Одиночество, особенно в раннем возрасте, приводит к ряду патологических изменений в теле человека и приматов.
У детей выращенных в суровых условиях в детском доме в мозге меньше серого вещества, меньше связей в белом веществе. У макак выращенных в социальной депривации наблюдаются патологические изменения в экспрессии генов.
У взрослых людей одиночество связано с повышенным кровяным давлением и подавлением иммунитета:
Abnormal Brain Connectivity in Children After Early Severe Socioemotional Deprivation: A Diffusion Tensor Imaging Study
http://pediatrics.aappublications.org/content/117/6/2093.full
The Signature of Maternal Rearing in the Methylome in Rhesus Macaque Prefrontal Cortex and T Cells
http://www.jneurosci.org/content/32/44/15626.full
Loneliness is a unique predictor of age-related differences in systolic blood pressure.
http://psycnet.apa.org/journals/pag/21/1/152/
Stress, Loneliness, and Changes in Herpesvirus Latency
http://pni.osumc.edu/KG%20Publications%20(pdf)/010.pdf
Забавно что этому могут быть подвержены все люди, в том числе и те которые говорят что они сверхлюди и биопроблемы и другие люди их не интересуют.
Палеонтологи обнаружили останки нового вида динозавров, который оказался больше всех известных науке. Параметры: вес - 77 тонн, высота (с шеей поднятой прямо, шея длиной ~10 метров - 20 метров), длина - 40 метров. У нового вида динозавров пока нет имени.
Среда обитания - леса Патагонии, примено 95 - 100 миллионолетней давности.
http://news.bbcimg.co.uk/media/images/74905000/jpg/_74905247_9l0a5919.jpg
http://www.bbc.com/news/science-environment-27441156
Науки о мозге несут тяжёлое наследство психиатрии и ранних методов, где основной способ изучения мозга - "сломать и посмотреть что изменилось", т.е. это в основном изучение различных болезней и поломок мозга. Это абсолютно не инженерный подход к проблеме, он не ставят своей целью воссоздание принципов мозга с такой детализацией чтобы их было можно реализовать в машинах.
Однако в последние лет 20 активно развивается вычислительная нейронаука, которая пытается моделировать микроцепи мозга с разной степенью детализации и даже ставить вычислительные эксперименты с подключением этих микроцепей к симулятору среды (правда гораздо реже чем хотелось бы, чаще всего нейросеть работает без взаимодействия с какой-либо средой, со случайными стимулами - может быть потому что для публикации этого достаточно).
Уже сейчас есть большое количество моделей нейронов и синапсов представляющих собой разнообразные системы дифференциальных уравнений которые при правильном выборе параметров довольно точно описывают динамику нейронов.
Самые сложные модели такого рода создаёт и использует Генри Маркрам из проекта Blue Brain (а теперь уже Human Brain Project): многокомпартментальные варианты модели Ходжкина-Хаксли (Самой модели Ходжкина-Хаксли уже более 40 лет), с биологически реалистичными моделями популяций ионных каналов. Одной модели нейрона недостаточно, необходимы биологически реалистичные модели синаптической пластичности (для разных временных масштабов разные модели), особенно для STDP которую собственно открыл Маркрам вместе с другими учёными в 1993 году. Модели синапсов точно не проще чем модели динамики нейронов, и это важно, так как по современным представлениям именно пластичность синапсов лежит в основе феномена памяти.
Подход Маркрама, максимально биологически-реалистичная симуляция имеет свои сильные стороны, но он не единственный. Есть целый спектр моделей нейронов и систем нейронов с разными областями применения, из которых особенно хотелось бы выделить модель Ижикевича (вместе с STDP она позволяет получать интересные экспериментальные результаты, про них можно почитать ниже, где о Эдельмане), абстрактные модели на байесовских сетях и "иерархическую темпоральную память" Хокинса.
