Технологии
Вселенская несправедливость: почему некоторым людям нужно всего несколько часов сна в сутки

Исследователи объяснили, почему некоторым людям хватает короткой передышки на сон для восстановления сил, в то время как другим это не удается.
Для большинства людей на планете менее семи часов сна приводит к сонливости, вялому мышлению и непреодолимому желанию вернуться в постель. Однако есть те, кто просыпается свежими и энергичными даже после шести часов сна или меньше. Ученые изучают этот феномен, и в статье Popular Science раскрываются некоторые его аспекты.
Сон необходим организму для восстановления, но почему некоторые люди могут восстановиться всего за несколько часов? Ученые на протяжении многих лет пытаются разгадать тайну “естественных малоспящих”. Эта группа людей является редкой, поэтому существует лишь несколько исследований, посвященных этому явлению.
В 2009 году профессор неврологии Ин-Хуэй Фу и его команда из Калифорнийского университета в Сан-Франциско обнаружили мутацию в гене DEC2 у двух “естественных малоспящих” — матери и ее дочери. Ученые создали мышей с аналогичной мутацией и обнаружили, что они спали меньше, чем их обычные сородичи.
В 2018 году было проведено другое исследование, показавшее, что мутация гена DEC2 влияет на уровень орексина, гормона, регулирующего бодрствование. Обычно этот ген отключает выработку орексина вечером и снова активирует ее перед рассветом. Однако у людей с малоспанием эффект гена DEC2 ослаблен, что приводит к большей выработке орексина и большему количеству часов бодрствования.
Спустя десятилетие после первоначального открытия лаборатория профессора Фу обнаружила мутацию в гене адренергического рецептора бета-1 (ADRB1). Ученые создали мышей с этой мутацией и обнаружили, что они также спали меньше. Исследования показали, что ген ADRB1 активен в области ствола мозга, регулирующей сон. При стимуляции нейронов, активирующих этот ген, мыши мгновенно просыпались. У этих мышей также была повышенная доля нейронов, способствующих бодрствованию, что облегчало пробуждение.
Профессор Фу и его коллеги обнаружили третий ген короткого сна у отца и сына, которые спали 5,5 и 4,3 часа в сутки соответственно. Эта мутация влияет на ген нейропептидного рецептора S 1 (NPSR1), который помогает регулировать бодрствование. Эксперименты с мышами показали, что животные с мутацией спали меньше и двигались больше, а также демонстрировали лучшие результаты в тестах на память по сравнению с мышами без мутации, что указывает на то, что мутация позволяет малоспящим людям поддерживать когнитивные функции и избегать проблем с памятью.
В 2021 году команда профессора Фу продолжила свои исследования и обнаружила четвертый ген, связанный с естественным коротким сном. Две разные мутации в гене метаботропного глутаматного рецептора 1 (mGluR1) были найдены у двух неродственных семей малоспящих. Эти мутации, вероятно, повышают активность нервных клеток в мозге.
Что касается возможности научиться спать меньше, то, по словам профессора медицины Элизабет Клерман, генетика — не единственный фактор, влияющий на потребность во сне. Возраст также играет роль: младенцам, маленьким детям и подросткам нужно больше сна для роста и развития. Однако, как утверждает профессор Клерман, люди не способны научиться спать меньше. Потребность во сне определяется биологией, возрастом и генетикой, и нет доказательств, что образ жизни может влиять на эту потребность.
В целом, большинству людей достаточно семи-девяти часов сна в сутки. Все, что меньше этого, может привести к вялому мышлению, замедленной реакции и увеличить риск долгосрочных проблем со здоровьем.
Источник: Popular Science
Технологии
“Квантовая информация”: ученые зафиксировали странную мозговую активность умерших пациентов

Исследование ученых Университета Джорджа Вашингтона показало, что даже после остановки сердца мозг человека в состоянии клинической смерти продолжает проявлять активность.
Это открытие было сделано на основании наблюдений за семью пациентами, у которых было принято решение прекратить лечение из-за критического заболевания.
Доктор Стюарт Гамерофф считает, что результаты исследования могут свидетельствовать о том, что сознание человека не исчезает после смерти, а переходит на другой уровень существования. Во время исследования ученые проводили электроэнцефалограмму (ЭЭГ) каждому пациенту в момент, когда их собирались отключить от аппаратов жизнеобеспечения. Когда ЭЭГ становилась изоэлектрической (плоской), пациента объявляли мертвым. Однако после этого момента произошел всплеск мозговой активности, который продолжался от одной до двадцати минут.
В частности, один из пациентов продемонстрировал внезапный всплеск высокочастотной активности, называемой гамма-синхронностью, которая длилась от 30 до 90 секунд. Гамма-синхронизация связана с сознательным мышлением и осознанием, что может указывать на то, что даже после остановки сердца мозг на короткое время проявлял признаки активности, которые можно было бы связать с осознанием.
Гамерофф утверждает, что информация, содержащаяся в мозге, не исчезает после смерти. Он предполагает, что эта информация может рассеиваться во Вселенной и затем возвращаться, если человек возвращается к жизни, объясняя тем самым воспоминания людей, переживших клиническую смерть. По его мнению, если человека не оживить и он умрет, квантовая информация может существовать вне тела, возможно, бесконечно долго, как душа.
Однако большинство ученых придерживаются мнения, что сознание является продуктом сложных взаимодействий в мозге, возникающих из нейронных сетей, которые обрабатывают информацию и создают субъективный опыт. Одним из возможных объяснений всплесков активности является кислородное голодание мозга, которое может приводить к подобным изменениям в электрической активности.
Источник: Daily Mail
Технологии
Галактические электростанции: физики раскрыли один из главных секретов черных дыр

