Ученые по-разному подходят к задаче увеличить производительность электроники при сохранении небольших размеров: уменьшают некоторые компоненты, меняют материалы и обращаются к экзотической физике. Исследователи из Пхоханского университета науки и технологий (POSTECH, Южная Корея) разработали транзисторную технологию, позволяющую одному транзистору выполнять функцию целой транзисторной схемы. Статья об этом опубликована в Advanced Functional Materials. Новый транзистор создали на основе гетероперехода между оксидом цинка (ZnO) и теллуром (Te). Тонкопленочное устройство при правильном наложении слоев на гетеропереходе проявляет двойную отрицательную дифференциальную транс-проводимость (D-NDT) — при увеличении напряжения на затворе ток сначала растет, а потом уменьшается, и этот процесс происходит дважды в одном транзисторе. Чтобы получить такое преобразование на обычных транзисторах, нужно использовать схему из нескольких связанных элементов. Свойства такого транзистора ученые регулируют, изменяя размер области перекрытия пленок оксида цинка и теллура. При небольшом перекрытии ток растет и падает один раз. Увеличение площади перекрытия приводит к тому, что в транзисторе возникают и продольные, и поперечные токи, взаимодействие которых формирует два пика на графике зависимости тока от напряжения. [shesht-info-block number=1] Исследователи экспериментально реализовали учетверение частоты тока с помощью одного транзистора. Такой подход привел к сокращению числа транзисторов в схеме на 64-75 процентов, в зависимости от того, в аналоговой или цифровой логике выполнена схема на обычных транзисторах. Ученые также экспериментально подтвердили, что скорость обработки данных возросла в четыре раза в течение одного цикла входного сигнала. Новый подход значительно упрощает проектирование схем и увеличивает скорость обработки данных. Авторы исследования ожидают, что их технология будет полезна для сверхкомпактных устройств и трехмерных интегральных схем высокой плотности.

Разработкой новой молекулы занимались специалисты Каролинского института и Стокгольмского университета (оба — в Швеции), а результаты их работы опубликовал журнал Cell. Сейчас в сфере борьбы с лишним весом доминируют инъекционные препараты вроде «Оземпика». Они заставляют мозг посылать сигналы о насыщении, из-за чего человек начинает меньше есть. У такого подхода есть серьезные минусы, ведь вместе с жировой тканью пациент теряет мышечную массу — на нее приходится до трети общего ушедшего веса. Кроме того, многие люди в процессе терапии жалуются на постоянную тошноту и проблемы с желудочно-кишечным трактом. Новое средство действует принципиально иначе, вообще не затрагивая мозг. В его основе лежит синтетическая молекула из класса бета-2-агонистов, которая заставляет клетки скелетных мышц интенсивнее расщеплять глюкозу и сжигать жиры напрямую. Раньше попытки создать подобные лекарства заходили в тупик, поскольку бета-2-агонисты попутно стимулировали сердце, вызывая опасное ускорение пульса и скачки давления. Однако исследователям удалось решить эту историческую проблему, изменив механизм связывания молекулы с рецептором так, чтобы она запускала метаболизм в мышцах, практически не влияя на сердечно-сосудистую систему. В экспериментах на животных препарат показал обнадеживающие результаты: снизил уровень сахара в крови, уменьшил жировую прослойку, при этом полностью сохранил объем мышц. Один из исследователей профессор Торе Бенгтссон (Tore Bengtsson) подчеркнул, что состояние мышц напрямую связано с продолжительностью жизни и их методика указывает на реальную возможность улучшить метаболическое здоровье без опасных потерь для мышечной ткани. [shesht-info-block number=1] Важно, что препарат уже успешно прошел первую фазу клинических испытаний, в которой ученые проверили его безопасность на людях. В исследовании участвовали 48 здоровых добровольцев и 25 пациентов с диабетом второго типа. Лекарство показало хорошую переносимость без серьезных побочных эффектов. Следующим шагом станет вторая фаза испытаний, где шведская биотехнологическая компания Atrogi AB проверит уже реальную терапевтическую эффективность новой молекулы на людях. Стоит сделать оговорку, что компания Atrogi AB полностью финансировала это клиническое испытание, а несколько авторов научной работы — ее акционеры. По этой причине до подтверждения результатов независимыми группами экспертов к ним следует относиться с разумной осторожностью. Теперь исследователям предстоит проверить, сохранятся ли результаты, полученные на животных, в более крупных клинических испытаниях. Если эффективность препарата подтвердится, он может стать одним из первых средств для лечения диабета и ожирения, которое воздействует преимущественно на мышечную ткань, а не на центры аппетита в головном мозге.

