cherdaknauki

Чердак: наука, технологии, будущее

21 апреля 2017

F


Американские специалисты по машинному обучению выяснили, что если «учить» компьютерные алгоритмы восприятию человеческого языка на примере реальных текстов из сети, то машина в итоге перенимает от их авторов стереотипы, в том числе гендерные и расовые.

Специалисты по информационным технологиям из университетов Принстона и Бата (Британия) обучили популярный алгоритм GloVe, который часто используется в проектах по машинному обучению, на корпусе текстов на английском языке, содержащих в сумме 840 миллиардов слов. Затем ученые разработали для машины аналог теста подсознательных ассоциаций. Этот разработанный в конце 1990-х в Вашингтонском университете тест активно используется в психологических и социологических исследованиях: в нем предлагается объединить в пары различные понятия и оценивается скорость принятия решений — чем быстрее человек связывает два понятия, тем ближе они для него. У GloVe вместо скорости реакции оценивали близость векторных моделей ассоциаций для каждого слова, которые создает алгоритм.

С помощью этого теста за всю историю его применения у людей нашли множество разных стереотипов и предпочтений. Например, цветы людям в целом приятнее насекомых, музыкальные инструменты приятнее оружия, молодых люди предпочитают пожилым, а худых — толстым. В данном случае удалось воспроизвести эти результаты на GloVe. Например, вслед за людьми машина сильнее ассоциировала женские имена с понятиями, связанными с семьей, например с «родителями» или «свадьбой», а мужские — с карьерой и профессиями. А имена, звучащие как афроамериканские, чаще, чем «европейские», ассоциировались с чем-то неприятным.

Один из разработчиков исходного «человеческого» теста, психолог из Вашингтонского университета Энтони Гринуолд в комментарии к статье пишет, что разработанный учеными «компьютерный» тест полезен не только для того, чтобы уличать роботов в расизме и сексизме. Например, он может помочь восстановить историю изменений человеческих стереотипов, проанализировав тексты, появившиеся еще до создания теста подсознательных ассоциаций. Скажем, в последние 15 лет тест подсознательных ассоциаций показывает медленное, но стабильное смягчение предубеждений против геев и лесбиянок, и анализ текстов мог бы помочь понять, когда именно возникла эта тенденция. Кроме того, тест создает новые возможности для проверки «спорной», по словам Гринуолда, гипотезы лингвистической относительности, также известной как гипотеза Сепира — Уорфа. Согласно этой гипотезе, именно язык и его особенности определяют мировоззрение и мышление его носителей.

Авторы статьи предупреждают, что по мере того, как технологии машинного обучения будут играть все более важную роль в принятии решений, риски закрепления неприятных особенностей мышления, с которыми сами люди пытаются бороться, возрастают. Уже сейчас в «сексизме» замечен онлайн-переводчик Google Translate: переводя предложения «он(а) врач» и «он(а) медсестра или медбрат» с гендерно нейтральных турецкого, финского, эстонского, венгерского и персидского на английский, он автоматически «назначает» врача мужчиной, а медсестру — женщиной.

«Если алгоритмы, используемые, например, для предварительного отбора резюме, будут перенимать культурные стереотипы, это приведет к несправедливым решениям», — пишут ученые. По их мнению, чтобы разрешить эту проблему, стоит разобраться, как прямо прописывать допустимое и недопустимое поведение машины.

«Надеюсь, задача «очистки» решений искусственного интеллекта от влияния предрассудков и стереотипов окажется более решаемой, чем аналогичная и пока неразрешимая задача для людей», — пишет Гринуолд.

Лингвист, доцент факультета гуманитарных наук НИУ ВШЭ Борис Орехов пояснил «Чердаку», что еще некоторое время назад ученые обнаружили, что из больших коллекций текстов, которые стали доступны в электронном виде, можно компьютерными методами извлекать знание об устройстве человеческих представлений.

«Много шума наделала статья в том же Science в 2010 году, в которой фактически было объявлено о создании новой научной дисциплины — культуромики, которая исследует человеческие представления в исторической плоскости с помощью поиска определенных слов в отсканированных Гуглом книгах. Демонстрируя этот подход, очень любят показывать, что слова «религия» и «наука» в истории западной культуры находятся в отношениях обратной корреляции: роль первой неуклонно снижается, а второй — растет, при этом наука обходит религию по упоминаемости в книгах, а стало быть, по значимости, примерно в 1930-х годах», — рассказал Орехов.

