Наука и технологии России

Вход Регистрация

Умы на ринге

При словосочетании «научные бои» воображение рисует жалкое зрелище: худосочные очкарики в помятых пиджаках неловко мутузят друга, рассыпаясь в извинениях, едва задев противника. Однако схватка интеллектуалов в Культурном центре ЗИЛ под эгидой Политехнического музея выглядела совершенно иначе. Около сотни зрителей от мала до велика разместились на разноцветных пуфиках, чтобы полюбоваться на юношей и барышень, изображающих нейроны и молекулы и жонглирующих человеческими черепами, баскетбольными мячами и зелёными яблоками.

На ринге соревновались пятеро всамделишных молодых учёных из разных областей знаний. Каждому на презентацию отводилось ровно десять минут. Ведущий шоу, директор бизнес-инкубатора МГУ Юрий Митин, сразу назвал главный критерий победы: «Чтобы уши не завяли».

Научные_бои Боям все возрасты покорны

Память: омут, чердак или невод?

Вначале на сцену вышла барышня с двумя плюшевыми крысами – Ольга Ивашкина, выпускница биофака МГУ, сотрудница Курчатовского института и Института нормальной физиологии РАМН.

Ольга_Ивашкина_Научные_бои Ольга Ивашкина знает, как стереть дурные воспоминания из мозга

Конкурсантка процитировала Ивана Павлова: «ничего не интересует нас больше, чем наше собственное психическое содержание» и призналась: её лично волнует устройство человеческой памяти. По словам Ольги, до XIX века память считали «чем-то вроде метафизического сосуда», однако учёные постепенно меняли мнение, сопоставляя нарушения памяти и повреждения разных участков мозга.

Наиболее известен так называемый пациент H.M. Он страдал тяжёлой формой эпилепсии и в 1956 году решился на рискованную нейрохирургическую операцию. Врач удалил очаг заболевания в височной области мозга и случайно повредил гиппокамп. В итоге припадки прекратились, однако несчастливец перестал запоминать новую информацию, сохранив лишь смутные воспоминания о далёком прошлом. Он жил даже не одним днём, а чуть ли не одной минутой.

Вскоре стало ясно, что память – не вместительный чердак, как полагал Шерлок Холмс, а что-то вроде международной социальной сети.

– Сейчас мои друзья продемонстрируют, что происходит у вас в мозге, когда вы запоминаете важный телефон понравившейся девушки, или в мозге крысы, когда она запоминает, где именно в лабиринте вкусная еда, – заинтриговала Ольга.

Тут на сцену выпорхнули девушки, символизирующие нейроны, и захлопали в ладоши, изображая генерацию электрических импульсов – спайков. Сначала аплодисменты шли вразнобой, потом ритмично: запоминание новой информации вызвало волну синхронизации импульсов.

– Другие связанные с памятью процессы носят биохимический характер. В мозге постоянно синтезируются новые молекулы, в частности – новые белки, своего рода строительный материал для нервных клеток. Когда нужно запомнить что-то важное, синтез белков многократно увеличивается. Вместе с обычными белками появляются новые, специфические, предназначенные для образования долговременной памяти. Они отправляются в места контактов между нейронами – синапсы, – продолжила Ольга.

Чтобы проследить и за электрическими, и за биохимическими процессами, нейробиологи вживляют особым трансгенным крысам различные флуоресцентные белки, испускающие свет при облучении волнами определённой частоты. Тогда, скажем, зелёное свечение означает синтез белков для долговременной памяти, а красное – волну спайков.

Девушки-нейроны принялись размахивать разноцветными надувными шариками.

Научные_бои Разноцветные шарики символизировали флуоресцентные белки, а верёвочка – оптоволокно

– Возьмём обычное оптоволокно и вживим в мозг мыши, а затем лучом лазера осветим её нейроны. Такого эксперимента ещё никто не проводил. Наша лаборатория к нему ещё только готовится. Но сейчас мы смоделируем его результаты, – скомандовала нейробиолог.

Какие-то статистки выбрали красный шарик, другие – зелёный, кто-то – оба вместе. Иными словами, в нескольких нейронах биохимическая активность сопровождалась электрической, а где-то протекала параллельно.

