понедельник, 2 января 2017 г.

This is your brain on drugs



Advanced neuroimaging techniques—such as Functional MRI (fMRI), PET scans, and structural MRI—reveal that drugs disrupt the brain by physically remodeling its reward pathways, emotional centers, and decision-making logic. Rather than a simple lack of willpower, addiction functions as a chronic brain disease that forces the organ to prioritize a substance over basic survival needs. 
1. Short-Circuiting the Reward Center
The human brain is naturally wired to reward survival-essential behaviors (like eating or socializing) by releasing small bursts of dopamine. Addictive substances exploit this evolutionary pathway: 
  • The Dopamine Flood: While a good meal increases dopamine levels by roughly 100%, drugs like cocaine, methamphetamine, or opioids can trigger surges exceeding 1,000%. 
  • System Downregulation: To survive this toxic chemical tidal wave, the brain adapts by pruning away dopamine receptors and producing less of the chemical naturally. 
  • The Consequence: Everyday life stops registering as pleasurable. The individual requires increasingly larger doses of the substance just to achieve a baseline level of normalcy and stave off severe withdrawal. 
2. Remodeling Three Critical Brain Circuits
Brain scans consistently pinpoint structural deterioration and metabolic decline across three tightly linked neurological regions: 
  • The Basal Ganglia (The Reward Hub): This zone manages habit formation. Under the influence of chronic drug use, it undergoes molecular remodeling—specifically boosting genetic transcription factors like ΔFosB. This builds a hyper-efficient neural "shortcut" that triggers compulsive, unconscious drug-seeking habits. 
  • The Amygdala (The Stress & Emotion Center): As a drug leaves the body, this area becomes hyperactive. It drives intense emotional pain, anxiety, and stress. The user's primary motivation shifts from chasing a high to escaping the psychological agony orchestrated by a stressed amygdala. 
  • The Prefrontal Cortex (The Executive Decision Maker): This region dictates impulse control, future planning, and logical choices. MRI studies show that prolonged drug use visibly reduces gray matter volume here. With this circuit damaged, the brain loses its biological brakes, making it incredibly difficult to override a compulsive urge, even when the person recognizes the severe consequences. 
3. The Biological "Vulnerability" Factor
Longitudinal imaging studies have upended long-held assumptions about how addiction develops.
  • Pre-existing Differences: Massive scanning projects following children into adulthood have revealed that subtle structural anomalies in the brain's fronto-striatal regions are frequently present before the individual ever tries their first drug. 
  • Built-in Susceptibility: When exposed to occasional drug use, individuals with these pre-existing variations experience rapid gray matter shrinkage. Their brains transition into compulsive addiction far faster than those with structural "immunity". 
Ultimately, imaging proves that addiction is a profound structural and chemical rewriting of the brain's core operating system. Because these neural pathways require significant time to heal and rebuild, treating substance use disorders requires medical structure, behavioral therapies, and patience rather than moral judgment. 

Addiction is a disease that affects millions of Americans. It is extremely widespread, with an estimated 8 percent to 10 percent of individuals in the United States 12 years of age or older (between 20 to 22 million people) addicted to at least one substance. The human costs of this problem are incalculable. The annual financial costs, meanwhile, are estimated to be close to $700 billion due to losses in productivity, crime, and additional health care costs associated with addiction.

Назван возможный источник таинственных звуков в Марианской впадине

В исследовании, опубликованном в Journal of the Acoustical Society of America, американские специалисты предположили, что может быть источником довольно странного звука с «металлическими» нотками, который чем-то напоминает звуковые эффекты из «Звездных войн».



Странный шум, зафиксированный в Марианской впадине в 2014–2015 годах с помощью глубоководной акустической системы, могут издавать киты вида малый полосатик. Сигнал длится до 3,5 секунды с промежутками в несколько минут, его частота — от 38 до 8000 герц.
Как отмечают ученые, низкочастотные звуки, похожие на стоны, характерны для усатых китов. Однако записанные в Марианской впадине «песни» отличаются довольно звонкими для китов звуками, что делает этот шум уникальным.
В районе исследований существует несколько видов полосатиков, однако об их поведении и «музыкальном репертуаре» известно немногое. Записанные в Марианской впадине звуки оказались похожи на вокализацию малых полосатиков, записанных у северо-восточного побережья Австралии.
Большинство усатых китов используют определенные «песни» во время брачного периода, но звуки из Марианской впадины были зафиксированы в разное время года. Это ставит ученых перед новым вопросом: если это брачный зов, почему он длится круглый год?
Ранее стало известно, что в проливе Фьюри-энд-Хекла в канадском регионе Кикиктани слышен странный гул, природу которого специалисты пока не могут объяснить.
Анна Хотеева

суббота, 31 декабря 2016 г.

