На интеллектуальном фронте: главные научные открытия 2017 года

Континент Зеландия

В феврале группа учёных обнаружила под толщей воды в юго-западной части Тихого океана затонувший континент площадью около 5 млн км², который назвали Зеландией. По мнению исследователей, Новая Зеландия и Новая Каледония — это не просто острова рядом с Австралией, а верхушка большого континента, поверхность которого на 94% скрыта под водой.

Зеландия, по оценкам учёных, начала откалываться от древнего суперконтинента Гондвана около 100 млн лет назад. Это деформировало земную кору, в результате чего большая часть материка оказалась под водой. Свои выводы геологи подтвердили спутниковыми наблюдениями, согласно которым на месте Зеландии находится материковая, а не океаническая кора или вулканические породы.

По словам учёных, тот факт, что континент может быть погружён под воду, оставаясь при этом единым целым, поможет в исследовании сдвигов и разломов континентальных плит. Авторы открытия предложили дополнить Зеландией список существующих континентов.

Игры с ДНК

В ноябре учёные калифорнийской детской больницы впервые отредактировали геном в теле человека — 44-летнего Брайана Мэддокса. Чтобы излечить пациента от синдрома Хантера — расстройства обмена веществ, исследователи с помощью специальных вирусов доставили в его организм миллиарды «правильных» копий гена, который у Брайана содержит мутацию.

Также по теме

По живому: учёные впервые отредактировали геном в теле человека

Учёные калифорнийской детской больницы впервые отредактировали геном в теле человека. Операция была сделана 44-летнему Брайану...

«Мы разрезали его ДНК, вставили туда ген и сшили обратно. Теперь этот ген стал частью ДНК на всю оставшуюся жизнь», — в двух словах пояснил суть операции доктор Сэнди Макрай.

О результатах эксперимента говорить пока рано. Достоверные данные об эффективности терапии можно будет получить только в 2018 году. Генная терапия вряд ли избавит пациента от всех симптомов заболевания, но по крайней мере оно больше не будет прогрессировать.

В случае успеха операции учёные планируют испытать метод ещё на 30 взрослых пациентах и перейти к редактированию геномов детей, чтобы успеть помочь им до того, как болезнь навредит организму.

Без ретровирусов

В этом году американские и китайские генетики вывели свиней, у которых ДНК была полностью очищена от ретровирусов — главного препятствия для пересадки органов этих животных человеку.

В ходе эксперимента учёные использовали линию клеток, выделенных из ткани зародышей свиней. С помощью технологии редактирования генома CRISPR/Cas9 в клетках свиней были «выключены» все копии опасного вируса. Ядра очищенных клеток ввели в яйцеклетки, затем развившиеся эмбрионы поместили в матку свиньи. В результате на свет появились 37 поросят без ретровирусов.

• © FRED TANNEAU / AFP

Теперь, чтобы использовать свиней в качестве доноров, необходимо устранить иммунную несовместимость человека и свиньи. Дело в том, что клетки животных, в отличие от человеческих, содержат на поверхности другой набор белков и полисахаридов, поэтому вызовут иммунный ответ. Исследователи уже работают над этой проблемой.

Фараон Хеопс и тайная комната

Внутри знаменитой пирамиды Хеопса было обнаружено ранее неизвестное помещение. Его длина около 30 м, высота — около 2 м. Найти тайную комнату удалось благодаря технологии мюонной радиографии, которая позволяет сканировать породу и находить в ней полости с помощью высокочувствительного радара.

С начала XIX века это первая находка подобного масштаба. Раньше было известно, что внутри пирамиды Хеопса находятся три больших помещения и множество проходов, шахт и туннелей. Крупнейшее из помещений — Большая галерея — располагается по центру пирамиды. Она представляет собой почти вертикальную шахту высотой около 8 м и длиной 47 м. Обнаруженная комната находится прямо над этой галереей.

«Нам неизвестно, состоит эта комната из одного помещения или из нескольких, но мы точно уверены, что она там есть. Это впечатляет, ведь считалось, что все скрытые помещения внутри пирамиды давно обнаружены», — заявил в одном из интервью президент французского Института по сохранению исторического наследия Мехди Тайоби.

• Пирамида Хеопса
• globallookpress.com
• © F. Schneider/Arco Images

По словам учёных, тайная комната имеет функциональное значение и была сделана для повышения прочности конструкции, чтобы защитить очень узкую крышу Большой галереи от веса пирамиды. Однако доступа к находке нет, поэтому окончательное предназначение помещения остаётся неясным.

Специалисты из Французского национального института информатики и прикладной математики предложили просверлить в стене пирамиды трёхсантиметровое отверстие и запустить в него крошечный дрон, который позволил бы исследовать тайную комнату. Для проведения этого эксперимента исследователям предстоит получить одобрение египетских властей.

Инопланетный гость

В октябре астрономам впервые удалось обнаружить межзвёздный объект, посетивший пределы Солнечной системы, — астероид Оумуамуа.

Также по теме

Неземные звуки: учёные собираются принять первый инопланетный радиосигнал

Исследователи проекта Breakthrough Listen под управлением российского миллиардера Юрия Мильнера надеются перехватить инопланетный...

