barbaralovesyou

Попробуйте прихлопнуть муху, и вскоре вы убедитесь, что она быстрее вас. Намного быстрее. Но каким же образом эти крохотные существа с их мельчайшим мозгом так легко нас обманывают?

Вы, вероятно, размышляли об этом, после того, как бегали за мухой по всему дому, размахивая тапком, и раз за разом неудачно им хлопая. Как она так быстро двигается? Она что, читает мои мысли?

Этот вопрос был освещён в последнем эпизоде нашей передачи BBC World Service CrowdScience, где рассказывалось о суперспособностях маленьких животных. Суть ответа состоит в том, что по сравнению с нами, мухи воспринимают наш мир в замедленном виде.

Для иллюстрации обратите внимание на часы с секундной стрелкой. Человек видит перемещения стрелки с определённой скоростью. Для черепахи эта скорость в два раза больше. Для большей части видов мух каждое тиканье часов длится примерно в четыре раза дольше. Воспринимаемая скорость времени у разных видов разная.

Это происходит оттого, что животные воспринимают окружающий их мир в виде непрерывного видео. На самом деле они строят эту картинку на основе изображений, поступающих из глаз в мозг в виде отдельных вспышек, определённое количество раз в секунду. У человека происходит примерно 60 таких вспышек в секунду, у черепах – 15, у мух – 250.

Всё относительно

Скорость, с которой эти изображения обрабатываются мозгом, называется "скоростью слияния мельканий". Обычно, чем меньше вид, тем больше у него скорость слияния – и тут мухи нас сильно опережают.

Профессор Роджер Харди из Кембриджского университета изучает работу глаз мухи, и у него есть эксперимент для определения скорости слияния мельканий.

«Скорость слияния мельканий – это просто мера того, как быстро нужно отключать и включать обратно свет, чтобы он казался непрерывным», – говорит профессор Харди.

Роджер вставляет крохотные стеклянные электроды в живые светочувствительные клетки глаз – фоторецепторы – а затем использует светодиоды, мигающие со всё увеличивающейся скоростью. Каждая вспышка светодиода вызывает небольшой электрический ток в фоторецепторах, и его можно увидеть на экране компьютера. Тесты показывают, что наиболее быстрые мухи реагировали на мигание, происходящее до 400 раз в секунду – это больше, чем в шесть раз превышает нашу скорость.

Самое быстро зрение из всех было обнаружено у мух, которых буквально называют «мухи-убийцы» [судя по всему, имеется в виду вид Coenosia attenuata, т.н. муха-охотник, происходящая с юга Европы / прим. перев.]. Это небольшие хищные мухи, живущие в Европе, ловящие других мух в воздухе, и обладающие сверхбыстрой реакцией. В мушиной лаборатории Кембриджского университета доктор Палома Гонзалес-Беллидо демонстрирует охоту мух-убийц, выпуская в специальный бокс для съёмки жертв в виде плодовых мушек.

Палома записывает их поведение на скорости в 1000 кадров в секунду при помощи специальной камеры. Соединённый с нею компьютер записывает видео, которое перезаписывается каждые 12 секунд. Во время движения мухи Палома нажимает кнопку, если хочет, чтобы последние 12 секунд видео записались надолго.

«Наше время реакции настолько плохое, что если бы мы захотели остановить видео, думая, что что-то происходит, оно бы уже произошло», – говорит Гонзалес-Беллидо. Мы даже не успеваем нажать кнопку до того, как всё произойдёт – настолько это быстро.

Муха против мухи

Попав в бокс с жертвами, муха-убийца сначала сидела неподвижно, но как только плодовая мушка пролетела в 7 см от неё, сделала резкое движение, и внезапно муха-убийца оказалась на дне коробки, пережёвывая дрожащую мушку.

Только при просмотре замедленного видео на компьютере стало понятно, что произошло: муха-убийца взлетела, облетела плодовую мушку вокруг три раза, постоянно пытаясь схватить, а затем ей всё же удалось схватить её за передние лапки.

И вся эта история заняла всего одну секунду. Глаза воспринимают это как мелькание, поэтому хлопающая рука человека для мухи должна двигаться с черепашьей скоростью.

Чтобы муха-убийца могла двигаться так быстро, опережая даже других мух, светочувствительные клетки в её глазах содержат гораздо больше митохондрий («батареек» биологических клеток"), чем у других мух.