Почему если «смешать» все цвета радуги, то получится белый?


Это оптическая иллюзия
Цветовое зрение обеспечивается тремя типами светочувствительных клеток-колбочек в сетчатке глаза. Каждый тип особенно чувствителен к своему цветовому диапазону — желто-красному, желто-зеленому и сине-фиолетовому. Видимый нами цвет зависит от того, как соотносятся сигналы, приходящие от колбочек разного типа. Если свет разных цветов смешать в равных пропорциях, то все колбочки будут давать сигнал одинаковой интенсивности, что воспринимается как белый (или серый) цвет. Это, конечно, упрощенное объяснение. На практике строгое равенство сигналов необязательно. Зрение очень адаптивно: мы видим лист бумаги белым и в красных лучах заката, и при синем освещении. Так же работают цифровые фотоаппараты, имеющие настройку баланса белого цвета.



пятница, 30 декабря 2016 г.

Физики объяснили, как размер пузырьков влияет на вкус шампанского


Крупные пузырьки улучшают вкус шампанского, показало исследование французских ученых. 

Долгое время обилие мелких пузырьков в бокале шампанского считалось знаком качества. Однако французские специалисты заявили об обратном. Именно крупные пузырьки делают более насыщенным вкус игристого вина, считают исследователи из Реймсского университета, расположенного в славящемся своими виноградниками регионе Шампань — Арденны.
 
Лопающиеся на поверхности пузырьки высвобождают ароматические соединения. Это позволяет в полной мере насладиться вкусом и ароматом напитка. Физики из Реймсского университета доказали, что мелкие пузырьки с этой задачей справляются гораздо хуже, чем более крупные.
 
В среднем в бокале образуется около миллиона пузырьков. Они появляются в шампанском из-за процесса повторной ферментации, сопровождающегося выделением углекислого газа.
 
С помощью высокочастотной фотосъемки ученые изучили характер движения пузырьков в бокалах. Диаметр пузырьков в игристых винах варьировался от 0,4 до 4 мм и зависел от вязкости напитка и формы бокалов. Максимальное количество ароматических соединений выделялось из пузырьков диаметром около 3,4 мм. Ученые также увидели, что на поверхности пузырьки образуют правильную шестиугольную форму.
 
По мнению специалистов, на вкус игристых вин могут повлиять также температура напитков и форма бокалов. Так, высокие узкие бокалы помогают пузырькам более эффективно распределяться в напитке, поэтому пить из таких бокалов гораздо приятнее, чем из широких.
 
Ученые отмечают, что охлаждение бутылки шампанского до 4 градусов Цельсия снижает скорость вылета пробки и минимизирует риск получения травмы. Также охлаждение напитка помогает аромату лучше раскрыться. 
Анна Хотеева

Ирбис


Снежный барс, или ирбис, — самый редкий и необычный представитель кошачьих. В отличие от других диких кошек он не умеет рычать. Эта способность для призрака гор, как барса называют пастухи, не обязательна. В природе врагов у животного нет, а с сородичами он избегает встреч, соблюдая нейтралитет и не посягая на чужую территорию. 

Жертву убивает молча, обрушиваясь на нее сверху из засады. Если промахнулся, не преследует, а ищет новую. Единственный враг редкого животного — человек. Но ему барс предпочитает не попадаться на глаза, причем делает это так успешно, что долгое время об образе жизни и повадках хищника почти ничего не было известно.

вторник, 27 декабря 2016 г.

