Как выращивают грибы. И почему белый гриб пока вырастить не удаётся Шампиньонный цикл занимает около 14 недель, вешенку растят на соломе, шиитаке — на опилках. Ради трюфелей сажают целый лес и ждут первого урожая 10-12 лет. А с белым грибом получается страннее. Его мицелий можно вырастить в пробирке, можно заразить им корни сосны или дуба — микориза образуется. А дальше стена.За десятилетия экспериментов превратить это в стабильный урожай так и не удалось. Почему одни грибы удалось превратить в сельхозкультуру, а другие до сих пор не поддаются — отдельная история про компост, климат, деревья и сигналы, которые гриб должен получить, прежде чем решит плодоносить.

Мозг собаки делит речь на слова! Когда вы разговариваете с собакой, для неё это, похоже, не сплошной поток звуков. Её мозг нарезает речь на слова по тому же принципу, что и человеческий, — такого раньше не находили ни у одного вида, кроме нас. Открытие сделали в Университете имени Лоранда Этвёша в Будапеште. Сначала о людях. Слова складываются из гласных и согласных. Гласные громче и заметнее, но «скелет» слова держат согласные: прочитайте «сбк» — и «собака» угадывается сразу. С младенчества наш мозг ищет границы слов в сплошной речи именно по согласным. Учёные называют это предпочтением согласных. И давно спорят: мозг рождается таким или настраивается, потому что постоянно слышит речь? Проверили на 20 людях и 20 домашних собаках. Им включали непрерывные потоки слогов без пауз. В одних повторялись «скелеты» трёхсложных слов из согласных (гласные внутри менялись), в других — из гласных, в третьих слоги шли вразнобой. Активность мозга записывали неинвазивной ЭЭГ, электродами на коже головы. Искали нейронную синхронизацию: если мозг улавливает ритм слов, его активность начинает пульсировать в такт — примерно как нога сама притопывает под музыку. В потоках со «скелетом» из согласных мозг собак, как и людей, подстроился под ритм слов — и заметнее, чем в остальных вариантах. А примерно через 400 миллисекунд после начала каждого слова у обоих видов появлялся характерный сдвиг активности — только на «согласных» словах. Это как раз окно, в котором мозг делит речь на слова. Любопытно, что тот же эффект нашёлся у собак, которые первые три месяца жизни провели на улице или в приюте, а не в семье. Похоже, для этого не нужны ни врождённые «языковые» механизмы, ни особый период в щенячестве — хватает простого обучения на повторяющихся шаблонах. При этом у приматов, куда более близких к нам, такого раньше не находили. Но до человека собакам далеко. Люди, пусть и хуже, улавливали слова из повторяющихся гласных — собаки нет. К тому же наш мозг различает отдельные звуки речи, а для собачьего самая мелкая единица — слог. @vselennayaplus

Черви знают рецепт нового мозга Если отрезать от планарии крошечный кусочек, со временем из него вырастет целый червь — с мышцами, тканями и даже мозгом. Человеческий мозг на такое не способен: травмы и болезни он залечивает из рук вон плохо. Биологи из Университета Джорджии выяснили, какие гены помогают плоским червям заново выращивать важные нейроны. Планарии живут в пресной и солёной воде и даже на суше. У них нет ни кровеносной, ни дыхательной системы, зато есть стволовые клетки, способные превратиться в любую клетку, которая нужна организму прямо сейчас. Но как клетка понимает, кем ей стать и куда отправиться? Учёные сосредоточились на нейронах, вырабатывающих дофамин, — такие есть и у человека. Они нашли почти дюжину генов, которые, во-первых, заставляют стволовые клетки превращаться именно в эти нейроны, а во-вторых, направляют новые клетки в нужные места тела. Дофамин часто называют «гормоном удовольствия», но его работа шире: он помогает нейронам передавать сигналы и играет ключевую роль в управлении движениями. При болезни Паркинсона дофамина не хватает — отсюда тремор и скованность. Находку проверили самым прямым способом — отключали некоторые из этих генов. Без них планарии с трудом выращивали новые дофаминовые нейроны и начинали двигаться медленнее — примерно как млекопитающие при нехватке дофамина. Почему же у нас так не выходит? Стволовые клетки у человека тоже есть, но превращаться в новые нейроны достаточно эффективно, чтобы залечить повреждение, они не умеют. Авторы надеются, что их «генетический рецепт» поможет другим лабораториям научиться выращивать из стволовых клеток дофаминовые нейроны, которые можно будет эффективнее пересаживать пациентам. Сейчас у врачей немного способов лечить Паркинсон, Альцгеймер и черепно-мозговые травмы, и такие работы закладывают фундамент для поиска похожих механизмов у человека. @vselennayaplus