– Как взаимосвязаны два рода процессов? Точного ответа мы пока не знаем, однако вскоре этот и другие эксперименты помогут нам понять, как формируется сеть, где хранятся наши воспоминания, – подытожила последовательница Павлова.

Выступление вызвало целый каскад вопросов.

Корреспондент STRF.ru решил перевести беседу в мировоззренческое русло:

– Вы сказали, что память – не метафизический сосуд, а материальный субстрат. Получается, Раскольников – не человек, а набор букв на бумаге? А Джоконда – цветные пятна на холсте? Душа есть или нет?

– Завернул так завернул! – одобрительно крякнули в зале.

Барышня ответила строго:

– Под душой я понимаю индивидуальные особенности человека. Они проявляются на материальном уровне. Например, у меня гораздо лучше могут быть развиты связи в зрительной области, а у вас – в слуховой. Эти отличия на уровне нейронов и составляют нашу психологию, нашу, если можно так выразиться, душу.

Тема не на шутку взволновала и пожилого зрителя-парапсихолога:

– В истории были случаи, когда многие умирали и теряли свою память. Человека потом оживляли, а голова у него работала. Ваше заблуждение в чём? Вы говорите: память – это нейроны. Но мы воскрешали людей…

– Думаю, ваш вопрос уместнее на псевдонаучной сессии, которая начнётся за шампанским буквально через пару часов, – шутливо отбрил кудесника ведущий.

– У каждого есть вещи, которые хотелось бы забыть. Дойдут ли ваши технологии до такой степени, что я смогу забывать то, что захочу, и помнить то, чего со мной не было? – поинтересовались в жюри.

– Я верю, что границ познания не существует. Мозг и психику можно исследовать бесконечно. Но уже сейчас мы можем стереть определённые воспоминания у лабораторной мыши и поместить ей в мозг знания, которых там никогда не было. Совсем недавно вышли статьи на эту тему. Думаю, рано или поздно подобное удастся проделать и с человеком, – уверенно сказала Ольга.

Расцветали черепа и груши

Её сменила новая барышня, на сей раз с чьим-то черепом в руках, – Мария Худякова, сотрудница единственной российской лаборатории нейролингвистики в Высшей школе экономики, изучающая приобретённую патологию речи – афазию.

Мария_Худякова_Научные_бои Изучая расстройства речи, Мария Худякова обзавелась молчаливым другом

– У вас бывает так: смотрите на человека и думаете: «Что за ерунду он несёт? У него вообще мозг есть?» Ну, если что-то говорит – мозг точно есть. Мой друг и коллега Юрий Бедный сейчас вам это продемонстрирует. Он был правшой, так что здесь у него зона Брока, тут – зона Вернике. Раньше считали, что они отвечают за порождение и понимание речи. Но всё далеко не так просто…

Дальше Мария рассказала, как травмы мозга приводят к афазии. Иногда пациент не чувствует разницы между отдельными звуками: вместо «кошка» говорит «конка». Иногда подбирает слова по ассоциации: вместо «собака» – «волк». Нередко речь становится прерывистой, как будто человек диктует телеграмму.

Тут корреспондент STRF.ru, чей мозг ещё, получается, частично функционировал, припомнил, как похожим образом у Достоевского изъяснялся инженер Кириллов: «Бога нет, но он есть. В камне боли нет, но в страхе от камня есть боль. Бог есть боль страха смерти. Кто победит боль и страх, тот сам станет Бог. Тогда новая жизнь, тогда новый человек, всё новое...»

– Чтобы помочь афатикам, разработать новые виды терапии и больше узнать о языке в целом, лингвисты составляют корпус их звучащей речи. Записи разбивают на элементарные дискурсивные единицы: слова, предложения и фразы. Так и геологический музей – не просто свалка булыжников. Всякий камень надо отмыть, классифицировать, наклеить ярлычок, – между тем рассказывала Мария.

Научные_бои Мария проиллюстрировала киносюжет в картинках

По её словам, пациентам показывали фильм, где мужик в ватнике собирает с дерева груши, а мимо проезжает мальчик на велосипеде и ненароком врезается в сверстницу. Затем зрители услышали частичный пересказ сюжета в исполнении афатика: вместо груш фигурировали яблоки и арбузы, не все слова удалось произнести с первого раза. Если честно, запись звучала несколько жутковато. Где, в конце концов, доказательства, что истинная реальность открыта нам, а не травматикам и помешанным?

