В Стокгольме завершается Нобелевская неделя: объявлены имена учёных, чьи достижения вносят наиболее весомый вклад в развитие современной науки. Мы внимательно следили за новостями, а теперь вместе с лауреатами и членами научного комитета премии «ВЫЗОВ» разбираемся, в чём суть исследований, отмеченных наградой, и как они улучшат жизнь людей. Всё самое главное – в нашем материале.
Нобелевскую премию по физиологии и медицине получили американский нейробиолог Карл Дейссерот и немецкие биохимики Георг Нагель и Петер Хегеманн. Награду присудили за открытие в области светоуправляемых ионных каналов и оптогенетики. Учёные обнаружили, что с помощью света можно влиять на активность нейронов и изучать работу мозга – память, эмоции и механизмы возникновения заболеваний.
«Например, мы хотим понять, какие нейроны у мыши отвечают за реакцию испуга. Мы помещаем животное в определённые условия, вызываем у него эту реакцию – условно говоря, показываем ему кошку – и определяем, какие нейроны в этот момент активировались. Затем эти нейроны можно избирательно активировать уже без внешнего раздражителя. Если у мыши возникает такая же реакция испуга, мы получаем экспериментальное подтверждение того, что именно данный нейронный контур связан с этой функцией», – пояснил в беседе с ТАСС Всеволод Белоусов, генеральный директор Федерального центра мозга и нейротехнологий ФМБА России, председатель научного комитета премии «ВЫЗОВ».
В будущем технология начнёт использоваться в клинической практике, считает Всеволод Белоусов. Оптогенетика позволит воздействовать на нейроны, которые функционируют неправильно, и восстанавливать утраченные функции. Для этого в мозг или нервную систему будут вводиться оптические волокна – нити из стекла или специального пластика, передающие световой сигнал.
Однако есть риск, что иммунитет воспримет такие волокна как чужеродные. Более простое и безопасное решение разрабатывает команда Валерия Тучина, руководителя Научного медицинского центра СГУ, лауреата премии «ВЫЗОВ». «В Саратовском университете мы развиваем технологию оптического просветления кожи головы, чтобы доставить свет различных длин волн в глубокие слои мозга без внедрения световодов», – рассказал «Известиям» учёный.
Лауреат Нобелевской премии по физике – бельгийско-американский физик Фрэнсис Хальцен. Его исследования имели решающее значение для создания нейтринной обсерватории IceCube и открытие нейтрино астрофизического происхождения.
Обсерваторию Ice Cube построили в Антарктиде, чтобы наблюдать за нейтрино – такие частицы крайне трудно зафиксировать, но они несут ценную информацию о космических процессах. «Ice Cube представляет собой огромный массив льда объёмом в 1 кубический километр. Внутри установки размещены тысячи светочувствительных датчиков. Каждый из них записывает, сколько света он получил и в какой момент времени он это сделал. Учёные сопоставляют сигналы, восстанавливают траекторию движения частиц и по количеству света и его распределению оценивают энергию события», – пояснила в эфире РБК Алёна Мастюкова, научный сотрудник Российского квантового центра, секретарь научного комитета премии «ВЫЗОВ».
Обнаружение нейтрино даст возможность получить более полную и детальную информацию об устройстве Вселенной, отметил в разговоре с ТАСС Алексей Семихатов, заведующий лабораторией теории фундаментальных взаимодействий ФИАН, член научного комитета премии «ВЫЗОВ». «Это свидетельство процессов, которые происходят далеко в космосе. Кроме того, наличие массы у нейтрино не укладывается в Стандартную модель физики частиц», – добавил учёный.
Исследования нейтрино также ведутся в России: они начались ещё в конце 1980-х годов на Байкале и продолжаются до сих пор. Детектор Baikal-GVD расположен на дне озера. «Байкальский нейтринный телескоп использует чистую байкальскую воду в качестве вещества для ловли нейтрино. Объём у него пока меньше, со временем мы ставим все больше детекторов с тем, чтобы было сравнимо с IceCube», – поделился в разговоре с Наукой Mail Александр Сергеев, научный руководитель Национального центра физики и математики, член научного комитета премии «ВЫЗОВ».
Нобелевскую премию по химии дали за открытие нелинейных эффектов и автокатализа в асимметричном органическом синтезе. Лауреатами стали французский химик Анри Каган и японский химик Кенсо Соаи.
Учёные сделали акцент на пространственной сложности нашего мира, сказала ТАСС Вера Виль, заведующая лабораторией химии промышленно полезных продуктов Института органической химии РАН, лауреат премии «ВЫЗОВ». «Дело в том, что все молекулы, из которых состоят живые организмы, являются не плоскими, а объемными. Поэтому особую важность понимание этого явления приобретает в контексте взаимодействия с живыми системами», – подчеркнула она.
В основе исследования – свойство хиральности. В природе многие молекулы существуют в двух формах, которые зеркально отражают друг друга. Часть их свойств совпадает, а часть – различается. Такие несовпадения создают трудности – например, в фармацевтике. «Поскольку мы все живые организмы являемся только одним типом изомеров, то другие типы изомеров, другой тип хиральности, может быть для нас опасен. Современные лекарственные средства, современные антибиотики, содержат только один из оптически активных изомеров. Другой оптически активный изомер может не действовать, может быть нейтрален, а может быть даже и вреден», – уточнил в беседе с Газетой.ru Александр Терентьев, директор Института органической химии имени Н.Д. Зелинского РАН, член научного комитета премии «ВЫЗОВ».
Благодаря открытию Анри Кагана и Кенсо Соаи люди смогут управлять химическими реакциями, отметил в беседе с Наукой Mail Леонид Ферштат, заведующий лабораторией азотсодержащих соединений Института органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН, лауреат премии «ВЫЗОВ». «Эти разработки во многом помогут человечеству в целом упростить, удешевить и сделать доступным достаточно большое количество лекарственных средств для терапии самых разнообразных заболеваний», – заключил он.