Новое исследование может объяснить, почему некоторые активные ядра галактик гораздо ярче, чем предсказывают теоретические модели.
Черные дыры могут выпускать больше энергии в свое окружение, чем предполагалось ранее, и чем быстрее они вращаются, тем эффективнее происходит извлечение энергии. Астрофизики выяснили, как диски из горячей плазмы, которые вращаются вокруг черных дыр, могут стать мощными двигателями галактических электростанций. Исследование опубликовано в журнале The Astrophysical Journal.
Уже давно физики предложили теории о том, что энергия извлекается из вращения черных дыр благодаря магнитным полям и направляется в мощные струи высокоэнергетических частиц, которые вырываются из полюсов черных дыр. Однако ученые долго не могли установить, что именно определяет количество преобразуемой энергии. Теперь астрофизики смоделировали действие аккреционного диска вокруг сверхмассивной черной дыры, чтобы получить ответы на эти вопросы.
Недавно ученые сделали важное открытие, обнаружив связующее звено между черными дырами звездной массы и сверхмассивными черными дырами, что поможет понять, как эти объекты достигают больших размеров.

Фото: space.com
По словам авторов исследования, давно известно, что падающая в черную дыру материя из аккреционного диска, состоящего из горячей плазмы, может извлекать энергию вращения из черной дыры. То есть энергия, которая возникает из-за вращения этого объекта, играет важную роль в питании струй черной дыры.
Новое моделирование показало, что из черных дыр извлекается гораздо больше энергии, чем было известно ранее. Эта энергия может выходить в виде света и заставлять светиться области вблизи горизонта событий черной дыры.
Астрофизики давно изучают черные дыры и их взаимодействие с родными галактиками, пытаясь понять, как сверхмассивные черные дыры в центре галактик создают активные ядра галактик и струи, вылетающие почти со скоростью света. Часто активные ядра галактик настолько яркие, что затмевают объединенный свет каждой звезды в галактике, и для этого требуется большое количество энергии, которая должна откуда-то поступать.
Прошлые исследования показали, что важную роль в этом процессе играют магнитные поля черной дыры. Авторы нового исследования хотели понять, как происходит извлечение энергии в сильно намагниченных средах.
Моделирование астрофизиков имитировало физику горячей плазмы в искривленной ткани пространства-времени и области высокой гравитации вокруг черных дыр. Это позволило ученым наблюдать, как магнитные поля взаимодействуют с черными дырами, которые вращаются с разной скоростью, и изучить эффективность извлечения энергии.
Моделирование показало, что от 10% до 70% энергии, извлекаемой из вращения черных дыр, направляется в струи. Чем быстрее вращение черной дыры, тем больше энергии она может отдать. Остальная часть энергии, извлеченной из вращения черной дыры, но не направленная в струи, либо поглощается аккреционным диском, либо рассеивается в виде тепла.
Физики также обнаружили, что сила магнитного поля увеличивала яркость аккреционного диска черной дыры. Это может объяснить, почему некоторые активные ядра галактик гораздо ярче, чем предсказывают теоретические модели.
Источник: Space
Технологии
Литий не нужен: ученые совершили прорыв в области натрий-ионных аккумуляторов

Ученые из Принстонского университета сделали значительный прорыв в разработке натрий-ионных аккумуляторов, представив новый катодный материал — бис-тетрааминобензохинон (TAQ).
Этот материал демонстрирует высокие энергетические характеристики и может сделать натрий-ионные аккумуляторы конкурентоспособными с традиционными литий-ионными батареями, а возможно, даже превзойти их.
Традиционные литий-ионные батареи зависят от ограниченного ресурса — лития, что создает сложности в цепочках поставок. В отличие от них, натрий-ионные аккумуляторы представляют более устойчивую и доступную альтернативу, однако им ранее не хватало плотности энергии.
Новый катодный материал TAQ решает эту проблему, обеспечивая высокую мощность и плотность энергии. Исследователи утверждают, что их натрий-ионный аккумулятор на основе TAQ может достигать теоретической емкости 355 мАч/г и плотности энергии 606 Втч/кг при 90% активного материала. Это возможно благодаря четырехэлектронному окислительно-восстановительному процессу, что позволяет использовать активный материал почти на 100%.
Данный прорыв открывает новые возможности для применения натрий-ионных аккумуляторов в транспортных средствах и других устройствах, делая их более эффективными и производительными.
Источник: Interesting Engineering
-
Новости Вашингтона1 week ago
Четверо человек были арестованы, когда шерифы нашли 500 петухов, разводимых для боев
-
Новости Вашингтона6 days ago
Суд в штате Вашингтон дал разрешение на продолжение иска по делу о сексуальной торговле
-
Новости Вашингтона6 days ago
В Вашингтоне закрываются магазины JOANN Fabrics and Crafts
-
Новости Вашингтона1 week ago
На шоссе I-5 возле Чехалиса произошла авария с участием 22 автомобилей
-
Новости Вашингтона1 week ago
Кафе Queen Anne завершает свою деятельность после 33 лет
-
Новости Вашингтона6 days ago
Вооруженный мужчина был застрелен полицией во время конфликта на пляже в Де-Мойне
-
Новости Вашингтона3 days ago
Водитель Tesla погиб в аварии на скорости 100 миль в час в округе Пирс
-
Новости Вашингтона6 days ago
Федеральный судья в Сиэтле приостановил действие указа Трампа, касающегося трансгендеров