Scientists Say the Clock of Aging May Be Reversible

mpaired muscle repair in mice, left, compared with improved muscle regeneration seen after reprogramming. CreditThe Salk Institute for Biological Studies


By 



At the Salk Institute in La Jolla, Calif., scientists are trying to get time to run backward.
Biological time, that is. In the first attempt to reverse aging by reprogramming the genome, they have rejuvenated the organs of mice and lengthened their life spans by 30 percent. The technique, which requires genetic engineering, cannot be applied directly to people, but the achievement points toward better understanding of human aging and the possibility of rejuvenating human tissues by other means.
The Salk team’s discovery, reported in the Thursday issue of the journal Cell, is “novel and exciting,” said Jan Vijg, an expert on aging at the Albert Einstein College of Medicine in New York.
Leonard Guarente, who studies the biology of aging at M.I.T., said, “This is huge,” citing the novelty of the finding and the opportunity it creates to slow down, if not reverse, aging. “It’s a pretty remarkable finding, and if it holds up it could be quite important in the history of aging research,” Dr. Guarente said.
The finding is based on the heterodox idea that aging is not irreversible and that an animal’s biological clock can in principle be wound back to a more youthful state.
Continue reading the main story
The aging process is clocklike in the sense that a steady accumulation of changes eventually degrades the efficiency of the body’s cells. In one of the deepest mysteries of biology, the clock’s hands are always set back to zero at conception: However old the parents and their reproductive cells, a fertilized egg is free of all marks of age.
Ten years ago, the Japanese biologist Shinya Yamanaka amazed researchers by identifying four critical genes that reset the clock of the fertilized egg. The four genes are so powerful that they will reprogram even the genome of skin or intestinal cells back to the embryonic state. Dr. Yamanaka’s method is now routinely used to change adult tissue cells into cells very similar to the embryonic stem cells produced in the first few divisions of a fertilized egg.
Scientists next began to wonder if the four Yamanaka genes could be applied not just to cells in glassware but to a whole animal. The results were disastrous. As two groups of researchers reported in 2013 and 2014, the animals all died, some because their adult tissue cells had lost their identity and others from cancer. Embryonic cells are primed for rapid growth, which easily becomes uncontrolled.
But at the Salk Institute, Juan Carlos Izpisua Belmonte had been contemplating a different approach. He has long been interested in regeneration, the phenomenon in which certain animals, like lizards and fish, can regenerate lost tails or limbs. The cells near the lost appendage revert to a stage midway between an embryonic cell, which is open to all fates, and an adult cell, which is committed to being a particular type of cell, before rebuilding the missing limb.
This partial reprogramming suggested to him that reprogramming is a stepwise process, and that a small dose of the Yamanaka factors might rejuvenate cells without the total reprogramming that converts cells to the embryonic state.
With Alejandro Ocampo and other Salk researchers, Dr. Izpisua Belmonte has spent five years devising ways to deliver a nonlethal dose of Yamanaka factors to mice. The solution his team developed was to genetically engineer mice with extra copies of the four Yamanaka genes, and to have the genes activated only when the mice received a certain drug in their drinking water, applied just two days a week.
The Salk team worked first with mice that age prematurely, so as to get quick results. “What we saw is that the animal has fewer signs of aging, healthier organs, and at the end of the experiment we could see they had lived 30 percent longer than control mice,” Dr. Izpisua Belmonte said.
Juan Carlos Izpisua Belmonte of the Salk Institute in La Jolla, Calif., has long been interested in regeneration, the phenomenon in which certain animals, like lizards and fish, can regenerate lost tails or limbs.CreditConcepcion Rodriguez Esteban/The Salk Institute for Biological Studies




The team also saw improved organ health in normal mice but, because the mice are still living, could not yet say if longevity was extended.
Dr. Izpisua Belmonte believes these beneficial effects have been obtained by resetting the clock of the aging process. The clock is created by the epigenome, the system of proteins that clads the cell’s DNA and controls which genes are active and which are suppressed.
When an egg develops into a whole animal, the epigenome plays a critical role by letting a heart cell, say, activate just the genes specific to its role but switching off all the genes used by other types of cells. This process lets the embryo’s cells differentiate into all the various types of cells required by the adult body.
The epigenome is also involved throughout life in maintaining each cell and letting it switch genes on and off as required for its housekeeping duties. The epigenome itself is controlled by agents that add or subtract chemical groups, known as marks, to its proteins.
Only in the last few years have biologists come to realize that the state of the epigenome may be a major cause of aging. If the epigenome is damaged, perhaps by accumulating too many marks, the cell’s efficiency is degraded.
Dr. Izpisua Belmonte sees the epigenome as being like a manuscript that is continually edited. “At the end of life there are many marks and it is difficult for the cell to read them,” he said.
What the Yamanaka genes are doing in his mice, he believes, is eliminating the extra marks, thus reverting the cell to a more youthful state.
The Salk biologists “do indeed provide what I believe to be the first evidence that partial reprogramming of the genome ameliorated symptoms of tissue degeneration and improved regenerative capacity,” Dr. Vijg said.
But he cautioned the fast-aging mice used in the study might not be fully representative of ordinary aging.
Dr. Guarente said it was more likely that the Yamanaka genes were not erasing the epigenomic marks directly, but rather were activating the genes which are responsible for the immense health and vitality of embryonic cells. This gene activation is a natural function of the Yamanaka factors. It is these embryonic pro-health genes that are rejuvenating the tissues in the mice, Dr. Guarente suggested, and causing changes in the epigenome through their activity.
Thomas A. Rando, an expert on stem cells and aging at Stanford, said that it should be possible in theory to uncouple the differentiation program and the aging process, and that “if that’s what’s happening, this is the first demonstration of that.”
Dr. Izpisua Belmonte said he was testing drugs to see if he could achieve the same rejuvenation as with the Yamanaka factors. The use of chemicals “will be more translatable to human therapies and clinical applications,” he said.