Муха, мышь и человек шагают одинаково! Чтобы сравнить походку плодовой мушки, мыши и человека, исследователям из Кёльнского университета и Исследовательского центра Юлиха пришлось написать собственную программу. Существующие инструменты, по словам авторов, обычно делают с нуля под один вид или даже один эксперимент, а их AutoGaitA с открытым кодом анализирует движения суставов у разных видов по единой методике. Результат того стоил. Хотя три вида устроены совершенно по-разному и вперёд конечности у них толкают разные механизмы, ходьбой у всех управляет общее правило. Чем дальше сустав от центра тела, тем быстрее он движется. Учёные называют это градиентом скорости от дистальных суставов к проксимальным, и он не менялся даже в изменённых условиях эксперимента. Это признак общего фундаментального принципа управления движением у видов, которых эволюция развела очень далеко. Отдельно учёные посмотрели на старение. С возрастом у всех троих слабеет толчок, но проявляется это по-разному: у пожилых людей хуже работает голеностоп, у мышей — колено и голеностоп, а у мушек нарушается согласованное сгибание лапок. Базовое соотношение скоростей при этом остаётся прежним. Программа годится не только для ходьбы: в принципе с её помощью можно изучать и другие ритмичные движения — плавание, полёт, прыжки. Авторы видят в ней инструмент для исследований старения и неврологических заболеваний, а в перспективе — для разработки и оценки методов реабилитации. Кто бы мог подумать, что у нас с мухой столько общего? @vselennayaplus