Химик-семицветик

Следующей выступала Анастасия Канатьева из лаборатории хроматографии Института нефтехимического синтеза РАН:

Анастасия_Канатьева_Научные_бои Анастасия Канатьева готова пройти по радуге в Эльдорадо

– Примерно сто лет назад русский ботаник Михаил Семёнович Цвет решил очистить хлорофилл. Он бросил его в трубку с мелом и думал получить чистенький зелёненький растворчик. Однако вышло не так. Полоски получились разноцветные. Тогда Цвет сделал вывод, что хлорофилл – не одно вещество, а несколько. Так родилась наука хроматография, или цветопись, в названии которой Михаил Семёнович, получается, увековечил собственную фамилию.

За век с лишним хроматографы эволюционировали не на шутку: на сцене вместо пробирки возникла внушительная конструкция массой 40 килограммов.

– Удивительно, как нас в метро с ней пустили! Кому не видно, тут баллон с гелием внизу лежит, – призналась Анастасия.

Дальше зрители узнали основной вопрос хроматографии: что и в каких количествах содержится в той или иной смеси, например, в московском воздухе, нефти или питьевой воде. Метод состоит в сортировке молекул. Изображая быструю молекулу, стройная Анастасия энергично прошла из одного конца сцены в другой. Её грузный напарник проделал тот же путь на четвереньках чуть менее интенсивно.

Научные_бои Синяя молекула оказалась медленнее зелёной

– Основная задача сейчас – повысить эффективность, не забывая о компактности. Инжектор, колонку и детектор уже можно уменьшить до размеров монетки. Надеюсь, скоро у всех появится свой карманный хроматограф, и вы сможете выйти в чистое поле и проверить, насколько чистым воздухом дышите! – обнадёжила девушка.

Её выступление вызвало настоящий фурор. Директор бизнес-инкубатора МГУ пообещал непременно отыскать инвестора, ибо компактный хроматограф – «настоящее Эльдорадо».

Кто в стресс, кто по дрова

Тут на сцену вышел позитивный юноша с баскетбольным мячом – Александр Варнавский. Несколько раз он кинул мяч в зал и ловил снова. Затем пустился в рассуждения, как работоспособность и ловкость зависят от уровня психофизиологической нагрузки, причём то и дело рисовал человечков и загадочные графики, иногда подбегал к электрокардиографу. Видимо, молодой человек сам пал жертвой стресса, ибо разобраться в его выступлении не представлялось возможным. Обилие вопросов всё только запутало.

Александр_Варнавский_Научные_бои Александр Варнавский продемонстрировал, что знаком со стрессом не понаслышке

– Многое из того, что вы сказали, для меня свелось к следующему: мы чем-то занимаемся, устаём, и потом делаем всё хуже. Может быть, я чего-то не уловил? В чём наука? – недоумевал в жюри Иван Боганцев, руководитель дирекции образовательных программ Политеха.

– Я, например, сотрудник музея, работаю без устали. А кто-то работает на фабрике или на атомной подлодке. Насколько точно вы измеряете их уровень стресса? И как планируете им помочь? Стремитесь ли менять законодательство? Пусть, например, в музеях отдыхают почаще, а на фабрике пореже…

В ответ Александр лишь потрясал прищепками для ЭКГ. Публика вдоволь хохотала.

Кораллы и фракталы

Последним выступал Михаил Губко, кандидат технических наук, научный сотрудник в Институте проблем управления РАН. Он рассказал, как одними и теми же формулами можно описывать структуру молекул, социальных сетей, коммерческих корпораций и логических рассуждений.

Михаил_Губко_Научные_бои Михаил Губко соорудил изопентан из яблок и чупа-чупсов

– Если мы хотим, чтобы мир стал прекрасен, на помощь придёт математика, точнее, её область под названием комбинаторная оптимизация. Кто из вас слышал о фракталах, поднимите руки! Неплохо. А кто знает, что такое фрактал? Замечательно. Так вот, для тех, кто не знает: часть фрактала является уменьшенной копией целого, он самоподобен. Фракталы часто встречаются в природе: береговые линии, кораллы, снежинки.