Это батареи, питающие клетку, поэтому быстрое зрение должно отнимать больше энергии, чем медленное. Это объясняет, почему глаза просто не установлены в режим самого быстрой работы из возможных.

Плотоядная диета мух-убийц даёт им много энергии, необходимой для питания высокоэнергетических клеток. Но даже если бы в клетках наших глаз было столько же митохондрий, у нас не было бы такого скоростного зрения, поскольку светочувствительные клетки мух устроены совсем по-другому, не как у позвоночных.

Причиной структурных различий в строении глаз является эволюция. У членистоногих и позвоночных, групп для мух и людей соответственно, эволюция глаз шла раздельно последние 700-750 млн лет.

Теория струн

Глаза мух эволюционировали, чтобы воспринимать свет через набор крохотных струноподобных структур, расположенных горизонтально по пути следования света в глазу. Эти структуры механически реагируют на свет, в то время как у позвоночных есть вытянутые клетки, похожие на трубочки, направленные в сторону света, в которых на свет реагируют химические соединения.

Роджер в своей лаборатории изучает структуру глаза мухи. «Он более чувствительный, в том смысле, что способен выдавать большой сигнал для самого малого количества света, а также он может реагировать быстрее, чем палочки и колбочки в глазу позвоночных», – поясняет он.

Этой повышенной чувствительности есть несколько причин, но именно Харди обнаружил, что они реагируют на свет механически, а не химически, как колбочки и палочки.

Механическое реагирование позволяет быстрее создавать нервные сигналы. Кроме того, существует ограничение скорости, с которой нервные импульсы могут идти – и короткое расстояние между глазом и мозгом мухи ускоряет процесс по сравнению с крупными позвоночными.

У некоторых позвоночных зрение быстрее нашего. Судя по всему, умение летать коррелирует со скоростью зрения, как и малый размер. Возможно, это связано с тем, что небольшие летающие животные должны уметь быстро реагировать в полёте, чтобы избегать приближающихся препятствий.

Замедленные хлопки

Самое быстрое зрение обнаружено у видов, ловящих мух в воздухе.

Исследуя зрение мухоловки-пеструшки, небольшой птички отряда воробьинообразных, ловящей мух на лету, учёные из Университета в Упсала в Швеции обнаружили, что она способна различать мигание света со скоростью 146 раз в секунду.

Птиц дрессировали так, чтобы они связывали мигающий свет с угощением, и они успешно отличали мигающий свет до скоростей 146 раз/с. Это примерно в два раза быстрее, чем могут видеть люди, но не так быстро, как у средней мухи. А это значит, что птицы, как и мухи, воспринимают каждое тиканье часов медленнее людей.

На мухоловок давит эволюция, заставляя воспринимать ход времени так медленно, как это возможно, чтобы опередить их быструю добычу. В ходе эволюции птицы, воспринимающие время медленнее, могут быстрее реагировать на добычу, едят больше, выращивают больше птенцов и передают скоростное зрение будущим поколениям.

Мухи, которых ловят птицы с быстрым зрениям, тоже будут вырабатывать ускоряющуюся реакцию, чтобы избежать поимки. Эта эволюционная гонка вооружений идёт больше, чем существуют сами птицы. Мухи, бывшие добычей, вырабатывали быстрое зрение, чтобы избежать поимки хищных мух с тех пор, как они научились летать.

В следующий раз, когда вы безуспешно попытаетесь прихлопнуть муху, не расстраивайтесь. Ваше неуклюжее и медленное движение встретилось с миллионами лет естественного отбора, который позволил мухам воспринимать ваши попытки в замедленном виде. В общем, для вас и для мухи время, судя по всему, идёт относительно.

POST ORIGINAL'

2 октября 2017 года Нобелевский комитет огласил имена лауреатов Нобелевской премии 2017 года по физиологии и медицине. 9 млн шведских крон разделят поровну американские биологи Джеффри Холл (Jeffrey C. Hall), Майкл Розбаш (Michael Rosbash) и Майкл Янг (Michael W. Young) за своё открытие молекулярного механизма работы биологических часов, то есть бесконечно зацикленного циркадного ритма жизнедеятельности организмов, в том числе человека.

За миллионы лет жизнь адаптировалась к вращению планеты. Давным-давно известно, что у нас есть внутренние биологические часы, которые предвосхищают и адаптируются ко времени суток. Вечером хочется заснуть, а утром — проснуться. Гормоны выбрасываются в кровь строго по расписанию, а способности/поведение человека — координация, скорость реакции — тоже зависят от времени дня. Но как работают эти внутренние часы?