Есть такой рак-богомол. Этот хрен видит 12 цветных каналов (мы только 3, если что, а пчёлы и птицы 4) и 6 поляризационных (мы ни одного). Цвет — это длина волны. Поляризация — в какую сторону она колеблется. Муравьи ориентируются по поляризованному свету неба, водные жуки находят так поверхность воды. У рака всё это в диапазоне от ультрафиолета до конца видимого нам света (без инфракрасного). То есть у него все задатки стать лучшим цветовым дизайнером, потому что цвет он видит далеко за привычными нам шкалами. Точнее, мог бы, если бы у него было достаточно мозга. Хватит ли у него способностей стать дизайнером, выяснить не удалось, но: — Цвет он различает хуже нас — до мозга доезжает всё это с очень большим округлением до 25 нм. Мы в середине спектра в зелёных цветах различаем с точностью 1-2 нм, а в несъедобных цветах (наши предки ели листву) вроде фиолетового — 10-20 нм. — Система, похоже, не сравнивает сигналы каналов между собой, а считает их отдельно — скорость важнее точности. Есть камеры, которые могут снимать и цвет, и поляризацию — но они тяжёлые и дорогие. В них используются сложные системы линз, призм и разделителей луча. Из-за этого пиксели цвета и поляризации часто не совпадают друг с другом с идеальной точностью (погрешность десятки пикселей). Начали реверсить рака: — В обычных матрицах фотоаппаратов пиксели RGB лежат рядом друг с другом (фильтр Байера). У рака клетки расположены друг под другом стопкой. Синий свет поглощается на самой поверхности (на глубине около 400 нанометров), зеленый проникает чуть глубже (до 1 микрометра), а красный уходит глубже всего (до 3 микрометров). Один элемент фиксирует сразу три цвета. — Поверх этого пирога прямо на чип напылили микроскопические решетки из алюминиевых нанопроводов (шириной всего 75 нанометров). Они работают как жалюзи, пропуская свет только с определенным углом поляризации. Нанопровода расположили блоками 2х2 с углами 0°, 45°, 90° и 135°. Собрали полноценную матрицу 1280 на 720 пикселей и протестировали. Потребление 250 милливатт (примерно как в телефоне). Очень хорошее качество съёмки поляризации, пространственный шум 2% (норма 5%), точность высокая. Но очень херовый шум считывания, поэтому камера работает только при хорошем освещении. Из-за интерполяции по поляризации ещё и результирующее разрешение ниже физического. Поныряли с ней около Австралии, снимали каракатиц, кальмаров и раков-богомолов. Оказалось, они имеют на теле поляризационные узоры, невидимые нам, которые используют для маскировки или общения друг с другом. А вот прикладные применения этой камеры: — Вскрыли мозг живой саранче, направили на него свою камеру (снимая 20 кадров в секунду) и начали пускать насекомому в усы разные запахи (гексанол и октанол). И увидели без красителя, как в ответ на запах меняется поляризация нейронов мозга. Изменения микроскопические: отражение менялось всего на 0,38% для одного запаха и на 0,45% для смеси. Но этого хватило, чтобы увидеть работу мозга вообще без внедрения красителей! — Растягивали тонкий срез коровьего сухожилия с частотой 1 раз в секунду. Камера в реальном времени показала изменение угла поляризации, который напрямую соответствует тому, как выстраиваются и натягиваются коллагеновые волокна. — Примерно 50–80% так называемых плоских предраковых и раковых поражений кишечника пропускаются врачами, потому что на обычной камере они не отличаются от здоровой слизистой. Ученые подключили матрицу к эндоскопу и исследовали кишечник мышей. Было хорошо видно как тёмные пятна. Слабые места — в конструкции. Например, нанолитография для алюминиевых решеток нестабильная, поэтому там куча битых и кривых датчиков, и нужна компенсация программным фильтром. Ну и интерфейс — поляризацию врач не видит, приходится показывать отдельно. Так рак помог искать рак! Фотографии Cédric Peneau. -- Вступайте в ряды Фурье! | Лучшие посты — Эй, лосось, знаешь, мы назвали в твою честь цвет! — О, это тааак мило! Серебристо-голубой, да? — Э.. как бы тебе сказать...

Простите, что врываемся в ваш сон, но у нас сказка на ночь про шмелей. Очень короткая. Далеко-далеко выдры жонглируют камнями, макаки перебирают гальку, а человеки берут мид. В общем, все играют. Непонятно с насекомыми. Думали, они прям совсем глупые и очень серьёзные. Это обычно сочетается. Но вот в одной из далёких-далёких лабораторий шмелей учили катать шарики, чтобы они меняли их на сироп. И что-то эти шарики шмелей очень прикололи, и они специально летали к ним и катали. Просто катали и пёрлись. Весело же! Этот вопрос надо было изучить. Взяли 5 критериев игры Бургхардта: не решает задачу выживания, не даёт внешней награды, отличается по форме от функциональных действий (а то это обучение) и повторяется, но не стереотипно, то есть это не случайность и не механический тик, начинается в спокойном состоянии. Сначала проверили, будут ли шмели катать шарики, если можно не катать. 37 из 45 шмелей катали и тащились! Чем больше у шмелей было свободного времени, тем чаще они их катали. Катание оказалось очень приятным (шмель шёл в комнату, цвет которой обещал шарики). Ни разу ни один шмель не выпустил хоботок к шарику и не грыз его. Ни разу самец не выдвинул гениталии у шарика. При этом у самцов в среднем было 330 катаний на мохнатое рыло. Катали неровно по дням — могли 4 секунды, могли 31. Стресса нет, на стереотип тоже не очень похоже, защитного жужжания не было. По шмелю так-то тяжело установить, счастлив ли он, но было очень похоже. Пик катания на 3-7 дней возраста — это как раз тот момент, когда грибовидные тела мозга — центры памяти и обработки ощущений очень пластичны. У нас тоже пик игры приходится на окно пластичности мозжечка. Играют ли шмели в дикой природе и есть ли от этого польза — не узнали, потому что проверяли только в лаборатории. Но уж точно шмели знают толк в развлечениях и умеют радоваться! И даже при их маленьком мозге им бывает зверски весело! -- Вступайте в ряды Фурье! | Самые весёлые посты Мёд — это отрыжка насекомых, причём это полупереваренные выделения половых органов растений.

