http://www.ras.ru/digest/showdnews.aspx?id=7ed7ec6b-acad-40e3-9fc1-7a8c35d89d63&print=1© 2024 Российская академия наук
Известные отечественные ученые назвали десятку научных достижений 2022 года, которые получены при поддержке Российского научного фонда (РНФ).
Ускорительный источник нейтронов вылечил животных с раковыми опухолями
Созданную 50 лет назад методику избирательного уничтожения раковых клеток адаптировали для лечения крупных животных. Сотрудники Института ядерной физики им Г.И. Будкера СО РАН и Новосибирского госуниверситета излечили от рака группу кошек и собак с помощью бор-нейтронозахватной терапии. В отличие от уже существующей методики лечения рака протонами, которая широко применяется в российских клиниках, новосибирцы использовали нейтроны. Животным с опухолями ввели препарат с изотопом бор-10 и облучили пучком нейтронов. Поглощение нейтрона бором порождает ядерную реакцию, которая уничтожает раковые клетки и не затрагивает здоровые.
Это первое в мире исследование лечебного действия нейтронов на крупных млекопитающих стало серьезным шагом к клиническим испытаниям на людях.
На ускорительном источнике эпитепловых нейтронов в городе Сямынь (Китай), созданном совместно с ИЯФ СО РАН и китайскими специалистами, терапию уже проводят на пациентах.
Создана альтернатива светодиоду для прозрачных ультратонких экранов
Команда ученых из Москвы и Новосибирска совместно с зарубежными коллегами создала первый в мире органический 2D-светотранзистор, открывающий путь к гибким экранам гаджетов и другим технологиям. Эти 2D монокристаллы сочетают высокую подвижность носителей заряда и люминесценцию, что позволяет на их основе получить органические светотранзисторы - устройства, способные управлять электрическим током и излучать свет.
Кардиопротектор на основе морской губки прошел первые испытания
Ученые Тихоокеанского института биоорганической химии ДВО РАН выделили из одного из видов морской губки соединение, названное неопетрозид А. Командой из нескольких институтов были изучены его биологические свойства, проведены начальные доклинические испытания, в том числе на грызунах, установлен механизм действия соединения для создания лекарства, которое способно предотвращать ишемическую болезнь сердца.
Исследования на мышах показали, что неопетрозид А стабилизирует циркуляцию крови в сердце и дыхательную способность митохондрий после ишемического повреждения.
Методы синтеза веществ, разработанные российскими учеными, легли в основу создания вакцин и диагностических систем, которые уже вошли или скоро войдут в систему здравоохранения России.
Микросхема для работы более продвинутых нейросетей
Инженеры создали фотонные микросхемы, обеспечивающие оптическое переключение между множеством состояний и поддерживающие их без затрат энергии. Микросхемы можно использовать как искусственный синапс для разработки российской оптической нейроморфной вычислительной системы. Такие системы приведут к повышению скорости передачи и обработки массивов данных, и, тем самым, позволят быстрее и точнее решать сложные задачи, которые сегодня берут на себя нейросети, работающие на обычной электронике. Сегодня первые фотонные микросхемы разрабатываются на базе опытного производства научно-производственного комплекса "Технологический центр" и Зеленоградского нанотехнологического центра.
Впервые генетика раскрыла образ жизни неандертальцев
Геном сибирских неандертальцев позволил познакомиться с особенностями социальной организации их общины. Раньше такие выводы делали на основе только антропологических методов анализа. О своих находках ученые Института археологии и этнографии СО РАН в составе международной команды рассказали в одном из самых авторитетных журналов Nature.
Археологи из Новосибирска нашли в пещерах Чагырская и Окладникова одно из крупнейших скоплений костей неандертальцев в мире - более 80 фрагментов. Команда генетиков из Института Макса Планка, которую возглавляет нобелевский лауреат этого года Сванте Паабо, расшифровала ДНК 17 костей и зубов и идентифицировала среди них 13 неандертальцев, двое из которых были отцом и дочерью-подростком.
Теперь мы знаем не только то, что эти люди обитали здесь около 60-50 тысяч лет назад, охотились на бизонов и лошадей, но и то, что они жили на удивление небольшими группами по 10-20 человек, были связаны с соседями в основном через брачный обмен женщинами. Такие исследования выводят человечество на совершенно новый этап в интерпретации жизни древних сообществ и, вероятно, принесут еще много новых знаний о наших предках.