Похожие идеи по анализу ассоциаций для каждого слова воплощаются и на русском языке: в интернете доступен сайт RusVectōrēs, который позволяет на русских текстах вычислить близость слов друг к другу и построить карту их отношений, говорит ученый. В целом новая работа специалистов вряд ли удивит: основная проблема такого рода статей, по мнению Орехова, в том, что выводы, которые в них делаются, банальны: «Мы, в общем, и так знали, что цветы нравятся людям больше, чем насекомые».

«Это исследование в самом деле скорее не рассказывает человеку о нем самом — человек все это про себя и так знал, а стремится наладить способ сообщения человеческого и даже «слишком человеческого», как говорил Ницше, будущему искусственному интеллекту, который, как говорят одни, появится в течение пары десятилетий, а другие — что не появится никогда», — считает ученый.

Так что желтые заголовки о том, что «роботы перенимают у людей расизм и сексизм», в какой-то мере могут быть оправданы, заключает Орехов.

Исследование опубликовано в журнале Science.

Чему хорошему (и плохому) учат машины российские ученые на Физтехе, читайте в материале «Чердака».


Другие новости:

Минобр назвал 22 опорных вуза России

Бег социально заразен

Самая правдоподобная случайность получается в 25 лет




Американский психолог изучил феномен платья, о котором в 2015 году мировое интернет-сообщество спорило, черно-синее оно или бело-золотое. Оказалось, что восприятие цвета платья зависит от того, «жаворонок» на него смотрит или «сова».

Фотография знаменитого двухцветного платья, которое часть людей видит бело-золотым, а часть — черно-синим, появилась в сети 25 февраля 2015 года. Ученые, естественно, не смогли пройти мимо такого громкого феномена: например, «Чердак» писал сразу о трех исследованиях, авторы которых заключали, что «раскол» интернета стал возможен только благодаря случайно, но очень точно подобранному сочетанию цветов. Еще одна группа ученых даже уложила испытуемых в томограф, чтобы узнать, чем отличается работа мозга у тех, кто видит платье по-разному.

Паскаль Уоллиш из Нью-Йоркского университета для начала задал более чем 13 тысячам человек (которые уже видели фото платья в онлайн-опросах в марте 2015 и 2016 года) один и тот же вопрос: в тени платье или на свету (оригинальная фотография была пересвеченной, и по ней однозначно понять это нельзя).

«Тени синие, поэтому мы мысленно «вычитаем» синий цвет из изображения, которое становится ярким — золотым и белым. Искусственное же освещение обычно желтоватое, поэтому, если мы предполагаем его наличие, мы «вычитаем» этот цвет, и тогда платье оказывается черно-синим», — объясняет логику своего вопроса Уоллиш, которого цитирует пресс-служба университета.

Из тех, для кого платье было в тени, 80% видели его бело-золотым, а те, кто говорил, что платье освещено, называли эти цвета лишь в половине случаев. Демографические факторы вроде возраста или пола, в свою очередь, слабо влияли на позицию по поводу цвета платья. При этом Уоллиш счел, что «совы» более склонны думать об искусственном свете просто потому, что чаще с ним сталкиваются. Спросив у самих участников исследования, когда они встают и ложатся спать и когда чувствуют себя наиболее активными, ученый сопоставил ответы с цветами платья, которые называли участники. Выяснилось, что «жаворонки» видят белый и золотой цвета существенно чаще «сов».

Психолог подчеркивает: он доволен тем, что ему удалось «воспроизвести все известные на данный момент эффекты платья». Воспроизведение уже полученных научных результатов действительно очень ценно: например, «Чердак» писал о большой проблеме в психологических науках, где исследователям не удалось повторить результаты более половины работ.

