволяют блокировать боль биохимическими средствами. Когда пациенты, страдающие от разных расстройств, принимали плацебо, приборы позитронно-эмиссионной спектроскопии фиксировали повышение в крови уровня «гормона счастья» допамина, который облегчает боль. Команду на усиленную выработку допамина давали именно эти центры.

Эксперименты, продолженные международной командой исследователей, показали, что области мозга, связанные с эффектом плацебо, способны на большее. «Феномен плацебо был описан при лечении широчайшего круга соматических и нервно-психических заболеваний, и его выраженность – около 30% даже для таких болезней, как эпилепсия», – отмечает доцент кафедры клинической психологии РГПУ им. А.И. Герцена Ольга Кенунен. Гипотеза, которая может объяснить этот эффект, заключается в следующем. У мозга есть определенное «представление», каким должно быть состояние организма, и убежденность пациента в том, что ситуация стабилизируется, запускает механизмы, позволяющие мозгу нормализовать обмен веществ и работу органов. «Отсюда очевидно, что эффект вызывает изменения и в иммунной системе, потому что она точно так же находится под неусыпным контролем мозга», – добавляет г-жа Кенунен.

В пользу этой гипотезы свидетельствуют исследования нашего мыслительного органа. «Плацебо-эффекта не наблюдается у пациентов с болезнью Альцгеймера и при экспериментальном выключении тех областей лобной коры, которые сегодня связывают с формированием образа желаемого результата и планированием действий по его достижению», – говорит Ольга Кенунен. Если гипотеза верна, значит, мозг может управлять состоянием организма в гораздо большей степени, чем это признает современная медицина.

Таинственные звуки

Знаковая природа языка предполагает, что мы говорим только то, что нужно, чтобы нас поняли: складываем из звуков слова и придаем им интонацию. Никаких других существенных элементов в речи быть не должно, считали филологи до недавних пор. «По идее, фонетика – наиболее исследованная область лингвистики, ведь при современных методах какие-либо акустические и артикуляторные параметры вряд ли могут оставаться недопонятыми, – рассуждает научный сотрудник Института языкознания РАН Алексей Касьян. – На практике оказалось совсем не так».

Интересно, что проблема выявилась в процессе разработки потребительских технических сервисов, таких как программы распознавания речи. Лингвисты бьются над ними свыше полувека, однако если раньше камнем преткновения считались слабые возможности электроники, то сейчас стало очевидно, что куда более серьезная беда кроется в самой фонетике нашей речи. «Люди хорошо понимают даже тихое и неразборчивое бормотание собеседника, а вот компьютерным программам требуется громкое и искусственно четкое произнесение, но и в таком случае они через раз делают ошибки», – отмечает г-н Касьян. Схожая проблема возникает при попытках создать синтезатор речи. «Сделать натуральный человеческий голос не получается, когда это касается синтеза звуков или частей звуков, а не банка наговоренных диктором слов и фраз», – продолжает эксперт.

Оказывается, наша речь не просто слова и интонации. «Человеческий речевой аппарат состоит из многих десятков мышц и хрящей, каждый из которых способен менять конфигурацию и влиять на спектр сигнала, – поясняет Алексей Касьян. – В живом языке мы очень активно используем всю эту механику».

По его словам, понять и описать роль таинственных составляющих речи, не воспринимаемых нами сознательно, – дело будущего. Любопытно, что в разных языках такая скрытая просодия наблюдается в разной степени: например, в английском ее меньше, чем в русском, а в северорусских диалектах больше, чем в южнорусских.

Египет моложе, чем кажется

Как зарождались древние государства? Историки знали ответ на этот вопрос еще 100 лет назад: сперва на протяжении тысячелетий на их территории жили свободные племена или общины, затем в ходе долгих войн появлялось племя-гегемон, создававшее систему управления остальными. Это представление считалось аксиомой, пока в минувшем сентябре команда ученых под руководством доктора Майкла Ди из Археологической исследовательской лаборатории при Оксфордском университете не выяснила, что Древний Египет выпадает из общего правила. Определив возраст человеческих останков и частиц одомашненных растений при помощи радиоуглеродного метода, археологи установили, что земледельцы начали расселяться в долине Нила между 3700 и 3600 годами до н. э. И это притом что уже около 3100 года до н. э. Египет был впервые объединен под властью фараона. Другими словами, от времени, когда в долине существовали единичные крестьянские хозяйства, до возникновения величайшего государства древности прошло всего порядка 500 лет.