Открытие биологических часов приписывают французскому астроному Жан-Жаку де Мерану, который в 18 веке обратил внимание, что листья мимозы раскрываются к Солнцу днём и закрываются ночью. Он задался вопросом, как будет вести себя растение, если поместить его в кромешную темноту. Оказалось, что даже в темноте мимоза следовала плану — у неё как будто были внутренние часы.

Позже такие биоритмы нашли у других растений, животных и человека. Практически все живые организмы на планете реагируют на Солнце: циркадный ритм намертво встроен в земную жизнь, в метаболизм всего живого на планете. Но каким образом работает данный механизм — оставалось загадкой.

Нобелевские лауреаты изолировали ген, который контролирует дневной биологический ритм, у мух-дрозофил (у человека и мухи немало общих генов в силу наличия общих предков). Своё первое открытие они сделали 1984 году. Открытый ген назвали period.

Ген period кодирует протеин PER, который накапливается в клетках ночью и разрушается в течение дня. Концентрация белка PER изменяется по 24-часовому графику в соответствии с циркадным ритмом.

Затем они идентифицировали дополнительные компоненты белка и полностью раскрыли самодостаточный внутриклеточный механизм циркадного ритма — в этой уникальной реакции белок PER блокирует активность гена period, то есть PER блокирует синтез самого себя, но постепенно разрушается в течение дня (см. схему вверху). Это самодостаточный бесконечно зацикленный механизм. Он работает по такому же принципу в других многоклеточных организмах.

После открытия гена, соответствующего протеина и общего механизма работы внутренних часов не хватало ещё нескольких кусочков головоломки. Учёные знали, что белок PER ночью накапливается в ядре клетки. Они знали также, что соответствующая mRNA производится в цитоплазме. Непонятно было, как белок попадает из цитоплазмы в ядро клетки. В 1994 году Майкл Янг открыл ещё один ген timeless, который кодирует белок TIM, тоже необходимый для нормальной работы внутренних часов. Он доказал, что если TIM присоединяется к PER, то пара протеинов способна внедриться в ядро клетки, где они и блокируют активность гена period, таким образом замыкая бесконечный цикл производства белка PER.

Выяснилось, что этот механизм с изысканной точностью адаптирует наши внутренние часы ко времени суток. Он регулирует разные критические функции организма, в том числе поведение человека, уровни гормонов, сон, температуру тела и метаболизм. Человек плохо себя чувствует, если наблюдается временное несоответствие между внешними условиями и его внутренними биологическими часами, например, при путешествии на большие расстояния в разные часовые пояса. Есть также доказательства, что хроническое несоответствие образа жизни и внутренних часов связано с повышенным риском возникновения различных заболеваний, в том числе диабета, ожирения, рака и сердечно-сосудистых заболеваний.

Позже Майкл Янг идентифицировал ещё один ген doubletime, кодирующий белок DBT, который замедляет накопление белка PER в клетке и позволяет организму более точно подстраиваться под 24-часовые сутки.

В последующие годы нынешние нобелевские лауреаты более подробно осветили участие в циркадном ритме других молекулярных компонентов, они нашли дополнительные протеины, которые участвуют в активации гена period, а также выяснили механизмы, как свет помогает синхронизировать биологические часы с внешними условиями среды.

Слева направо: Майкл Розбаш, Майкл Янг, Джеффри Холл

Исследование механизма внутренних часов ещё далеко не закончено. Мы знаем только основные части механизма. Циркадная биология — изучение внутренних часов и циркадного ритма — выделилась в отдельное бурно развивающееся направление исследований. И всё это произошло благодаря трём нынешним лауреатам Нобелевской премии.

Специалисты уже несколько лет обсуждали, что за молекулярный механизм циркадных ритмов дадут Нобелевскую премию — и вот это событие наконец произошло.

POST ORIGINAL'

Привет! Меня зовут Алексей, я тимлид в крупной IT-компании. Сейчас мне 43, только в 40 лет я стал разработчиком, а до этого 15 лет был практикующим врачом-хирургом. Делюсь с вами, как в середине жизни я поменял профессию, о страхах, рисках и планах с этим связанных.

Возможно мой опыт пригодится тем, кто хочет изменить свою жизнь, но боится или сомневается. Сейчас могу сказать, что рисков в этом деле, действительно, хватает, но и результат может превзойти все ожидания. И возраст или другие обстоятельства не должны стать причиной НЕ пробовать и НЕ пытаться.