Ученый отмечает, что было бы особенно интересно отдельно изучить небольшую группу людей, для которых платье как бы одновременно существует в обоих цветовых решениях, и выяснить, как работает их восприятие и что заставляет их «переключаться». Кроме того, окончательно проверить предположения об освещенности и циркадных ритмах помог бы простой лабораторный эксперимент, но здесь есть проблема: чем дальше, тем труднее ученым найти тех, кто еще не видел фотографии платья и не успел решить, какого оно цвета. Даже в самых первых исследованиях феномена платья в 2015 году лишь менее четверти участников никогда раньше его не видели — «к настоящему моменту платье наверняка видели почти все, а те, кто не видел, скорее всего, не смогут стать репрезентативной выборкой человеческой популяции», — пишет Уоллиш.

«Тот факт, что наша научная область, несмотря на все усилия, так и не смогла найти другой объект, вызывающий сопоставимую реакцию, показывает, что мы до сих пор не до конца поняли, как «работает» платье. И пока мы не найдем такой объект, мы не сможем это понять, потому что у нас не будет наивных добровольцев для эксперимента», — предупреждает Уоллиш.

На всякий случай автор статьи связался с Сесилией Блисдейл, женщиной, сделавшей фотографию 7 февраля в 15:30 «в английском магазине холодным зимним днем перед самым закатом», и та еще раз подтвердила, что платье, которое она надела на свадьбу дочери, все-таки черное с синим.

Несмотря на то что в 2015 году об этом стало известно достаточно быстро, более половины участников опроса, который провел Уоллиш, все равно назвали его бело-золотым.

Исследование опубликовано в журнале Journal of Vision.

Другие оптические иллюзии, которые обманывают наш мозг, можно увидеть в обзоре «Чердака».


Другие новости на Чердаке:

На Энцеладе есть водород, а на Европе могут быть гейзеры — НАСА

Вращение Земли влияет на игру в крикет и гольф

В окрасе ящериц нашли математическую логику 



Результаты исследования американских антропологов показали, что размер мозга приматов связан не с социальными факторами, а с тем видом пищи, которую они едят.

Приматы — обладатели самого большого (относительно массы тела) мозга среди животных. Одна из гипотез предполагает, что на развитие мозга у приматов влияют главным образом социальные факторы. Ученые предполагали, например, что решающее значение имеет тип системы спариваний внутри стаи, например «многоженство» или «многомужество», или же моногамия. Так, например, считалось, что при «многоженстве» или «многомужестве» складываются условия, в которых приходится общаться с большим количеством других особей, что и приводит к увеличению мозга. Другие исследования показали, что, напротив, моногамия приводит к росту мозга — по мнению ученых, потому что в моногамных отношениях нужны дополнительные умственные усилия для успешного промискуитета.

Ученые из Нью-Йоркского университета решили проверить другую — «экологическую» — теорию и для этого собрали данные по 140 видам приматов, что втрое больше, чем использовали раньше другие исследователи. Они учли социальные факторы — виды взаимоотношений между полами, например гаремные или моногамные, размер стаи, а кроме того, сравнили, чем питаются разные виды приматов, поделив всех на три категории — тех, кто ест листья растений, тех, у кого в рационе есть фрукты, и тех, кто ест еще и мясо.

Анализ данных по всем факторам показал, что социальные факторы не объясняют разницу в размере мозга у разных видов приматов. Зато ученые обнаружили, что с размером мозга связана диета приматов: самый маленький мозг у тех, кто ест только листья, а у тех, кто питается фруктами и мясоедов мозг в среднем больше на 25%.

По мнению ученых, фрукты и мясо увеличили мозг приматов по двум причинам. Во-первых, фрукты и добычу нужно искать, а значит, лучше ориентироваться и запоминать местность. Во-вторых, чтобы достать мякоть из некоторых плодов, нужно проявить какую-то изобретательность. Вдобавок фрукты и протеины питательнее и дают больше энергетических ресурсов для роста мозга, покрывая и бóльшие затраты на его «содержание».

Ученые считают, что именно «технический интеллект», который был нужен для добычи пищи, более питательной, чем листья, послужил основой для развития и социальных навыков. Это подтверждают и выводы двух других исследований, обнаруживших связь между структурами в мозге, нужными для манипуляций инструментами, и теми, которые отвечают за речь.

Исследование описано в журнале Nature Ecology & Evolution.

Ранее ученые из Швейцарии, Уганды и Великобритании узнали, что умственные усилия приматов стимулирует еще и лень. Те шимпанзе, которые больше устали, активнее пользуются инструментами. Читайте об этом на «Чердаке».


