Знакомьтесь, это прионозух, самое крупное в истории земноводное. Прионозух жил в пермском периоде, охотился из засады на рыбу и другую водную добычу, но главное - в длину был почти шестиметровым! По некоторым оценкам, даже девятиметровые попадались 🐸
У меня есть старая рубрика с разбором старых анекдотов - несмешных, конечно, и рубрика несмешная в квадрате. Все, предупредил, а теперь - выпуск рубрики, посвященный фракталам и анекдотам с рекурсией.
— Что означает средняя буква «Б» в Бенуа Б. Мандельброт?
— Бенуа Б. Мандельброт.
Этот анекдот, так похожий на фрактал, — нерукотворный памятник создателю фрактальной геометрии Бенуа Б. Мандельброту, придумавшему слово «фрактал» ещё в 1975 году. Части фрактала имеют ту же форму, что и целое, состоят из тех же частей — и так до бесконечности.
Мандельброт считал фракталы геометрией самой природы. Сравните, например, изображение нейронных связей с грибницей, или со снимком ряби от отражения света в воде, или с аэрофотосъёмкой ночного мегаполиса, или с моделью макроструктуры Вселенной…
Кстати, что на самом деле означает средняя буква «Б» в Бенуа Б. Мандельброт? Никто точно не знает, математик сам добавил её в своё имя. Зачем? Доказать не могу, но верю, что Бенуа Б. Мандельброт просто хотел превратить своё имя во фрактал.
В анекдоте про «Б.» улыбку вызывает (не у всех и не сразу, конечно, а после усилия, связанного с пониманием, о чем это вообще) не столько бесконечное самоподобие Мандельброта, сколько разрыв шаблона: имя «Бенуа Б. Мандельброт» выходит за рамки привычных нам отношений между знаком и означаемым.
Как в старом анекдоте:
Выходят две блохи из ресторана, одна говорит другой:
— Так что, пешком пойдём или прокатимся на бороде этого анекдота?
Ситуация, когда объект вдруг оказывается частью самого себя, называется рекурсией. Как в заставке к «Симпсонам», когда семейство сбегается, чтобы посмотреть эту самую заставку на телеэкране. В кино вообще любят рекурсию — например, в моём любимом фильме «Адаптация», поставленном по сценарию Чарли Кауфмана, Чарли Кауфман пишет сценарий про то, как Чарли Кауфман пишет сценарий фильма «Адаптация».
Фрактал — частный случай рекурсии. А может, наоборот.
В науке рекурсией тоже не брезгуют, причём если математики её исследуют, то у гуманитариев она часто рождается сама собой, благодаря фрактальной природе сущего. «Культура — это всё, что изучает культурология», — разводят руками культурологи. «Интеллект — это то, что определяется тестами интеллекта», — умывают руки психологи.
Есть целое направление в когнитивной науке, в котором способность к рекурсии считается главным человеческим талантом. Например, известная книга Майкла Корбаллиса «Рекурсивное мышление» посвящена доказательству тезиса, что именно рекурсия сделала нас разумными. Мы способны мыслить о своём мышлении, как и о том, что думает о нас другой человек, то есть умеем подниматься над ситуацией и собственной позицией, можем рефлексировать, судить объективно, познавать суть вещей…
Помните, как мы в детстве развивали эту способность?
У попа была собака, он её любил.
Она съела кусок мяса — он её убил,
В яму закопал, надпись написал:
«У попа была собака…»
На иллюстрациях - погружение в мать всех фракталов, - фрактал Мандельброта.
— Что означает средняя буква «Б» в Бенуа Б. Мандельброт?
— Бенуа Б. Мандельброт.
Этот анекдот, так похожий на фрактал, — нерукотворный памятник создателю фрактальной геометрии Бенуа Б. Мандельброту, придумавшему слово «фрактал» ещё в 1975 году. Части фрактала имеют ту же форму, что и целое, состоят из тех же частей — и так до бесконечности.
Мандельброт считал фракталы геометрией самой природы. Сравните, например, изображение нейронных связей с грибницей, или со снимком ряби от отражения света в воде, или с аэрофотосъёмкой ночного мегаполиса, или с моделью макроструктуры Вселенной…
Кстати, что на самом деле означает средняя буква «Б» в Бенуа Б. Мандельброт? Никто точно не знает, математик сам добавил её в своё имя. Зачем? Доказать не могу, но верю, что Бенуа Б. Мандельброт просто хотел превратить своё имя во фрактал.
