«Открытия и гипотезы» №1, 2012

Больной фактически вернулся к жизни. Он стал отвечать на вопросы, мог держать в руках предметы и двигать конечностями. Он начал глотать пищу, а ведь до этого шесть лет его кормили через гастрономическую трубку. Его мать в интервью для прессы едва сдерживала слезы: «Теперь мой сын может говорить, есть и смотреть кино. Он может пить из кружки. Он может выражать боль. Он может смеяться и плакать…» Это был первый случай, когда методом глубокой стимуляции мозга удалось вытащить пациента из состояния минимального сознания.

Как видно из вышесказанного, стимулировать мозг можно разными способами, приближая к нему электрическое или магнитное поле либо помещая источник непосредственно внутрь головы. Однако стоит упомянуть еще один вариант: мозг получает стимуляцию даже тогда, когда электрический ток подается на другую, правильно выбранную, часть тела. И эта часть тела — язык. Экспериментально показано, что электротактильная стимуляция языка заметно улучшает координацию движений, чувство равновесия и владение речью у людей, испытывающих трудности в результате травм мозга или болезни.

Исследования в данном направлении проводит Юрий Данилов, возглавляющий Лабораторию тактильной коммуникации и нейрореабилитации в Университете штата Висконсин (США). По его словам, эта технология позволит разработать новые клинические приложения неинвазивной нейромодуляции для травм мозга, рассеянного склероза, инсультов, болезни Паркинсона и, кроме того, расширения возможностей сенсорных систем человека.

Большая часть описанных методов стимуляции мозга все еще требует специального оборудования и не выходит за пределы медицинских центров и научных лабораторий. В то же время насчет tDCS существуют серьезные опасения: чтобы воспроизвести опыт в домашних условиях, достаточно пары проводов, резистора и обычной 9-вольтовой батарейки. Если такой прокачкой мозга станут пользоваться обычные люди (например, студенты перед экзаменом), это даст им преимущество и, что более существенно, сформирует в обществе условия, подталкивающие граждан к использованию подобных устройств. Между тем возможны и побочные эффекты. Научный прогресс, как обычно, несет с собой разнообразные следствия, а задача человека разумного — достойно в них разобраться.

ВИРТУАЛЬНЫЕ ОБЕЗЬЯНЫ ДОГОНЯЮТ ШЕКСПИРА

В классическом примере на тему вероятности говорится об обезьянах с пишущими машинками, которые рано или поздно случайно наберут пьесу Шекспира (в отечественном варианте — «Войну и мир» Толстого).

Американский программист Джесс Андерсон решил перейти от умозрительных рассуждений к практическому эксперименту и предоставил такой шанс виртуальным мартышкам.

Надо заметить, энтузиаст облегчил себе задачу: его обезьянки выдают строки стандартных символов без знаков препинания, заглавных букв, цифр и пробелов. Это значительно повышает вероятность появления осмысленного текста.

Более того, воспроизвести текст Шекспира наугад можно несколькими способами.

Простейший и самый трудный — добавление каждый раз одного случайного символа. Если обезьяна бьет по неправильной клавише, вся работа идет насмарку, даже если предыдущая тысяча знаков была правильной.

На другом конце спектра находится мысленный эксперимент британского биолога Ричарда Докинза. Он рассматривал пример с шекспировской строчкой «Methinks it is like a weasel» («По-моему, оно смахивает на хорька».). Эту фразу произносит Гамлет, обсуждая с Полонием форму облака. Докинз предложил случайный ввод символов в качестве аналога генетической мутации. Однако биолог добавил одно условие, характерное для естественного отбора: если какая-то буква оказывается правильной, она сохраняется, пока остальные перемешиваются и снова проверяются на «нужность». Это радикально сокращает время, которое требуется, чтобы прийти к правильному решению.

Программа г-на Андерсона гораздо ближе к этому примеру.

Каждая обезьяна выдает не один символ, а целых девять. Эти блоки затем сравниваются со всеми текстами Шекспира. Если они совпадают, блок помечается как полный. Поскольку используются только 26 символов, существует 5,4 трлн. девятизначных блоков. Но шанс на то, что удастся составить фразу Гамлета, равен одному к 1,2x10⁴⁰. Программа была запущена 21 августа, и виртуальные мартышки выдали пока только 500 млрд. комбинаций.

Что г-н Андерсон действительно показал — так это то, что большое количество обезьян действительно может выдать фрагменты, которые охватят значительную часть шекспировского текста. Но у нас еще не хватает вычислительной мощности на создание достаточного количества виртуальных обезьян, чтобы создать нечто большее, чем несколько фрагментов.

НЕИЗВЕСТНАЯ ПРИРОДА

КОМАРИНЫЙ ХОЛОДИЛЬНИК

Когда комары или москиты пьют нашу кровь, они сталкиваются с проблемой перегрева от горячей пищи. Вряд ли стоит напоминать, что насекомые — холоднокровные животные и что сами они не могут регулировать температуру собственного тела. Если бы мы находились в их положении, стакан горячего чая выводил бы из строя всю нашу биохимию и физиологию. Температура крови, да еще в таких дозах, в которых ее потребляют комары и москиты, нарушает физиологические ограничения в организме насекомого.

В то же время некоторые насекомые научились хотя бы отчасти, но управлять температурой тела. Шмели могут разогревать себя работой собственных мышц, а пчелы и тли используют для охлаждения нектар и сок растений.

Ученым из Университета Франсуа Рабле во Франции пришла в голову мысль, что двукрылые кровососы могут справляться с гастрономическим перегревом точно таким же образом. Чтобы проверить это, исследователи выполнили поистине ювелирную работу, засняв малярийного комара на инфракрасную камеру в тот момент, когда он сосал кровь.

Действительно, когда комар сосет кровь, его голова и передняя часть груди сильно нагреваются из-за поступающей крови. Но остальная часть тела сохраняет умеренную, нормальную для насекомого температуру. При этом никаких колебаний температуры не наблюдалось, если комар пил, к примеру, подслащенную воду. Как оказалось, во время еды у комара на заднем конце брюшка появлялась капелька жидкости. Именно она играла роль своего рода «водяного холодильника», оттягивая на себя тепло и рассеивая его в пространство.

Такой холодильник, по словам ученых, защищает не только самого комара, но и малярийного плазмодия, который в определенной фазе жизни обитает в теле холоднокровного насекомого. Если бы удалось лишить комара этого своеобразного кулера, можно было бы сразу убить двух зайцев: и назойливого кровососущего паразита, и возбудителя опасного заболевания.

СВЕРЧКИ-ДЖЕНТЛЬМЕНЫ

Считается, что животным несвойственно рыцарское поведение по отношению к слабому полу. Самец берет под защиту самку, чтобы оградить ее от контактов с другими самцами. Тем самым он повышает вероятность передачи своих генов потомству, но нельзя сказать, чтобы он жертвовал слишком уж многим. Однако, как оказалось, самцы могут пойти гораздо дальше — защищая самку от хищников ценой собственной жизни. Как сообщают зоологи из Университета Эксетера (Великобритания), такая самоотверженность характерна для самцов полевого сверчка.