Несколько лет назад Михаил математически доказал, что фрактальное дерево – наилучшая структура для определённого класса систем, и теперь старался проиллюстрировать свои изыскания.

– Что у меня такое, как вы думаете? – спросил оратор, извлекая сосательные конфеты.

– Чупа-чупс! – радостно воскликнули девочки-дошколята в первом ряду.

– Нет, для нас это одновалентный атом водорода. Их ровно 12. Надо соединить в единую структуру, используя как можно меньше связей. Тогда и температура кипения будет минимальной.

Тут с помощью чупа-чупсов и яблок математик соорудил насыщенный углеводород изопентан.

Научные_бои Девочки смотрели на одновалентный чупа-чупс с открытым ртом

Не ограничившись химией, Михаил рассказал об оптимизации пользовательских интерфейсов и подключении компьютеров к серверу. А потом подарил конфеты детишкам и завершил выступление сентенцией в духе князя Мышкина: «Ищите красоту жизни!»

Память, победи!

Чемпиона определяли в два тура: вначале зрители тайным голосованием выбирали двух сильнейших, окончательный вердикт выносило жюри:

Михаил_Бурцев_Научные_бои Михаил Бурцев – руководитель лаборатории нейроинтеллекта и нейроморфных систем Курчатовского НБИК (нано-, био-, инфо-, когно-) центра, научный сотрудник Института прикладной математики РАН, старший научный сотрудник Института нормальной физиологии РАМН

Татьяна_Рябухина_Научные_бои Татьяна Рябухина – куратор Детского лектория Политехнического музея

Иван_Боганцев_Научные_бои Иван Боганцев – руководитель дирекции образовательных программ Политехнического музея

Леонид_Гусев_Научные_бои Леонид Гусев – заместитель проректора МГУ, директор Всероссийского фестиваля науки

Марк_Кукушкин_Научные_бои Марк Кукушкин – бизнес-тренер компании «Тренинг-Бутик»

В итоге суперприз – игровая консоль – достался нейробиологу Ольге Ивашкиной.

Ольга_Ивашкина_Научные_бои Ольга Ивашкина одержала незабываемую победу

Кто-нибудь, конечно, завопит о классическом конфликте интересов, удивится, что в жюри сотрудник тех же институтов, что и победительница, и даже, может быть, припомнит похожий скандал с новым зданием Политеха. Но мы с вами выше всех этих дрязг, верно? Сотрём из памяти худые воспоминания. Кто старое помянет – тому мозг вон.

РЕЙТИНГ

3.56
голосов: 9

Галереи

Научные бои Политехнического музея

15 августа 2013 года в лектории ДК ЗиЛ прошла неформальная конференция в новом формате. Пять научных сотрудников рассказывали о предметах и результатах своих исследований. Необычность лекций была в том, что каждому выступающему отводилось ровно 10 минут и ни секундой больше, привычные презентации со слайдами были запрещены, а объяснения должны были быть понятны неспециалистам – например, венчурным инвесторам, а в идеале даже и детям.
Участники, по порядку выступления: Ольга Ивашкина, выпускница биофака МГУ, работает в лабораториях ИНФ им. Анохина и Курчатовского института, исследует мозг и механизмы памяти. Мария Худякова, научный сотрудник лаборатории нейролингвистики НИУ ВШЭ, изучает пациентов с афазией, чтобы понять, как функционирует речь при повреждённом мозге. Анастасия Канатьева, старший научный сотрудник лаборатории хроматографии ИНХС РАН им. Топчиева, рассказала о том, что такое и зачем нужна хроматография, и чем отличаются монолиты от традиционных сорбентов. Александр Варнавский исследует поведение людей и изменение их состояния во время работы с техникой и автоматикой, от автомобиля до АЭС. Михаил Губко, кандидат технических наук, научный сотрудник ИПУ им.Трапезникова, рассказал о системном анализе и о том, что общего между пространственной структурой молекулы органического соединения, штатным расписанием крупной корпорации и алгоритмом архивации данных.

43 фото

Обсуждение