Клонирован ягненок с генами дикой породы
В сельском хозяйстве генетические исследования уже несколько лет помогают селекционерам выводить животных с нужными качествами. В этом году ученые Федерального исследовательского центра животноводства им. академика Л. К. Эрнста клонировали гибридного ягненка, выведенного после скрещения многоплодной домашней романовской овцы с выносливым горным диким бараном - памирским архаром. Это первый в мире клонированный гибридный ягненок, для создания которого использовали гены диких животных.
Доработка технологии геномного редактирования на основе клонирования позволит повсеместно внедрить ее в отрасль, масштабировать процесс создания таких животных, а также восстановить малочисленные популяции диких видов.
Нейронная сеть научилась классифицировать картинки
Физики Российского квантового центра, НИТУ МИСИС и МГУ им. М.В. Ломоносова впервые в мире представили квантовую нейронную сеть, которая может распределять картинки по разным классам изображений: рукописные цифры, а также предметы одежды и обуви.
Для этого ученые разработали оригинальный подход к обучению нейронной сети. Они взяли уже существующие квантовые сверточные нейронные сети и изменили их основу - модель квантового персептрона, то есть модель восприятия информации мозгом в виде логической схемы. А затем обучили модифицированную сеть распознавать и распределять картинки по категориям.
Точность распознавания превышала 90%, то есть квантовая нейросеть смогла распознать изображения так же хорошо, как и обычная, которая, например, ищет похожие картинки в сети или узнает вас при входе в деловой центр.
Поскольку мощность классических компьютеров перестает расти, а такие квантовые нейросети позволят быстрее и лучше справляться со сложными задачами, то на их решение уйдет во много раз меньше времени. Улучшение нейросетей приблизит нас к созданию более совершенного компьютерного зрения.
Ранняя диагностика рака по анализу крови стала точнее
Сегодня найти ДНК погибших опухолевых клеток, а значит диагностировать и затем отслеживать рак во время терапии можно по анализу крови, не доставляя пациенту дискомфорт при стандартной биопсии. Ученые стремятся усовершенствовать такой анализ, чтобы определять онкологические заболевания еще раньше и качественнее. Для этого ученые из РНИМУ им. Н.И. Пирогова, НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина и Федерального центра мозга и нейротехнологий обратились к эпигенетической структуре ДНК. Другими словами, исследователи рассматривали не последовательность "кирпичиков"-нуклеотидов ДНК, как это делают в клиниках, а небольшие изменения в длинах цепочек этих "кирпичиков". Метод показал свою эффективность для определения опухолей даже на ранних стадиях.
Почвы улучшили прогноз аномальных температур
Чем больше внешних параметров - состояние атмосферы, океана, растительности, почвы и других - войдет в систему прогноза погоды, тем больше мы будем знать о предстоящих аномальных температурах и сможем лучше подготовиться к ним. Сотрудники Гидрометцентра России дополнили свою систему долгосрочного прогнозирования аномалий актуальной информацией о составе почвы, что, например, воспроизвело события жаркого лета 2010 года более достоверно.
В дальнейшем усовершенствованная модель, проверенная на данных прошлых лет, будет использована для актуальных прогнозов. Ученые также планируют добавить к анализу атмосферы и почвы прогноз погоды в Мировом океане и характеристики растительности, поскольку испарения растений влияют на количество осадков.
Нестабильность атмосферы не дает метеорологам точно предсказывать погоду, поэтому прогнозы более чем на несколько дней основаны на вероятностях. Но исследователи рассчитывают на то, что с помощью улучшенной модели вероятностный прогноз опасных событий будет предсказываться более надежно.
Произошедшие от общего одноклеточного предки животных и грибов пошли разными путями
В последние годы исследователи Института биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН находили в водоемах одноклеточные организмы - жгутиконосцев- хищников. Они считаются современными аналогами одноклеточных, от которых произошли растения, животные и грибы. Вместе с зарубежными коллегами биологи расшифровали геномы найденных одноклеточных и определили, что более миллиарда лет назад животные и грибы разошлись разными эволюционными путями.
Если раньше считалось, что большинство геномных изменений грибы и животные накопили уже после своего эволюционного становления, то благодаря этому исследованию мы знаем, что множество изменений в содержании генов произошло уже у их одноклеточных предков.