Разработкой новой молекулы занимались специалисты Каролинского института и Стокгольмского университета (оба — в Швеции), а результаты их работы опубликовал журнал Cell. Сейчас в сфере борьбы с лишним весом доминируют инъекционные препараты вроде «Оземпика». Они заставляют мозг посылать сигналы о насыщении, из-за чего человек начинает меньше есть. У такого подхода есть серьезные минусы, ведь вместе с жировой тканью пациент теряет мышечную массу — на нее приходится до трети общего ушедшего веса. Кроме того, многие люди в процессе терапии жалуются на постоянную тошноту и проблемы с желудочно-кишечным трактом. Новое средство действует принципиально иначе, вообще не затрагивая мозг. В его основе лежит синтетическая молекула из класса бета-2-агонистов, которая заставляет клетки скелетных мышц интенсивнее расщеплять глюкозу и сжигать жиры напрямую. Раньше попытки создать подобные лекарства заходили в тупик, поскольку бета-2-агонисты попутно стимулировали сердце, вызывая опасное ускорение пульса и скачки давления. Однако исследователям удалось решить эту историческую проблему, изменив механизм связывания молекулы с рецептором так, чтобы она запускала метаболизм в мышцах, практически не влияя на сердечно-сосудистую систему. В экспериментах на животных препарат показал обнадеживающие результаты: снизил уровень сахара в крови, уменьшил жировую прослойку, при этом полностью сохранил объем мышц. Один из исследователей профессор Торе Бенгтссон (Tore Bengtsson) подчеркнул, что состояние мышц напрямую связано с продолжительностью жизни и их методика указывает на реальную возможность улучшить метаболическое здоровье без опасных потерь для мышечной ткани. [shesht-info-block number=1] Важно, что препарат уже успешно прошел первую фазу клинических испытаний, в которой ученые проверили его безопасность на людях. В исследовании участвовали 48 здоровых добровольцев и 25 пациентов с диабетом второго типа. Лекарство показало хорошую переносимость без серьезных побочных эффектов. Следующим шагом станет вторая фаза испытаний, где шведская биотехнологическая компания Atrogi AB проверит уже реальную терапевтическую эффективность новой молекулы на людях. Стоит сделать оговорку, что компания Atrogi AB полностью финансировала это клиническое испытание, а несколько авторов научной работы — ее акционеры. По этой причине до подтверждения результатов независимыми группами экспертов к ним следует относиться с разумной осторожностью. Теперь исследователям предстоит проверить, сохранятся ли результаты, полученные на животных, в более крупных клинических испытаниях. Если эффективность препарата подтвердится, он может стать одним из первых средств для лечения диабета и ожирения, которое воздействует преимущественно на мышечную ткань, а не на центры аппетита в головном мозге.

Более ста лет назад психолог Вольфганг Келер в серии экспериментов продемонстрировал, что шимпанзе могут сходу, без подготовки, решать новые для себя задачи с помощью доступных им предметов. Чтобы достать подвешенный к потолку банан, обезьяны по-разному использовали предоставленные в их распоряжение коробки — ставили их одна на другую, чтобы забраться повыше, подтягивали с их помощью банан поближе к себе, и так далее. Эти эксперименты стали убедительным доказательством существования у животных интуиции и способности к инсайту (озарению) — внезапному пониманию сути задачи и того, как наделение предметов новыми функциями может привести к ее решению. Такая когнитивная гибкость требует высокого уровня интеллекта. Со времен экспериментов Келера к интеллектуальной элите животного мира присоединились, помимо шимпанзе, другие приматы, а также слоны и вороны. Группа исследователей из Университета Оулу, Хельсинкского университета и Университета Турку (Финляндия) обнаружила, что схожие способности присутствуют и у существ с миниатюрным мозгом — больших земляных шмелей (Bombus terrestris). Недавние исследования показали, что шмели более когнитивно развиты, чем можно было бы ожидать, и способны к очень сложным формам поведения и обучения. Так, ученые выяснили, что шмели обладают чувством ритма, понимают азбуку Морзе, учатся друг у друга решению новых задач, их можно научить играть в футбол, и они могут просто наслаждаться катанием мяча, не получая за это никакой награды. При этом мозг шмелей размером с кунжутное семечко и содержит всего порядка миллиона нейронов (у человека их около 100 миллиардов). Новое исследование, результаты которого опубликованы в журнале Science, показало, что шмели способны без предварительного обучения успешно решать совершенно новую для них задачу. Исследователи предложили шмелям адаптированный вариант классической задачи Келера «коробка и банан». Сначала шмелей, которым было всего несколько недель от роду, обучали ассоциировать синий искусственный цветок с наградой в виде сахарной воды. Кроме того, шмелям давали возможность привыкнуть к присутствию рядом небольших, легких шариков. При этом шмелей не обучали перемещать шарики. Вместо этого они заранее усвоили только две отдельные части информации: что синий цветок содержит награду, и что шарик — это подвижный, неопасный объект. Затем каждого шмеля помещали в прозрачную камеру, потолок которой был слишком высок, чтобы насекомое могло до него дотянуться, но при этом внутреннего пространства было недостаточно, чтобы взлететь. Цветок с наградой размещали на потолке. Кроме того, в камере находился шарик. Чтобы дотянуться до цветка, шмелю нужно было закатить шарик под него и забраться наверх — задача, с которой шмели никогда раньше не сталкивались, и решать которую их не учили. Как пояснил один из авторов исследования, Олли Лукола из Университета Оулу, насекомое должно было сообразить, что шарик можно переместить и использовать в качестве инструмента для достижения недоступной иным способом цели. В самой простой версии теста до цветка успешно добирались 75% шмелей. Причем у самых успешных особей поведение движения выглядело наиболее целенаправленным.   Исследователи также провели несколько более сложных контрольных экспериментов, призванных исключить случайные совпадения. Пока шмели занимались перекатыванием шарика по камере, синий цветок, который они видели до того, от них скрывали с помощью красного освещения. Это не позволяло шмелям просто направлять шарик к видимой цели, им нужно было вспомнить местоположение цветка и расположить шарик под ним. Даже в этих условиях 23 из 30 шмелей справились с задачей. Однако исследователи подчеркнули, что полученные результаты не подразумевают присутствия человеческого мышления или сознания у насекомых. «Мы не утверждаем, что пчелы думают как люди. Но наши результаты показывают, что миниатюрные мозги могут генерировать гибкие решения новых проблем способами, которые мы только начинаем понимать», — объяснил Лукола.