Из интересных работ на упомянутые выше темы могу вспомнить
Обзор больших симуляций:
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925231210003279
Симуляции:
http://www.pnas.org/content/105/9/3593.full
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17822776
http://www.izhikevich.org/human_brain_simulation/Blue_Brain.htm
Количественные статистические данные по соединениям нейронов и слоёв нейронов в коре мозга:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22991468
http://www.jneurosci.org/content/24/39/8441
Монография про нервную систему C.Elegans с подробным описанием, анализом соединений и попытками связать их с паттернами поведения:
http://homes.mpimf-heidelberg.mpg.de/~mhelmsta/pdf/1986%20White%20Southgate%20Thomson%20Brenner%20PhilTransRoySocB.pdf
Всего внутри нематоды 302 нейрона и ~7000 синапсов, при этом нематода способна к простым формам обучения и показывает разнообразное поведение:
http://learnmem.cshlp.org/content/17/4/191.long
Есть нобелевский лауреат Джеральд Эдельман который занимается крайне интересными исследованиями если смотреть с этой точки зрения: в его лаборатории строятся сложные модели нервных систем и они подвергаются тестированию на простых задачах в реальных условиях и в симуляторах. В этих экспериментах была продемонстрирована пластичность и обучение в искусственной нервной системе, напоминающие те же характеристики у мышей.
Вoт сайты и библиографии по Edelman's Brain Based Devices и роботам Darwin X, XI:
http://www-all.cs.umass.edu/~barto/Brain-Based%20Devices.pdf
http://neurosciencesinstitute.weebly.com/selected-publications.html
http://www.nsi.edu/~nomad/
Наконец, недавний результат из той же лаборатории где продемонстрировано обучение искусственой нервной систмы последовательнастям движений (применена модель Ижикевича, short term synaptic plasticity, STDP и двухуровневая архитектура со специальной организацией возбуждающих и тормозящих нейронов которая заставляет паттерны возбуждения конкурировать между собой)
http://www.frontiersin.org/Neurorobotics/10.3389/fnbot.2013.00010/abstract
Вывод: у инженерного подхода к созданию ЦНС (с опорой на биологические принципы) есть настоящее и будущее.
Казалось бы, динозавры вымерли и о том какими они были мы можем судить только по костям и окаменелостям. Период полураспада ДНК составляет 521 год, так что за те 66 миллионов лет которые прошли с момента массового вымирания динозавров вся их ДНК уже успела рассыпаться. Нигде на планете не существует полноценного генома динозавра.
Однако нужно вспомнить то что птицы являются прямыми потомками динозавров.
Известно что эволюция работает постепенно и никогда полностью не удаляет старые гены, лишь выключая их если они мешают (например модифицируя промоторный регион гена). Очевидно что часть изменений отличающих птицу от динозавра была связана с генами регулирующими процесс эмбриогенеза, т.е. процесс развития эмбриона из оплодотворённой яйцеклетки. Изменения в этих генах приводят к изменению формы и конфигурации новорождённого организма.
Наблюдая за развитием эмбриона курицы можно заметить что хвост начинает расти но потом останавливается (с помощью апоптоза http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8725288 вызванного каким-то генетическим фактором).
Всё это наводит на мысль о том что можно было бы попытаться включить отключенные гены, или изменить способ их регуляции, или попытаться напрямую вводить в развивающийся эмбрион вещества-морфогены, чтобы возродить в живом существе часть признаков диназавра.
Эта идея давно пришла в голову известному палеонтологу, доктору Джеку Хорнеру и он принялся за её исполнение.
Вот статьи в газетах об этом проекте:
http://discovermagazine.com/2009/apr/27-jack-horners-plan-bring-dinosaurs-back-to-life
http://edition.cnn.com/2011/OPINION/06/12/horner.dinosaur.chicken/index.html?&hpt=hp_c2
http://news.discovery.com/animals/dinosaurs/big-question-for-2012-chicken-dinosaur-111219.htm
Также, Хорнер написал книгу How to Build a Dinosaur которая доступна здесь http://libgen.info/view.php?id=251726
Статья о том как владелец плантации с апельсинами обратился к генной инженерии для того чтобы найти способ борьбы с бактерией, поражающей деревья. Статья подробная, рассказывается о том как он несколько лет изучал этот вопрос, консультировался с учёными и отдавал деньги государственным агентствам для проведения тестов.
В целом про-ГМ статья, я не ожидал от NY times. А ещё я не знал что апельсины это гибрид помело и мандарина, появившийся несколько тысяч лет назад.
http://www.nytimes.com/2013/07/28/science/a-race-to-save-the-orange-by-altering-its-dna.html?_r=0
For a moment, alone in the field, he let his mind wander.
“Maybe we can use the technology to improve orange juice,” he could not help thinking.
“Maybe we can find a way to have oranges grow year-round, or get two for every one we get now on a tree.”
Then he reined in those thoughts.
He took the clipboard down, signed out and locked the gate.