В 1998 году я закончил Самарский государственный медицинский университет, в 2000 – ординатуру по специальности «Хирургия» и одновременно защитил кандидатскую диссертацию. Переехал в г. Усинск (Республика Коми), где 8 лет проработал хирургом, потом был г. Ханты-Мансийск (Югра), где я продолжил трудиться по специальности.

Хирургия – интересная область, работа, которая одновременно очень увлекает и изрядно выматывает. Я выполнял в основном торакоабдоминальные операции, а также неотложку. В районах приходилось делать от трепанаций до ампутаций. Хотя для районного хирурга – это обычная практика, без многопрофильности никуда.

За время работы повышал профессиональный уровень с помощью дополнительных специализаций, в том числе в больницах и госпиталях Франции, Чехии и США.

В целом моя карьера складывалась удачно, были профессиональные перспективы, но были и сложности. В России врач – это призвание. Не в том смысле, чтобы любить свое дело и посвящать ему себя полностью. Этого хватало. Несмотря на то, что ты ежедневно отвечаешь за жизнь и здоровье людей, тебе и твоей семье при этом приходится практически выживать. На севере (Республика Коми, ХМАО) еще можно получать хорошую зарплату врача, но в средней полосе ситуация крайне сложная. Туда мне предстояло вернуться: на малой родине (г. Пенза) остались родители, которым нужно помогать и поддерживать.

А в этом регионе с зарплатами совсем туго. Чтобы не оказаться без денег после очередного переезда, нужно было позаботиться о будущем заранее. Помогло хобби. В свободное время я выручал знакомых – настраивал программное обеспечение. Даже одно время подрабатывал программистом в пожарной части в Усинске. Начальник пожарной части был у меня пациентом, а потом предложил дополнительный заработок. В основном делал внешние отчеты и дорабатывал конфигурацию 1С Предприятия под их организацию. В общем пришлось освоить нехитрый язык 1С. Помимо этого написал и поддерживал систему учета в пожарной части на FireBird & Delphi.

Я был самоучкой, специальных знаний не имел, мне просто нравилось программирование само по себе. Решил, что дополнительная профессия не помешает, а станет моей подстраховкой. Потому в 2011 году поступил на заочное отделение в Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники по специальности «Программное обеспечение вычислительных систем и автоматизированных комплексов». Закончил его экстерном в 2014 году.

Было очень непросто совмещать хирургию, семью и обучение по новой специальности. Однако я понимал, что базовые знания для дальнейшего развития необходимы. Знаю, что есть самоучки, но это более сложный и запутанный путь.

В том же 2014 году я с семьей переехал в Поволжье. Во всех городах средней полосы ситуация с зарплатами плачевная. На 20 тысяч докторской з/п, что мне предложили в Пензе, невозможно обеспечить достойную жизни для себя и семьи. Предстояло решить, что делать дальше. С одной стороны, привычная жизнь, профессиональные успехи, но критично низкая зарплата и грустная перспектива – в финансовом отношении ждать изменений не приходилось. С другой стороны, стартовая позиция в новой профессии и не факт, что «выстрелит» и я в возрасте «далеко за 30» чего-то достигну. Однако надежда поднять уровень жизни семьи и хорошо зарабатывать в будущем перевесила страхи.

К тому моменту, как я уволился и стал искать работу по специальности разработчика, у меня были небольшие накопления. Этой подушки безопасности должно было хватить на год, если, конечно, жить скромно, не на широкую ногу. Еще одна подстраховка – я понимал, что могу в любой момент вернуться на прежнюю работу, если что-то пойдет не так или я передумаю. Об абсолютной безрассудности в моих обстоятельствах говорить не приходится: содержание семьи, детей и помощь родителям никто не отменял. К тому же решение о смене профессии совпало с декретным отпуском жены. Мы ждали второго сына. В каком-то смысле это послужило дополнительным стимулом для изменений.

Первое место, куда я устроился на стартовую позицию Delphi-разработчика была компания, которая специализируется на разработке электронного оборудования. Тогда-то я и ощутил, что значит быть разработчиком на деле. В течение года, я жил в режиме нон-стоп: работа – учеба – сон – учеба – работа без выходных и праздников. Это было напряженное время, ведь по сути мне нужно было за короткий срок дотянуть свой уровень до более-менее хорошего, чтобы расти профессионально и рассчитывать на более высокую позицию. Но этого того стоило: освоил С/С++ и Delphi.