Ранее предполагалось, что люди пришли на территорию Египта не позднее 5 тысячелетия до н. э. «Выходит, Египет развивался стремительно по сравнению с другими государствами древнего мира, – рассказывает историк, специалист по древним цивилизациям Алексей Малков. – Так, в Междуречье появлению первых городов-государств предшествовал период жизни свободных общин в несколько тысячелетий! И подобная ситуация характерна для большинства древних государств – на территории Китая, Индии, Малой Азии».

Важно, что речь не идет о каком-то давлении извне, например угрозе со стороны соседей, из-за которой египтяне могли сплотиться в централизованное государство. «Получается, что государство как таковое иногда может быть не объективной необходимостью, а чьим-то гениальным изобретением», – считает г-н Малков.

Запрограммированная смерть

Одна из аксиом эволюционной теории в биологии – любой организм должен стремиться к выживанию своих генов. «Зачем природе понадобилось отводить определенные сроки жизни разным видам?» – задается вопросом исследовательница молекулярного биотехнологического центра Туринского университета Татьяна Лопатина. По мнению ученых, это досадное обстоятельство, проистекающее от несовершенства механизмов естественного отбора.

Однако в 2011 году биолог Армин Холман вскрыл удивительный факт: судя по всему, смерть запрограммирована самими нашими генами. Холман изучал пресноводные водоросли вольвокс – отдельные клетки, существующие только в колонии себе подобных. Как известно, одноклеточные потенциально бессмертны: они делятся на новые и таким образом живут вечно. Но в колониях вольвокса периодически происходит «плановое убийство» некоторых клеток, плохо выполняющих общие функции.

Эта закономерность проливает свет на возникновение апоптоза – устранения многоклеточными организмами отдельных клеток и тканей (данный механизм работает и в нашем теле). Сейчас геронтологи считают, что именно апоптоз – одна из важнейших причин старения и смерти. «Как оказалось, в организме в определенное время включается несколько механизмов самоликвидации, – говорит г-жа Лопатина. – Медицина научилась тормозить действие некоторых из них. Однако как только мы выключаем один механизм, сразу активизируются другие». Тот же процесс, который выбраковывает «бесполезные» клетки, убивает и целые организмы. Но зачем наши гены программируют нашу и, соответственно, их собственную смерть? Это не укладывается в рамки современной эволюционной теории. Чтобы объяснить, зачем природе нужна смерть, потребуется расширить рамки эволюционизма, признать, что стремление генов к выживанию не единственно возможный его фактор.

Дар небес

Значение теории, о которой сейчас пойдет речь, выходит за чисто научные рамки. До 15 февраля 2013 года астрономы были уверены, что появление в земной атмосфере крупных метеоритов не может остаться незамеченным. Конечно, нельзя сбить астероид ракетой, как в голливудских фильмах, но примерно предугадать территорию, на которую он упадет, считалось вполне возможным.

Однако взрыв суперболида над Челябинском, из-за которого пострадало 1613 человек, продемонстрировал, что все стандартные методы обнаружения крупных метеоритов бесполезны. «Это заставило общество признать тот факт, что мы еще не умеем прогнозировать космические катастрофы», – говорит старший научный сотрудник НИИ механики МГУ Мария Грицевич. По ее словам, от серьезных разрушений город спасли случайные факторы: «Метеорит был каменный и не очень прочный (а ведь бывают и железные), и благодаря довольно маленькому углу траектории – всего 16 градусов – астероид, тормозя, потерял огромную часть кинетической энергии».

Самое разрушительное из задокументированных падений болидов в истории сотрясло не только земную почву, но и почву астрономических теорий. Например, стандартный метод обнаружения по высокому альбедо (отражающей способности поверхности метеорита) оказался несостоятелен. Чем больше света отражает метеорит, тем он предположительно крупнее. Однако чтобы провести вычисления, надо знать и то, из каких пород он состоит: светлые породы отражают больше света, чем темные. «Астероид обладал слишком низким альбедо, чтобы быть замеченным заранее», – подчеркивает г-жа Грицевич. Итак, для правильного определения размеров метеорита необходимо как минимум знать историю его происхождения, что вносит хаос в стройные теории о спектральном анализе небесных тел. А ведь это лишь один из нюансов, связанных с отслеживанием метеоритов. «Неизвестно, когда произойдет следующее серьезное столкновение», – констатирует Мария Грицевич. Но фатальная проблема даже не в этом: если бы челябинский болид и заметили заранее, меры по предотвращению столкновения и ликвидации его последствий пока не разработаны.