Другие новости: 

Тетрис помогает забыть о плохом

Либералы и консерваторы предпочитают разные науки

Медитация изменяет работу головного мозга



Психолог и историк из Университета Северной Каролины выяснили, что курс развития исторического критического мышления снижает веру студентов в псевдонауку и паранормальные явления.

Психологи часто оценивают навыки критического мышления через веру в ненаучные явления — лженауки, мифы, теории заговора, паранормальные явления и тому подобное. Такие убеждения называют эпистемически неоправданными, то есть не основанными на объективных доказательствах. Критическое мышление необходимо не только в естественных, но и в гуманитарных науках, например при историческом анализе. Двое исследователей из американского университета решили выяснить, повлияет ли курс истории, специально направленный на развитие навыков критического мышления, на эпистемически неоправданные убеждения студентов.

В качестве испытуемых выбрали студентов из трех групп Университета Северной Каролины: историков, проходивших курс «Мистификации и загадки истории», историков из группы с углубленным преподаванием, проходивших тот же курс в расширенном формате, и студентов-психологов, не проходивших курс, в качестве контрольной группы. Всего 41 юноша и 78 девушек.

Сначала студенты прошли два теста: на общие научные знания (например, знание химических реакций) и ненаучные убеждения. Набор ненаучных убеждений в тесте был сконструирован на основе тестов для других похожих экспериментов. Он включал, например, вопросы о вере в снежного человека, Атлантиду, фальсификацию высадки на Луну, астрологию, вещие сны, внеземное происхождение египетских пирамид и т.п. Каждое убеждение студенту предлагалось оценить по семибалльной шкале: от «совершенно не верю» до «точно верю».

Баллы за тест на научные знания у всех трех групп были довольно высокими (самые высокие — у историков с углубленным преподаванием), а вера в ненаучные явления — довольно низкой (самая низкая опять же — у историков с углубленным преподаванием). Среди ненаучных убеждений были как те, которые ученые измеряли, так и те, которые их не интересовали, — чтобы студенты не знали, какие именно их убеждения интересуют ученых, и не могли намеренно занизить по ним баллы.

В курсе «Мистификации и загадки истории» студенты двух групп разбирали популярные исторические мифы, применяя критический подход к фактам и анализируя мифы о прошлом. Они также разбирали, почему современная популярная культура стремится мифологизировать прошлое. Курс содержал прямые рекомендации по формированию критического мышления, также студенты разбирали общие заблуждения и способы логических доказательств.

Группа историков с углубленным преподаванием занималась тем же самым, но студенты еще и работали в семинаре, где готовили самостоятельные проекты, исследующие доказательства тех или иных паранормальных явлений. Контрольная группа психологов изучала методы исследовательской работы в обычном порядке.

После завершения курса все студенты, включая контрольную группу, снова прошли все тесты. А затем ученые применили к обработке результатов дисперсный анализ.

Уменьшение балла по тестам на ненаучные убеждения после исторического курса. Изображение: McLaughlin, A.C. & McGill, A.E. Sci & Educ (2017)

Оказалось, что ненаучные убеждения у двух испытуемых групп, хотя и были изначально низкими, снизилась еще больше, а у контрольной группы психологов — нет. Ниже всего вера в ненаучные явления была у историков с углубленным преподаванием, и они же больше всего уменьшили балл по этому тесту после курса, особенно в тех темах, которые разбирали непосредственно в рамках курса. Но и ненаучные убеждения, которые не затрагивались в курсе, тоже уменьшились.

Ученые сделали вывод, что специальный исторический курс может формировать навыки критического мышления, и это уменьшает веру в псевдонаучные и паранормальные явления. Сильнее всего этот эффект сказывался на убеждениях, которых непосредственно касался курс, но отражался и на темах, с ним не связанных. Это подтверждает существующее представление, что навыки критического мышления можно обобщить и применять за пределами дисциплины, в которой они изучаются.

Ученые порекомендовали исследователям обратить внимание на роль гуманитарных наук в уменьшении веры в псевдонаучные и лженаучные явления.

Исследование опубликовано в журнале Science and Education.

Кроме прочего, исследователи отметили, что больше всего свои убеждения относительно некоторых ненаучных явлений изменили студенты с более гибким мышлением, изначально настроенные воспринимать новые аргументы. Это говорит об их интеллектуальной скромности — феномене, признаки которого выявил недавно другой коллектив исследователей.