В ходе исследований учёные выяснили, что инопланетный гость имеет вытянутую форму, напоминающую сигару, достигает 200 м в длину, разгоняется до скорости около 26 км/с относительно Солнца, движется по незамкнутой гиперболической траектории и вскоре покинет Солнечную систему.

Необычная форма объекта натолкнула некоторых учёных на мысль, что астероид может являться межзвёздным космическим кораблём. Но зарегистрировать какие-либо инопланетные сигналы, которые исходили бы от Оумуамуа, специалистам не удалось.

Однако исследователи не исключают наличие жизни на Оумуамуа. Специалисты установили, что богатые льдом недра астероида покрыты полутораметровой углеродной коркой, под которой, возможно, сохранились микробы. Конечно, наличие на Оумуамуа органических веществ ещё не доказывает существования на нём внеземной жизни. Астрономы намерены продолжить исследование, чтобы окончательно разобраться в природе астероида, пока он не покинул пределы Солнечной системы.

Условия для жизни

Американские учёные разработали устройство, которое воспроизводит внутриутробные условия и позволяет поддерживать жизнь недоношенных новорождённых, появившихся на свет после 15-й недели беременности.

Устройство представляет собой пластиковый мешок, в котором находится электролитный раствор, по составу схожий с амниотической жидкостью (околоплодные воды). Снаружи расположен аппарат, к которому подсоединяется пуповина плода. Этот аппарат обогащает кровь плода кислородом и насыщает его питательными веществами. 

Медики испытали устройство на восьми ягнятах, рождённых на 105–120 дне внутриутробного развития (что равносильно 23—24 неделям для людей). Все животные выжили.

В течение следующих трёх-пяти лет планируется протестировать изобретение на недоношенных младенцах.

Слушая космос

В октябре учёные впервые поймали гравитационный всплеск от слияния нейтронных звёзд. Гравитационные волны — возмущения пространства-времени, излучаемые движущимися массивными объектами — например, нейтронными звёздами — и распространяющиеся со скоростью света.

Впервые об обнаружении гравитационных волн было объявлено 11 февраля 2016 года, а в октябре 2017-го американским физикам во главе с Кипом Торном присудили Нобелевскую премию за изучение гравитационных волн и создание гравитационно-волновой обсерватории LIGO, на которой был получен сигнал. Он исходил от слияния двух чёрных дыр в 36 и 29 солнечных масс на расстоянии около 1,3 млрд световых лет от Земли.

Также по теме

Эволюция космоса: что может рассказать о формировании Вселенной древнейшая чёрная дыра

Астрономы из Обсерватории института Карнеги в Пасадене (США) обнаружили сверхмассивную чёрную дыру — древнейшую из известных на...

В отличие от слияния чёрных дыр, столкновение нейтронных звёзд напоминало красочный салют и породило гамма-всплеск — один из наиболее мощных выбросов энергии взрывного характера во Вселенной. В процессе изучения этого гамма-всплеска учёные могут расширить свои знания о нейтронных звёздах и образующихся от их столкновения гравитационных волнах.

Это открытие знаменует начало новой эпохи в астрономии. Учёные смогут исследовать Вселенную и её небесные тела не только с помощью света и радиации, которые они излучают, но и сочетать эти наблюдения с информацией, полученной в ходе анализа гравитационных волн.

«Представьте, что вы живёте в комнате без окон, и всё, что вы можете — слышать гром. Но теперь вас переселили в комнату с окном, и вы не только слышите гром, но и видите молнию. Молния даёт совершенно новую возможность для изучения грозы и понимания того, что происходит в действительности», — пояснила на этом примере значимость открытия астрофизик из Северо-западного университета и член сообщества LIGO Вики Калогера.

Искусственный интеллект против человека

За последний год программисты и математики совершили прорыв в области создания систем искусственного разума, которые превосходят человека в умении играть в стратегические и азартные игры.

В мае разработанный специалистами Google нейросетевой алгоритм AlphaGo разгромил сильнейшего в мире игрока в го — китайца Кэ Цзе. Раньше считалось, что компьютеры не могут победить человека в играх, требующих стратегического мышления и интуитивного подхода.

• Второй матч китайского игрока в го Кэ Цзе и программы искусственного интеллекта Google AlphaGo, Китай, 25 мая 2017 года.
• Reuters

Осенью специалисты Google разработали новый алгоритм — AlphaZero с возможностью самостоятельного обучения, без помощи человека. Кроме того, AlphaZero мог осваивать сразу несколько игр. Алгоритм получил только базовые знания о правилах игры. Затем AlphaZero играл сам с собой и самостоятельно вырабатывал лучшую стратегию.

За четыре часа самообразования алгоритм AlphaZero овладел игрой в шахматы настолько хорошо, что победил действующего чемпиона среди компьютерных программ. А за восемь часов обучился игре в го и смог одолеть своего коллегу — AlphaGo. Впервые в истории нейросетей менее чем за 24 часа один и тот же алгоритм смог обучиться разным играм до сверхчеловеческого уровня.

В декабре американские учёные создали новую систему искусственного интеллекта Libratus, которая победила четырёх сильнейших игроков в покер. Компьютер выиграл фишек на сумму более $1,7 млн. Примечательно, что искусственный интеллект впервые учитывал, что противник намеренно хочет ввести его в заблуждение.