В анекдоте про «Б.» улыбку вызывает (не у всех и не сразу, конечно, а после усилия, связанного с пониманием, о чем это вообще) не столько бесконечное самоподобие Мандельброта, сколько разрыв шаблона: имя «Бенуа Б. Мандельброт» выходит за рамки привычных нам отношений между знаком и означаемым.
Как в старом анекдоте:
Выходят две блохи из ресторана, одна говорит другой:
— Так что, пешком пойдём или прокатимся на бороде этого анекдота?
Ситуация, когда объект вдруг оказывается частью самого себя, называется рекурсией. Как в заставке к «Симпсонам», когда семейство сбегается, чтобы посмотреть эту самую заставку на телеэкране. В кино вообще любят рекурсию — например, в моём любимом фильме «Адаптация», поставленном по сценарию Чарли Кауфмана, Чарли Кауфман пишет сценарий про то, как Чарли Кауфман пишет сценарий фильма «Адаптация».
Фрактал — частный случай рекурсии. А может, наоборот.
В науке рекурсией тоже не брезгуют, причём если математики её исследуют, то у гуманитариев она часто рождается сама собой, благодаря фрактальной природе сущего. «Культура — это всё, что изучает культурология», — разводят руками культурологи. «Интеллект — это то, что определяется тестами интеллекта», — умывают руки психологи.
Есть целое направление в когнитивной науке, в котором способность к рекурсии считается главным человеческим талантом. Например, известная книга Майкла Корбаллиса «Рекурсивное мышление» посвящена доказательству тезиса, что именно рекурсия сделала нас разумными. Мы способны мыслить о своём мышлении, как и о том, что думает о нас другой человек, то есть умеем подниматься над ситуацией и собственной позицией, можем рефлексировать, судить объективно, познавать суть вещей…
Помните, как мы в детстве развивали эту способность?
У попа была собака, он её любил.
Она съела кусок мяса — он её убил,
В яму закопал, надпись написал:
«У попа была собака…»
На иллюстрациях - погружение в мать всех фракталов, - фрактал Мандельброта.
Журнал Nature подвел итоги своего ежегодного фотоконкурса, посвященного ученым-полевикам за работой. Победил портрет биолога Аудуна Рикардсена, сделанный на рассвете его аспиранткой Эммой Фогель.
Рикардсен и Фогель — исследователи миграций животных, «пространственные экологи». Их полевые работы включали сопровождение рыболовных судов (одно из них на заднем плане) во фьордах северной Норвегии, где водится много сельди. Стаи сельди привлекают косаток и горбатых китов, - их-то перемещения и отслеживают Фогель и Рикардсен с помощью спутниковых меток, которые устанавливаются выстрелом из пневматического ружья, - ученый держит его на фотографии. Эти метки собирают данные о местоположении китов, о том, как глубоко они ныряют, сколько времени проводят на глубине, как всплывают.
Рикардсен и Фогель — исследователи миграций животных, «пространственные экологи». Их полевые работы включали сопровождение рыболовных судов (одно из них на заднем плане) во фьордах северной Норвегии, где водится много сельди. Стаи сельди привлекают косаток и горбатых китов, - их-то перемещения и отслеживают Фогель и Рикардсен с помощью спутниковых меток, которые устанавливаются выстрелом из пневматического ружья, - ученый держит его на фотографии. Эти метки собирают данные о местоположении китов, о том, как глубоко они ныряют, сколько времени проводят на глубине, как всплывают.
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
геолог отбирает образцы лавы из потока при извержении вулкана Килауэа, Гавайи
«Десятимесячный Кей Джей Малдун чувствует себя хорошо, хотя о полном излечении говорить рано», - эта фраза в последние дни обошла научные издания мира. Кей Джей получил три инъекции разработанного специально для него лекарства, редактирующего геном его клеток прямо внутри организма.
Эта новость пахнет будущим, - такой и должна бы стать медицина.
Во-первых, исправляющей поломки в генах. Метод CRISPR/Cas9 дал учёным возможность находить нужный участок ДНК и менять его. Поначалу было много ошибок, но постепенно их число снизилось почти до нуля.