Другие новости на Чердаке:

Глобальное потепление может вызвать эпидемию диабета

Мозг сфотографировали с помощью хирургической иглы и лазера

Медитация изменяет работу головного мозга





Ученые из Высшей школы экономики, Высшей нормальной школы (Париж), университета Индианы и нижегородского Института прикладной физики РАН выяснили, как именно алкоголь нарушает работу дофаминовых рецепторов.

Нейромедиатор дофамин — биологически активное химическое вещество, которое воздействует на «центр удовлетворения» в мозге, вызывая либо чувство предвкушения наслаждения от того или иного действия, либо само наслаждение, если приятное событие происходит неожиданно. «Подкрепляющее» свойство дофамина способствует повторяемости «благоприятных» действий. Если же удовольствия оказалось меньше, чем ожидалось, или произошло неприятное событие, то количество выделяемого дофамина существенно уменьшается, что приводит к «разочарованию» и нежеланию повторять приведшее к этому действие.

Биологи использовали биофизическую модель дофаминергических нейронов (тех, которые выделяют дофамин) и описали режим работы, который называется «сигнал ошибки».

Дофаминергические нейроны выделяют разное количество дофамина в зависимости от того, получил человек в результате своих действий то, что хотел, или же не смог достичь желаемого. Разницу между количеством дофамина, которое выделяется, когда все получилось, и тем, которое выделяется, если результат разочаровал, и назвали «сигналом ошибки». Этот сигнал должен поощрять совершать «полезные» дела и, наоборот, не давать делать «вредные».

Ученые выяснили, что алкоголь может менять работу нейронов. Под его воздействием дофаминергические нейроны передают стимулы, связанные с алкоголем, как «полезные», независимо от того, совпадают они с ожидаемым результатом или нет. Без влияния алкоголя эти нейроны передавали бы меру соответствия между ожидаемым и полученным подкреплением, предохраняя от совершения «вредных» поступков.

Из-за того что стимулы под воздействием алкоголя вызывают большую выработку дофамина, у хронического алкоголика сужается круг возможных поведенческих реакций и он начинает искать возможность употребления алкоголя. Он или не осознает последствия своих действий, или осознает, но это практически не влияет на его поведение. Для того чтобы правильно оценивать последствия своих действий, необходимо, чтобы дофаминергические нейроны передавали сигнал ошибки, обеспечивая отрицательное подкрепление негативных действий, но этого не происходит, когда алкоголь влияет на дофаминергические нейроны, нарушая работу системы поощрения.

Возможно, если ученые смогут «заставить» дофамин работать сбалансированно, правильно реагировать на стимулы в окружающей среде при присутствии алкоголя в организме, показывая разницу между тем, чего ждешь, и тем, что получаешь, то наука сможет помочь людям, страдающим алкогольной зависимостью.

Исследование описано в журнале PLOS.

Оказывается, системе поощрения достается и от каннабиса, только он не «награждает за все», как алкоголь, а со временем снижает выработку дофамина. 


Другие новости: 

Биологи выяснили, почему панды черно-белые

Что нам снится: тигры, клюква, метро и президент

Зачем в ДНК сохраняют фильмы, музыку и стихи? 



Американские и французские космохимики и геофизики нашли новое подтверждение тому, что Луна возникла в результате столкновения Земли и другой планеты.

Основная на сегодняшний день гипотеза возникновения Луны гласит, что луна образовалась 4,5 миллиарда лет назад в результате столкновения Земли и другого, близкого ей по размерам небесного тела — предполагаемой планеты Тейи. В пользу так называемой импактной гипотезы говорит и похожий химический состав Земли и Луны. Тем не менее, это предположение не является полностью доказанным.

Новый способ проверить гипотезу нашли ученые из калифорнийского Института океанографии Скриппса и парижского Института физики Земли. Исследователи изучили геологические образцы, появившиеся на месте первых испытаний ядерной бомбы «Тринити» на полигоне в штате Нью-Мексико (США). Оказалось, что эти образцы и образцы лунного материала, который доставили на Землю американские космонавты, имеют ряд общих свойств.