Дешёвая таблетка от диабета и мечта о долголетии Метформин выписывают при диабете второго типа десятилетиями, он копеечный и хорошо изучен. И всё это время за ним тянется репутация кандидата в «таблетку от старости». Учёные из Университета Хамада бин Халифы в Дохе собрали накопленные данные в обзор. Начнём с того, что у препарата действительно есть биологический смысл. Метформин активирует фермент AMPK — это, грубо говоря, внутренний датчик энергии клетки, который включается, когда ресурсов мало. Следом подтягивается работа митохондрий, усиливается аутофагия (клеточная переработка отслужившего мусора), снижается окислительный стресс, меняются паттерны метилирования ДНК — те самые химические метки, по которым считают «эпигенетический возраст». Продление жизни метформин показал у червей C. elegans и у мышей. Проверяли его и на самцах яванских макак. Но чем ближе к человеку, тем скромнее результат. Самое показательное — испытание MeMeMe: больше 1400 человек в возрасте от 50 до 79 лет с метаболическим синдромом. Диабет второго типа препарат предупреждать помог. А вот рак, сердечно-сосудистые заболевания и смертность — нет. Ассоциации с замедленным старением эпигенетических часов встречаются, но это связи, а не доказанная причина. Авторы честно перечисляют слабые места. Часть громких прежних находок в поздних работах воспроизвести не удалось. Конечные точки у исследований разные, сравнивать тяжело. Сдвиг биомаркера сам по себе не гарантирует, что человек проживёт дольше и здоровее. Большинство данных получено на людях, у которых уже были болезни. Оптимальная доза, длительность и возраст начала приёма неизвестны, а эффект, похоже, зависит от пола, возраста и состава тела. Вывод самих исследователей звучит так: нужны полноценные рандомизированные испытания на людях без диабета, где препарат покажет реальное снижение болезней, инвалидности или смертности. До тех пор метформин остаётся лекарством от диабета. @vselennayaplus

500 грей — и хоть бы что Есть животное, которое переживает дозу радиации в сто с лишним раз выше смертельной для человека. Зовут его бделлоидная коловратка, размером она меньше миллиметра, и учёные уже больше десяти лет пытаются понять, как ей это удаётся. При дозах свыше 500 грей хромосомы коловратки разлетаются на десятки, а то и сотни обломков. Для любой клетки это приговор: разорванная ДНК — прямая дорога к гибели или к раку, потому и системы починки генома у всего живого работают как аварийная бригада. Вопрос был в том, как собрать обратно геном, превращённый в конфетти, и передать его потомству. Оказалось, коловратка Adineta vaga чинит себя не сразу. Часть фрагментов она просто оставляет как есть и передаёт их следующим поколениям в разобранном виде. А достраивает постепенно, используя целые участки гомологичной хромосомы как шаблон для копирования недостающих кусков. Починка растягивается на несколько поколений — и в итоге геном собирается обратно. Механизму дали имя BIHER, break-induced homologous extension repair. Если переводить на бытовой язык: ремонт не обязан заканчиваться в тот же день, когда случилась авария. Почему это важно за пределами микроскопических животных. Открытие показывает, что репарация ДНК умеет опираться на куда более гибкие и нестандартные схемы, чем предполагали. В перспективе это может помочь понять, к чему приводят сбои починки генома в человеческих клетках — в том числе при онкологических заболеваниях. Кстати, у Adineta vaga и без радиации хватает странностей: она размножается без самцов и спокойно переживает полное высыхание. @vselennayaplus