четверг, 22 декабря 2016 г.

Интересно о львах


1. Вес льва может достигать 350 кг, при этом сердце гигантской кошки самое маленькое среди всех африканских хищников (относительно размера и массы тела). Кстати, размер мозга тоже очень небольшой. Именно маленькие размеры сердца и мозга усложняют охоту на львов. Единственный надежным способом завалить зверя — пробить легкие. К счастью, охота на львов запрещена практически во всех странах и вам не удастся воспользоваться этим знанием.
2. Еще каких-то 15 веков назад львы обитали на территории Европы. Увы, несмотря на то, что они были символом силы и мужества, человек их безжалостно истребил.
3. Львы — самые ленивые хищники в Африке. Будучи сытыми, львы никогда не охотятся. Единственные две вещи, которые могут заставить сытого льва сдвинуться с места — палящее солнце и опасность.
4. В прайде основную роль в выживании играют самки. Они рожают, выкармливают, воспитывают и защищают потомство и являются главными поставщиками корма. Львицы охотятся значительно чаще, чем львы. Правда, стоит отметить, что при охоте на крупных животных, таких как буйволы или жирафы, лев играет ключевую роль. Все-таки он значительно сильнее львиц.
5. Во время брачного периода, который длится около недели, лев и львица покидают прайд. В этот период они практически никогда не охотятся и, соответственно, голодают. При этом спаривание происходит каждые 15-30 минут. Для животных это приятный, нужный, но довольно утомительный момент, особенно для льва, которому надо показать даме, на что он способен. За сутки он должен быть способен спариться до 100 раз! И так неделю…
6. Взрослым лев становится в возрасте двух лет. Только к этому моменту у него начинает появляться грива и он обретает способность рычать.
7. Кстати, рык взрослого льва настолько мощный, что рядом с ним буквально содрогается воздух, а слышно его на расстоянии до 10 километров! Я наблюдал картину, как стая шакалов пыталась напасть на небольшой прайд (2 львицы и 3 маленьких львенка). Льва не было рядом, львицы отгоняли шакалов, но мелких шакалов было так много, что силы львиц были на исходе. Вдруг откуда-то из кустов в нескольких сотнях метров от нас, раздался мощнейший львиный рык, от которого шакалы пришли в ужас и бросились врассыпную… Льва мы так и не увидели, но было ясно, что если что, он совсем рядом. А еще при рыке львята прижимают хвосты и на всякий случай боятся.
8. Львы часто охотятся ночью. Их зрение в темноте в 6-7 раз лучше человеческого, что очень способствует ночной активности.
9. У львов сильная челюсть и 30 зубов, но используют они все эту мощь лишь для разрывания плоти, так как пищу они не жуют, а сразу проглатывают большими кусками.
10. Львята рождаются слепыми и очень маленькими — в среднем 1,5 кг. Через 7-10 дней они становятся зрячими и через две недели начинают перемещаться самостоятельно. Для сравнения, детеныш антилопы видит практически сразу, а бегать может уже через 15 мнут после рождения!
10+. Морды всех львов абсолютно разные. Если львиц можно перепутать, то самцы действительно уникальны.
10++. Львы почти весь день спят! В жаркий период они тратят на сон до 20 часов в сутки! Вот такой он, этот грозный хищник, которого мы, в силу в том числе и этих фактов, считаем царем зверей… (с)