В результате испытаний «Тринити» образовались тринититы — похожие на зеленое стекло капли вещества. Они представляют собой спекшийся под воздействием огромных температур и давления песчаник. Образцы взяли в пределах от 10 до 250 метров от эпицентра взрыва. Выяснилось, что образцы, находящиеся ближе всего к взрыву, были беднее всего летучими элементами, в частности, цинком. При этом цинк ближе к центру был представлен более тяжелыми и менее радиоактивными изотопами. То есть, цинк и другие летучие элементы были «вымыты» взрывом из пород.

Похожий состав имеют и лунные образцы — в них тоже мало цинка и много тяжелых изотопов. Условия ядерного взрыва, в частности, давление, похожи на те, в которых могло происходить столкновение планет или фазы, когда Земля была покрыта океаном расплавленной магмы (считается, что Тейя во время столкновения полностью расплавилась) — в таких условиях действительно происходит испарение цинка.

«Эти результаты подтверждают потерю цинка и других летучих элементов через испарение во время формирования и эволюции Луны и других планетарных объектов», — говорится в статье.

Исследование описано в журнале Sciences Advances.

Ранее гипотезу столкновения с Тейей ученые проверили, изучая изотопы калия.


Другие новости: 

Старые организмы сокращают жизнь тем, кто их ест

Собаки похожи на двухлетних детей больше, чем шимпанзе

Биологи выяснили, почему панды черно-белые



Ученые из Института глобального климата и экологии Росгидромета и РАН оценили риски нынешнего и будущего изменения климата в России, связанные с вечной мерзлотой. Подробные результаты российско-британского проекта представят на семинаре 1 марта в Москве.

Вечная, или многолетняя, мерзлота занимает почти две трети общей площади России. Из-за изменения климата, верхний слой мерзлоты летом протаивает все сильнее, а ее несущая способность уменьшается, что приводит к повреждению и постепенному разрушению всего, что на ней построено, — зданий и самых разных сооружений, от дорог до трубопроводов. Кроме того, само по себе таяние мерзлоты приводит к выбросам в атмосферу метана, мощного парникового газа, и закислению вод Северного Ледовитого океана.

По итогам анализа на основе данных 1970—2010 годов почти все наблюдаемые последствия изменения климата — разрушение зданий, транспортной инфраструктуры, а также эрозия арктических берегов — признали важными с высоким уровнем уверенности (это означает, что у ученых достаточно данных для того, чтобы сделать такие выводы). Например, скорость разрушения арктических побережий в России сейчас выше, чем в Гренландии, Канаде и на Аляске, и составляет до 30 квадратных километров в год.

Как рассказала «Чердаку» старший научный сотрудник ИГКЭ Ирина Корнева, стандартизированное описание рисков, которое подготовили ученые, позволит всем, кому может понадобиться эта информация, легко воспользоваться ею для принятия решений — результаты работы будут опубликованы в сети. Информация, разбросанная по различным источникам, в том числе и докладам Росгидромета, теперь будет доступна ученым и всем желающим в более простом и понятном виде. Британские коллеги в рамках проекта делали аналогичную оценку рисков от наводнений для своей страны.

Ранее в 2016 году та же группа в рамках международного проекта CLICC Программы ООН по окружающей среде подготовила оценку рисков для секторов здравоохранения и водных ресурсов. Оказалось, что приоритетными рисками для России уже сегодня стали, например, более частые наводнения в Черноморском регионе, на Кубани и Амуре. Ранее российские ученые уже показывали, что потепление на Черном море, скорее всего, спровоцировало сильные ливни, затопившие Крымск в 2012 году.

Кроме того, высокие оценки получили риски смертности из-за аномальной жары, как летом 2010 года, и ухудшение здоровья населения из-за загрязнения воздуха. В будущем же нас, по мнению исследователей, должно также тревожить уменьшение стока рек на юге страны и ухудшение доступа к пресной воде в самых густонаселенных регионах центра и юга России.

После вечной мерзлоты ученые хотели бы подробно описать сектор сельского хозяйства, где, по их словам, информация о возможных рисках изменения климата тоже остро необходима, в том числе и потому, что кроме негативных последствий оно может иметь и позитивные, но эти последствия тоже надо точно оценивать.