В нынешней компании я оказался случайно. Жена увидела открытую вакансию, мы обсудили и решили: а почему бы не попробовать? Тогда я сомневался: крупная компания, серьезный продукт, у меня мало опыта, совсем не был уверен, что из этого что-то выйдет. Но на вакансию откликнулся, решил, что попытаться стоит. Выполнил тестовое, меня пригласили на собеседование в головной офис. Волновался, но все прошло гладко и меня взяли на испытательный срок на 2 месяца.

Плюсы, которые, я сразу оценил: хорошая зарплата, крутая команда, возможность работать удаленно и перспективы роста. Начал с позиции рядового разработчика, за 1,5 года дорос до тимлида. Сейчас практически все мое рабочее время занимает SIEM: подготовка кандидат-релизов, написание коннекторов, разработка дальнейшей функциональности. Иногда исправляю старые «баги», доставшиеся мне по наследству от коллег по работе, участвую в разработке общего для всех продуктов SDK взаимодействия между компонентами (REST). Задачи интересные, команда сильная.

Сейчас я пишу на Delphi, Go, немного поработал с C#. В качестве БД на хорошем уровне изучил MSSQL и MongoDB. Теперь я могу жить и работать в том регионе, где мне удобно, заниматься делом, которое мне по душе, и при этом не быть ущемленным финансово.

Как говорится, жизнь разделилась на «до» и «после», хотя круг общения сильно не изменился и состоит из бывших коллег, медицинских работников. Общаюсь с ними и вижу, что проблемы в этой сфере те же. Какой-то ностальгии по бывшей профессии не испытываю, просто очень жаль, что сама медицинская отрасль болеет одними и теми же «болезнями» из года в год. Понимаю, как не просто моим бывшим коллегам, потому ни разу не пожалел о своем решении и о смене рода деятельности.

Теперь оглядываясь назад, вижу, что можно было бы сделать лучше и что стоит сделать обязательно, если вы также решите сменить профессию:

1. Оценить насколько нынешняя профессия схожа с новой. Конечно, проще уходить в

смежную область или просто в коммерческую сферу, к примеру, были школьным

учителем – пошли в репетиторы или педагогом в престижный частный лицей. В моем

случае может показаться, что профессии совершенно разные, но сейчас могу сказать,

что в хирургии и в программировании есть общее – в обоих случаях работа строится на

определенных алгоритмах. Сходства помогают легче адаптироваться, не менять

кардинально мышление.

2. Не верить в миф, что 30-40-летним сложнее усваивать знания. Проверил на себе:

если поддерживать себя в хорошей физической форме, заниматься спортом и

саморазвитием, то хватит концентрации и сил на освоение даже целой области знаний.

3. Оценить риски. В юности это редко кто делает, в 30-40 ты уже выбираешь

осознанно, потому что несешь ответственность за близких. Кардинальные перемены

требуют тщательной проработки и оценка ситуации и рисков нужна обязательно.

4. Подготовить подушку безопасности. Все просто: рассчитайте, чтобы вам было на что

жить 5-6 месяцев.

5. Приготовьтесь к тому, что возможно первое время ваш доход будет ниже

привычного. Вы пойдете на стартовую позицию, а значит, что полгода-год должны

будете жить скромнее, а работать больше. Мой первый год в программировании уходил

на работу, обучение и сон. Доход при этом был чуть выше зарплаты оперирующего

хирурга на 1.5 ставки с высшей категорией и кандидатской ученой степенью. Это больше

важно принять психологически, потому что будут мучить мысли о том, что все

происходящее – большая ошибка, и возникнет желание вернуться в привычную колею.

Решение уйти из медицины было одним из самых сложных в моей жизни. Еще и потому, что среди знакомых-врачей очень много не просто талантливых людей, но людей с совершенно особой судьбой. Каждая история – сценарий для фильма. Рад, что, покинув профессию, удалось сохранить отношения со старыми друзьями.

Могло показаться, что я решился на авантюру, уйдя из профессии, но на самом деле, 80% успеха зависит от того, как вы спланируете перемены. Конечно, я понимал, что при должной подготовке могу рассчитывать и на хорошую должность, и на хороший доход, и на интересные задачи в крупном проекте. Так и вышло. Но повторюсь, что это результат не столько удачи и везения, сколько здравой оценки ситуации и планирования своих действий.

POST ORIGINAL'