В Китае подрастают первые генетически модифицированные CRISPR дети — Нана и Лулу, родившиеся в 2018 году. Редактирование генов эмбрионам, которым даже не угрожала смертельная опасность, было осуждено учеными за неоправданный риск, а биолог Хэ Цзянькуй, сделавший геном девочек неуязвимым для ВИЧ, которым были заражены их родители, был приговорен к 3 годам тюрьмы.
Но показательно, что выйдя из тюрьмы в 2023 году, Хэ Цзянкуй сразу вернулся к исследованиям генной терапии врожденных патологий, возглавив тут же созданный в Ухане Институт генетической медицины. Опыты на эмбрионах по-прежнему запрещены в большинстве стран, зато в медицине уже применяют CRISPR, - например, для лечения моногенных заболеваний. Десятки людей излечились с помощью CRISPR от серповидноклеточной анемии, - у пациента берут костный мозг, встраивают в ДНК клеток нормальный ген вместо сломанного, затем клетки подсаживают обратно больному.
Самая перспективная сейчас методика лечения рака — «CAR-T терапия»— тоже основана на редактировании ДНК. У пациента берут Т-лимфоциты (атакующие чужеродные клетки в нашем организме), добавляют в их ДНК ген рецептора, распознающего раковые клетки, и запускают обратно в организм – расправляться с опухолью.
Лимфоциты сейчас программируют для самых разных целей, от доставки лекарств в мозг до борьбы со старением. В 2024 году провели много клинических испытаний терапии CAR-T и при аутоиммунных заболеваниях – волчанке, склеродермии, рассеянном склерозе. Редактирование генома открывает новую главу и в их лечении.
Что же тогда особенного в новости про Кей Джей Малдуна?
У медицины будущего должна быть еще одна особенность – она станет персонализированной. Больным исправляли одну и ту же поломку ДНК одним и тем же методом. Но изучение генома радикально меняет этот подход – лечить будут не болезнь, а человека как носителя неповторимого набора генетических программ. Появляются терапии, разработанные лишь для одного больного, подобно одежде, сшитой на заказ.
В этом и новость – ученые и медики собрали персонализированную генетическую терапию под конкретный случай, провели испытания, получили одобрение и ввели пациенту, – и все это заняло не десяток лет, как раньше, а полгода.
Иначе мальчик бы умер. Он унаследовал по мутации от каждого родителя, в каждой из двух копий гена, отвечающего за фермент печени CPS1, необходимый для выведения аммиака, который образуется, когда организм расщепляет белок. В результате в его крови был высокий уровень аммиака, токсичного соединения, особенно опасного для мозга. Обычное лечение в подобных случаях - трансплантация печени. Малдуна записали в очередь, но его черед настанет лишь через несколько месяцев. Но каждый день нес риск повреждения мозга или смерти: лишь половина младенцев с тяжелым дефицитом CPS-1 доживают до трансплантации.
Команде из Университета Пенсильвании удалось очень быстро адаптировать для лечения этого случая разрабатываемую ими технику на основе CRISPR. Ее испытали на животных, а потом всего за неделю получили у регулирующих органов разрешение на вмешательство в гены. Первую дозу препарата мальчик получил в феврале, потом в марте и апреле. Пока рано говорить о том, насколько эффективна терапия. Но мальчику стало намного легче.
А нам что это даст? Ведь терапия создана специально для Кей Джея, никого другого вылечить с ее помощью не получится... Такое только для счастливчиков и богатеев?
Окончание, - о том, что нас ждет, - в НОЖе. На фото – Кей Джей
Эта новость пахнет будущим, - такой и должна бы стать медицина.
Во-первых, исправляющей поломки в генах. Метод CRISPR/Cas9 дал учёным возможность находить нужный участок ДНК и менять его. Поначалу было много ошибок, но постепенно их число снизилось почти до нуля.
В Китае подрастают первые генетически модифицированные CRISPR дети — Нана и Лулу, родившиеся в 2018 году. Редактирование генов эмбрионам, которым даже не угрожала смертельная опасность, было осуждено учеными за неоправданный риск, а биолог Хэ Цзянькуй, сделавший геном девочек неуязвимым для ВИЧ, которым были заражены их родители, был приговорен к 3 годам тюрьмы.