Другие материалы:

5 минут о тревожности

Зачем клонируют животных и правда ли, что клоны рождаются старыми

Антропологи разобрались, почему трудно искоренить женское обрезание


Геологи из Витватерсрандского университета в ЮАР по найденным в скалах Маврикия цирконам определили, что под островом находятся остатки древнего континента.

Остров Маврикий имеет вулканическое происхождение. Он образовался в результате так называемого траппового магматизма — феномена, при котором огромные объемы базальта изливаются за геологически короткое время, образуя в океане острова и целые плато. Ученым уже известно, что Маврикий как раз находится в районе такого мощного древнего излияния, которое происходило на промежутке от 9 млн до 300 тысяч лет назад.

В данном случае ученые взяли для исследования цирконы — минералы, которые встречаются главным образом в континентальных гранитах. Они содержат следовые количества урана, тория и свинца. Поскольку под действием геологических процессов они почти не разрушаются, по ним можно надежно датировать породу. Такие цирконы обнаружили в скалах и базальтовых песках Маврикия.

Применяя радиоизотопное датирование, геологи выяснили, что возраст этих цирконов — 3−2,5 миллиарда лет, то есть намного больше, чем возраст пород, из которых состоит остров. Такой возраст может быть только у континентальной коры.

Проведя спектрометрический анализ изотопов, содержащихся в цирконах, ученые пришли к выводу, что они относятся к древней коре Африканской платформы. Ученые считают, что это кусок коры, который откололся от Мадагаскара, когда Африка, Индия, Австралия и Антарктика, составлявшие суперматерик Гондвану, раскололись и образовали Индийский океан.

Открытие показывает, что Гондвана раскололась не одномоментно. Произошла серия расколов, из-за которых образовывались фрагменты континентальной коры, расплывавшиеся по разным частям Индийского океана. Ранее ученым было неизвестно, куда делся один из кусков Гондваны во время раскола, начавшегося 200 миллионов лет назад.

Установив, что под Маврикием есть остатки докембрийской материковой коры, геологи сделали вывод, что в геологической области, где расположен Маврикий, — она включает часть океанического дна в Индийском океане, острова Маврикий, Каргадос и Чагос, северо-восточную часть Сейшел и северо-западную часть Индийского субконтинета — когда-то находился древний континент, названный учеными «Маврикия». Очевидно, он сформировал часть континентального щита, на котором находятся Мадагаскар и Южная Индия.

Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

Ранее цирконы помогли ученым определить, что жизнь появилась на Земле на 300 миллионов лет раньше, чем считалось.


Другие новости: 
Физики узнали, почему в пятнах Роршаха видно так много всего
Найдено более 200 новых генов, связанных с облысением
Американские психологи выяснили, что брак успокаивает

Генетики и агрономы из США и Китая выяснили, почему у многих современных помидоров пропал присущий им специфический вкус и аромат.

Многие потребители в последнее время все чаще жалуются, что помидоры стали безвкусными. Вкус любого продукта — это сочетание собственно его вкуса и запаха. У помидора сахара и кислоты активируют вкусовые рецепторы, а летучие вещества — обонятельные.

Чтобы выяснить, действительно ли помидоры потеряли во вкусовых качествах, генетики сначала секвенировали геном 398 сортов современных, более старых и диких сортов помидоров двух видов: Solanum lycopersicum и ближайшего родственника S. pimpinellifolium.

Затем людям из специальной фокус-группы дали попробовать различные сорта томатов, чтобы выяснить, какие химические соединения коррелировали с вкусовыми и обонятельными ощущениями людей. В итоге было выявлено 27 таких веществ. Среди них — геранилацетат, 6-метил-5-гептен-2-он и гваякол. Их определили на хроматографе и направили на полногеномный поиск ассоциаций, чтобы обнаружить аллели генов в ДНК помидоров, которые и отвечают за наличие всех 27 веществ в исследуемом сорте. В итоге ученые определили гены, которые больше всего коррелируют с концентрацией пахучих и вкусовых веществ.

Выяснилось, что вкус плода сильно зависит от наличия в нем сахаров — глюкозы и фруктозы. Причем чем больше сахаров, тем плод в среднем мельче, и наоборот. За концентрацию сахаров отвечают два гена. Один из их аллелей в прошлом приводил к появлению более мелких, но и более насыщенных сахарами плодов, в то время как в современных сортах содержится уже другой аллель, из-за которого плоды стали более крупными, но и менее насыщенными сахарами. Генетики пришли к выводу, что агрономы специально отбирали сорта, которые давали более крупные плоды, в результате гены, которые отвечали за вкусовую насыщенность, оказались отбракованными.