Веб-сборник коротких статей по анатомии человека, с хорошими иллюстрациями.
http://antranik.org/human-anatomy-series/
Например
http://antranik.org/the-building-blocks-of-cells/
http://antranik.org/the-eye-and-vision/
http://antranik.org/functional-areas-of-the-cerebral-cortex/
Много хороших статей из соросовского образовательного журнала, в pdf. Кроме этого архива я их больше нигде не видел, потому что сайт издательства перестал работать.
http://web.archive.org/web/20061113075439/http://journal.issep.rssi.ru/?id=-1
Патенты на трансгенные биолюминисцентные растения - в правильных условиях они слабо светятся в темноте.
http://www.google.com/patents/US20100192262
http://www.google.com/patents/US7663022
http://www.google.com/patents/US20050081268
Получается, если кто-то проведёт подобный эксперимент у себя в лаборатории, то его можно будет засудить за нарушение прав на IP.
В Америке биотехнология регулируется ещё и другими агентствами вроде USDA, а людей, самостоятельно занимающихся молекулярной биологией (DIYBIO) курирует ФБР. В России видимо за прошедшее время такого вопроса не возникало, так что всем наплевать до поры до времени.
http://blog.neuinfo.org/wp-content/uploads/2011/06/celegans.jpg
Поговорим же о червях. На картинке слева нематода Caenorhabditis elegans, классический модельный организм. В зависимости от пола этот червь содержит 959 или 1031 клетку. Может есть и мутанты с другим количеством клеток.
Геном этой нематоды содержит ~100М базовых пар, что относительно немного. Тем не менее в этом геноме содержится ~20000 генов (у человека - ~40000 генов http://www.ornl.gov/sci/techresources/Human_Genome/faq/genenumber.shtml , из чего следует что сложность организма зависит от размера генома и количества генов очень сложным образом).
Геном доступен например из базы данных wormbase.org, по FTP: ftp://ftp.wormbase.org/pub/wormbase/genomes
Просмотрщик генокарты есть здесь: http://www.wormbase.org/tools/genome/gbrowse/c_elegans/
Недавно была создана интересная физическая симуляция передвижения этого червя по поверхности, в модель также входили нейроны (топология нейросети C.Elegans известна http://www.openconnectomeproject.org/#!male-c-elegans/c13v6 ), но из-за отсутствия большой части информации, в т.ч. синаптических весов моделирование нервной системы червя пока что невозможно.
Видео той симуляции: https://www.youtube.com/watch?v=3uV3yTmUlgo
Исходный код на С++: https://github.com/openworm/CyberElegans
Статья: http://rghost.net/46101538
После этого был запущен проект Openworm, ставящий своей целью биологически-реалистичную симуляцию этого организма, с гораздо более совершенной физической моделью, учитывающей динамику каждой отдельной клетки а также полноценной моделью нервной системы.
http://www.openworm.org/getting_started.html#goal
К чему я это всё говорю? Хочу обратить внимание на то что в интернете в свободном доступе есть огромные массивы биологической информации - те же геномы. И это настоящие золотые горы из которых только недавно начали добывать золото.
http://ompldr.org/vaTk0dw
Here we report a bacterial community originally cultured from 306 C water is capable of chemolithotrophic growth in a titanium growth chamber under in situ vent pressure of 265 atm and at temperatures of at least 250 C
Я замечаю, когда слышу как старшее поколение рассказывает о том как они программировали машины перфокартами (у машин размером с комнату при делении на ноль выла сирена) что это всё похоже на нынешнее состояние дел в биологии.
Программирование живых клеток находится на той же стадии, когда сам процесс очень сложен и доступен небольшому числу профессионалов.
Никогда не поздно стать первопроходцем.
Небольшое видео содержащее реальные кадры и анимацию с комментарием, касающееся процесса деления клеток. Впечатляет тонкое управление микротрубочками необходимое для своевременного разделения хромосом на сестринские хроматиды. http://vimeo.com/37610007
Мини-обзор проекта Вентера по созданию организма с синтетическим геномом (завершившимся успехом в 2010 году), в исторической перспективе http://www.physicsforums.com/showpost.php?p=2726519&postcount=7 . Об этом писали во всех газетах, в т.ч. http://www.nytimes.com/2010/05/21/science/21cell.html?_r=0 . Что характерно в газетах это достижение представлялось как нечто потенциально опасное и требующее контроля со стороны государства и общества.
Синтетическую биологию зелёные фанатики сильно не любят с самого момента её появления.