Но показательно, что выйдя из тюрьмы в 2023 году, Хэ Цзянкуй сразу вернулся к исследованиям генной терапии врожденных патологий, возглавив тут же созданный в Ухане Институт генетической медицины. Опыты на эмбрионах по-прежнему запрещены в большинстве стран, зато в медицине уже применяют CRISPR, - например, для лечения моногенных заболеваний. Десятки людей излечились с помощью CRISPR от серповидноклеточной анемии, - у пациента берут костный мозг, встраивают в ДНК клеток нормальный ген вместо сломанного, затем клетки подсаживают обратно больному.
Самая перспективная сейчас методика лечения рака — «CAR-T терапия»— тоже основана на редактировании ДНК. У пациента берут Т-лимфоциты (атакующие чужеродные клетки в нашем организме), добавляют в их ДНК ген рецептора, распознающего раковые клетки, и запускают обратно в организм – расправляться с опухолью.
Лимфоциты сейчас программируют для самых разных целей, от доставки лекарств в мозг до борьбы со старением. В 2024 году провели много клинических испытаний терапии CAR-T и при аутоиммунных заболеваниях – волчанке, склеродермии, рассеянном склерозе. Редактирование генома открывает новую главу и в их лечении.
Что же тогда особенного в новости про Кей Джей Малдуна?
У медицины будущего должна быть еще одна особенность – она станет персонализированной. Больным исправляли одну и ту же поломку ДНК одним и тем же методом. Но изучение генома радикально меняет этот подход – лечить будут не болезнь, а человека как носителя неповторимого набора генетических программ. Появляются терапии, разработанные лишь для одного больного, подобно одежде, сшитой на заказ.
В этом и новость – ученые и медики собрали персонализированную генетическую терапию под конкретный случай, провели испытания, получили одобрение и ввели пациенту, – и все это заняло не десяток лет, как раньше, а полгода.
Иначе мальчик бы умер. Он унаследовал по мутации от каждого родителя, в каждой из двух копий гена, отвечающего за фермент печени CPS1, необходимый для выведения аммиака, который образуется, когда организм расщепляет белок. В результате в его крови был высокий уровень аммиака, токсичного соединения, особенно опасного для мозга. Обычное лечение в подобных случаях - трансплантация печени. Малдуна записали в очередь, но его черед настанет лишь через несколько месяцев. Но каждый день нес риск повреждения мозга или смерти: лишь половина младенцев с тяжелым дефицитом CPS-1 доживают до трансплантации.
Команде из Университета Пенсильвании удалось очень быстро адаптировать для лечения этого случая разрабатываемую ими технику на основе CRISPR. Ее испытали на животных, а потом всего за неделю получили у регулирующих органов разрешение на вмешательство в гены. Первую дозу препарата мальчик получил в феврале, потом в марте и апреле. Пока рано говорить о том, насколько эффективна терапия. Но мальчику стало намного легче.
А нам что это даст? Ведь терапия создана специально для Кей Джея, никого другого вылечить с ее помощью не получится... Такое только для счастливчиков и богатеев?
Окончание, - о том, что нас ждет, - в НОЖе. На фото – Кей Джей
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
какой же он классный, чудо-юдо
Два года назад в Кении нашли сотни каменных орудий возрастом 2.6-3 миллиона лет, - которые, вероятно, сделали не люди.
Палеоантропологи раскопали большой естественный амфитеатр, заполненный каменными орудиями, в основном сделанными из горных пород, таких как кварц и риолит, по самой примитивной, олдувайской технологии. Здесь же нашли окаменелые кости двух съеденных бегемотов и других животных со следами разделки каменными орудиями. И два зуба ранних гоминидов – но не из рода Людей, а парантропов, или массивных австралопитеков (один из них на картинке).
До последнего времени их считали тупиковой ветвью эволюции, - из-за того, что они стали специализироваться на пережевывании травы, клубней и корней, отрастили себе для этого массивные челюсти вместо массивного мозга. Первый обнаруженный череп парантропа получил прозвище «Щелкунчик», а изображают парантропов как ископаемый аналог горилл – постоянно жующих вегетарианцев. Тогда как предки людей пошли по пути всеядности и изготовления орудий, потому и выиграли эволюционную гонку.