Также выяснилось, что во многих современных сортах томатов присутствует белок, с которым связана выработка двух веществ — метилсалицилата и гвайякола. Они пахнут «медицинским запахом», и потребители считают их неприятными.

В целом генетики пришли к выводу, что исчезновение из помидоров приятно пахнущих веществ связано именно с селекцией. Селекционеры выбирают сорта помидоров, основываясь на величине плодов, равномерности созревания и способности долго храниться. Концентрация же ароматных летучих веществ в помидорах крайне мала, и выявлять ее специально трудно и дорого, поэтому селекционеры на нее обычно не обращают внимания. В итоге аллели генов, ответственные за выработку ароматных летучих веществ, сахаров и каротиноидов — всего, что придает вкус и запах, — постепенно исчезают из популяций томатов, отчего они становятся более водянистыми и безвкусными.

Тем не менее ученые считают, что вкус и аромат вполне можно вернуть, вводя в геном необходимые аллели генов или удаляя из него те, что отвечают за неприятные запахи. Таким образом можно вновь получить ароматные ГМО-томаты.

Генетики к тому же уже определили локусы, ответственные за увеличения содержания сахаров. Например, возвращение в геном томатов альтернативного аллеля гена Lin5 должно увеличить содержание сахаров в плодах. Это, скорее всего, снова приведет к уменьшению размера плодов, но, как показывают исследования потребительского рынка, потребителям и не нужны гигантские плоды. Они готовы довольствоваться маленькими, но вкусными и ароматными помидорами.

Исследование опубликовано в журнале Science.

Ранее генетикам уже удалось выяснить, какой генетический механизм лежит в основе появления гигантских помидоров.

Другие новости: 

Люди на Дальнем Востоке ничуть не изменились

Алгоритм научился предсказывать семейное положение по поведению в соцсетях

Под Маврикием нашли потерянный континент



Фото

Ученые из Стэнфордского университета нашли способ определять рак кожи по фотографии.

По словам ученых, рак кожи — самое распространенное онкологическое заболевание. Выживаемость пациентов в течение пяти лет падает на 14%, если болезнь не диагностирована на ранней стадии, а это значит, что чем быстрее рак найдут, тем выше шансы его вылечить. Диагностику этого типа рака проводят визуально и только потом проверяют диагноз с помощью биопсии, а значит, можно использовать для диагноза фотографии. Ученые решили использовать для диагностики нейронную сеть, которая умеет распознавать изображения.

За основу ученые взяли алгоритм для распознавания изображений, уже разработанный Google, правда, не для постановки диагнозов. Нейронную сеть обучили, использовав почти 130 000 изображений разных видов рака кожи со всего мира, а потом провели испытание, выставив против компьютера коллектив из 21 дерматолога.

Перед врачами и компьютером поставили задачу отличить карциному от кератоза (заболевания, при котором происходит утолщение кожи) и меланому от родинки по 370 снимкам. Все случаи болезней, представленные на фотографиях, уже были на тот момент диагностированы с помощью биопсии. В результате точность диагноза компьютера оказалась такой же, как у врачей-дерматологов.

Пока что алгоритм работает только на компьютере, но ученые хотят перенести его на смартфоны. По их словам, человек сможет просто сфотографировать образование на коже и поставить с помощью приложения диагноз — такой же точный, как если бы пациента осмотрел специалист. К тому же новый метод поможет и врачам. Ученые считают, что нейронные сети и распознавание изображений помогут в визуальной диагностике во многих областях медицины.

Исследование описано в журнале Nature.

Методы диагностики, при которых не обязательно брать ткани пациента для анализа, бывают разными. Например, ученые из Томска придумали, как обнаружить рак по дыханию.


Другие новости: 

Психологи нашли новое доказательство пользы медитации

Женщины предпочитают говорить с собаками, как с детьми

Психологи нашли новое доказательство пользы медитации


Самое обсуждаемое

Популярное за неделю

Сегодня в эфире