Но, кажется, «научное предание» снова нужно корректировать, - судя по этим находкам, парантропы были не прочь закусить бегемотом (кто и как убил этих бегемотов, и почему тела не достались хищникам, - это пока отдельный большой вопрос). Но главное, – получается, что парантропы тоже были культурными гоминидами, умели и любили делать каменные орудия (если бы не любили, вряд ли изготовили целых три сотни инструментов, найденных на этой стоянке).
Похоже, вслед за неандертальцами настало время реабилитировать парантропов – их мозг по массе почти не уступал мозгу первых Хомо, а кисть руки была отлично приспособлена для изготовления инструментов. Почему тогда они вымерли? Вариантов масса, включая весьма экзотические: возможно, например, потому, что предпочитали гаремы моногамии, поэтому постоянно конкурировали и конфликтовали между собой. А ведь основа нашего могущества – способность объединяться.
Но вернемся к сути открытия: получается, к светлому будущему с самого начала шел не один-единственный избранный вид, к прогрессу культуры и разума вела не одна линия преемственности, а разные, оказавшиеся со сходными начальными данными в сходных условиях (ту же картину мы видим и гораздо позже, например, 50 тысяч лет назад, когда в разных местах планеты встречались и взаимодействовали сапиенсы, неандертальцы, денисовцы и даже последние эректусы). Еще один интересный вывод из этой статьи, – что культуры и технологии могут объединять разные таксоны живых существ: одна и та же олдувайская культура была у двух разных родов гоминид – людей и парантропов.
А могли ли древние Хомо контактировать с парантропами, обмениваясь культурными достижениями? На этот вопрос свет проливает еще одно исследование, опубликованное в журнале Science в конце 2024 года: анализ следов гоминидов, оставленных в иле на берегу озера Туркана в Кении (вторая картинка) показал, что часть следов принадлежит парантропу, а другая часть древним людям (эректусам),- и оставлены эти следы с разницей в несколько часов. То есть они жили совсем рядом, оставаясь в поле зрения друг друга, взаимодействуя, конкурируя и, вероятно, обмениваясь культурными достижениями, перенимая друг у друга технологии.
Как показывают многие исследования последних лет, такие встречи, взаимовлияния и обмен информацией между разными очень непохожими друг на друга популяциями много раз приводили к эволюционному скачку, играли роль ускорителей эволюции, - и генетической, и технологической, - создавая новые виды, народы и культуры.
Палеоантропологи раскопали большой естественный амфитеатр, заполненный каменными орудиями, в основном сделанными из горных пород, таких как кварц и риолит, по самой примитивной, олдувайской технологии. Здесь же нашли окаменелые кости двух съеденных бегемотов и других животных со следами разделки каменными орудиями. И два зуба ранних гоминидов – но не из рода Людей, а парантропов, или массивных австралопитеков (один из них на картинке).
До последнего времени их считали тупиковой ветвью эволюции, - из-за того, что они стали специализироваться на пережевывании травы, клубней и корней, отрастили себе для этого массивные челюсти вместо массивного мозга. Первый обнаруженный череп парантропа получил прозвище «Щелкунчик», а изображают парантропов как ископаемый аналог горилл – постоянно жующих вегетарианцев. Тогда как предки людей пошли по пути всеядности и изготовления орудий, потому и выиграли эволюционную гонку.
Но, кажется, «научное предание» снова нужно корректировать, - судя по этим находкам, парантропы были не прочь закусить бегемотом (кто и как убил этих бегемотов, и почему тела не достались хищникам, - это пока отдельный большой вопрос). Но главное, – получается, что парантропы тоже были культурными гоминидами, умели и любили делать каменные орудия (если бы не любили, вряд ли изготовили целых три сотни инструментов, найденных на этой стоянке).
Похоже, вслед за неандертальцами настало время реабилитировать парантропов – их мозг по массе почти не уступал мозгу первых Хомо, а кисть руки была отлично приспособлена для изготовления инструментов. Почему тогда они вымерли? Вариантов масса, включая весьма экзотические: возможно, например, потому, что предпочитали гаремы моногамии, поэтому постоянно конкурировали и конфликтовали между собой. А ведь основа нашего могущества – способность объединяться.
Но вернемся к сути открытия: получается, к светлому будущему с самого начала шел не один-единственный избранный вид, к прогрессу культуры и разума вела не одна линия преемственности, а разные, оказавшиеся со сходными начальными данными в сходных условиях (ту же картину мы видим и гораздо позже, например, 50 тысяч лет назад, когда в разных местах планеты встречались и взаимодействовали сапиенсы, неандертальцы, денисовцы и даже последние эректусы). Еще один интересный вывод из этой статьи, – что культуры и технологии могут объединять разные таксоны живых существ: одна и та же олдувайская культура была у двух разных родов гоминид – людей и парантропов.
А могли ли древние Хомо контактировать с парантропами, обмениваясь культурными достижениями? На этот вопрос свет проливает еще одно исследование, опубликованное в журнале Science в конце 2024 года: анализ следов гоминидов, оставленных в иле на берегу озера Туркана в Кении (вторая картинка) показал, что часть следов принадлежит парантропу, а другая часть древним людям (эректусам),- и оставлены эти следы с разницей в несколько часов. То есть они жили совсем рядом, оставаясь в поле зрения друг друга, взаимодействуя, конкурируя и, вероятно, обмениваясь культурными достижениями, перенимая друг у друга технологии.
Как показывают многие исследования последних лет, такие встречи, взаимовлияния и обмен информацией между разными очень непохожими друг на друга популяциями много раз приводили к эволюционному скачку, играли роль ускорителей эволюции, - и генетической, и технологической, - создавая новые виды, народы и культуры.
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Пчелы, мастера совместной работы, открывают газировку. Роевой интеллект? )
Ученые из Китайской академии наук разработали нейросеть Difface для трехмерной реконструкции лица человека по его генетическим данным. В тестах случайные люди могли правильно опознать реальное лицо среди пяти вариантов в 75% случаев, то есть модель подходит для практического применения в криминалистике. Погрешность в параметрах лица составляет в среднем 3,5 мм.
Пока, впрочем, нейросеть умеет моделировать только лица китайцев: Difface обучалась на данных 9 500 добровольцев-ханьцев, предоставивших полную последовательность своего генома и 3D-скан лица. Нейросеть изучила связи черт лица с небольшими вариациями в ДНК, которые связаны с этими чертами, - например, с длиной носа, — и в итоге научилась создавать цифровое изображение лиц по ДНК.
Конечно, эта технология не увеличит нашу приватность. Примером ее использования может послужить социальная реклама, пугавшая жителей Гонконга еще десять лет назад. Компания Ogilvy собирала брошенные на тротуар жвачки и сигареты и выделяла ДНК из оставшейся на них слюны. По ДНК определяли цвет глаз, волос и кожи, форму лица, составляли жутковатый фоторобот провинившегося и вывешивали его на всеобщее осуждение (на фото). Тогда, впрочем, точный портрет было создать невозможно, так что акция скорее получилась не антимусорная, а предупреждающая о будущем, в котором все труднее что-то скрыть.
Интересно, а насколько полной и точной может быть обратная процедура – определение нейросетью последовательности ДНК по фотографии?
Пока, впрочем, нейросеть умеет моделировать только лица китайцев: Difface обучалась на данных 9 500 добровольцев-ханьцев, предоставивших полную последовательность своего генома и 3D-скан лица. Нейросеть изучила связи черт лица с небольшими вариациями в ДНК, которые связаны с этими чертами, - например, с длиной носа, — и в итоге научилась создавать цифровое изображение лиц по ДНК.
Конечно, эта технология не увеличит нашу приватность. Примером ее использования может послужить социальная реклама, пугавшая жителей Гонконга еще десять лет назад. Компания Ogilvy собирала брошенные на тротуар жвачки и сигареты и выделяла ДНК из оставшейся на них слюны. По ДНК определяли цвет глаз, волос и кожи, форму лица, составляли жутковатый фоторобот провинившегося и вывешивали его на всеобщее осуждение (на фото). Тогда, впрочем, точный портрет было создать невозможно, так что акция скорее получилась не антимусорная, а предупреждающая о будущем, в котором все труднее что-то скрыть.
Интересно, а насколько полной и точной может быть обратная процедура – определение нейросетью последовательности ДНК по фотографии?