Материя. Индивидуальное.

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

1

№

февраль 2015

Мозг, восстанови себя Современная наука о мозге и психология переживают период настолько бурного расцвета, что XXI веке вероятно, станет эпохой нейронаук

12/13

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

ПУБЛИЦИСТИКА ПАРАДИГМА ФИЗИОЛОГИЯ

индивидуальное

Редакция

Над номером работали

Главный редактор Ада Сафарова

Ада Сафарова Ольга Аверина Анна Айвазян Евгений Алексеев Юлия Бедерова Марк Боярский Алёна Токарева Анна Султанова Катя Вергузова Мария Юдина Никита Бушуев Артём Дурцов Анастасия Ульяновская Анна Шеханова Дуня Шибалова Лена Ларичкина Екатерина Невенчанная Ирина Шевцова Ульяна Лысова

Зам.главного редактора Светлана Гусарова Исполнительный редактор Ирина Сосновская Выпускающий редактор Нина Березницкая Дизайн Анастасия Ульяновская Ответственный секретарь Сергей Николаев Редакторы Лия Адашевская Нина Березницкая Обозреватель Александр Григорьев Фотографы Серги Шагулашвили Сергей Захарченко Оксана Климанова Евдокия Шибалова

МАТ ЕРИ Я

Журнал издается при финансовой поддержке Департамента культуры города Москвы Свидетельство о регистрации средства массовой информации ПИ № ФС 77-45103 от 19 мая 2011год выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор) Редакция не несет ответственности за достоверность информации, опубликованной в рекламных объявлениях. Мнение авторов может не совпадать с точкой зрения редакции. В наборе использованы шрифты TextBookC, MiniatureC Формат издания: 200х285 мм Общий тираж 81 000 экземпляров Отпечатано в типографии

Oy ScanWeb Ab,Korjalankatu, 27, 45100 Kouvola, Finland

Адрес редакции: 117049, Москва, Крымский Вал, д.8, Тел./факс +7 (499) 230-02-16 e-mail: matter@gmail.ru www.matter.ru Перепечатка материалов журнала «Материя. Индивидуальность» невозможна без пильменного разрешения редакции. При цитировании ссылка на журнал обязательна.

На второй сторонке обложки: Рембрандт «Урок анатомии доктора Тульпа» (фрагмент) 1632

Слово редактора

Составители

Главный редактор Ада Сафарова

Мозг, восстанови себя Современная наука о мозге и психология переживают период настолько бурного расцвета, что XXI в., вероятно, станет эпохой нейронаук. Столь стремительное развитие обусловлено новейшими открытиями в области генетики, физики, психофармакологии, разработкой методов визуализации нервной системы и т.д.

Жорес Алфёров

Итальянский учёный-философ, специалист по семиотике, литературный критик,писатель.

Российский физик, единственный ныне здравствующий российский лауреат Нобелевской премии по физике.

Валерий Рубаков

Рашид Сюняев

Российский физик-теоретик, специалист в области квантовой теории поля и космологии.

Выдающийся российский астрофизик. Академик РАН. Заведует отделом астрофизики высоких энергий Института РАН.

Цель нейронаук – научиться исправлять изъяны нервной системы, выявлять и бороться со всевозможными дисфункциями, нивелировать последствия повреждений мозга и дать возможность нормальным людям (что бы ни означало слово «нормальные») развивать свои способности, раздвигать границы познания. Это может означать как замену погибших при болезни Альцгеймера и Паркинсона клеток, так и способность постичь высшую математику, скажем, проглотив таблетку или пройдя курс магнитной стимуляции. Современная нейронаука посягнула на святая святых – сознание человека. Она стремится вторгнуться в процессы формирования личности, которые и делают человека человеком, т.е. существом, отличным от остальных обитателей планеты. Что в нашем сознании и поведении обусловлено генетически и биологически, а что связано с воспитанием, образованием, социальной и культурной средой? Может ли человек управлять своим сознанием? в конце концов – что же такое человек? Ведь с помощью химических препаратов или магнитных полей можно не только манипулировать сознанием, но и полностью изменить человеческую сущность.

Умберто Эко

Александр Марков

Юрий Оганесян

Российский биолог, популяризатор науки. Лауреат премии в области научно-популярной литературы «Просветитель».

Физик, академик РАН, научный руководитель лаборатории ядерных реакций в Объединенном институте ядерных исследований.

Григорий Перельман

Андрей Гейм

Биоинформатик, доктор биологических наук, профессор факультета биоинженерии МГУ.

Советский и британский физик, лауреат Нобелевской премии по физике 2010 года, член Лондонского королевского общества.

Михаил Гельфанд

Алексей Старобинский

Российский биоинформатик, доктор биологических наук.Профессор факультета биоинженерии МГУ.

Физик-теоретик, академик РАН, год назад стал лауреатом премии в астрофизике Кавли.

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

Содержание

Человек Дорогой внук, учи наизусть

Тематический поиск Криминалистика XXI века

Фанстастика Надежд разбитых груз

Технологии Складываем, а не вычитаем

38/39

58/63

16/19

24/31

Что мы едим Альтернатива кофе

20/21

Живые лаборатории Олипийские травы

32/37

Страницы истории Когда учёный правит

Расследование Египтяне и их мумии

48/51

40/47

История современности Трижды настоящий герой

Вещи и вещества Война с ртутью

Болезни и лекарства В ритме тела

Книги Гёте–естествоиспытатель

Размышления Попытка футурологии

Еда по-научному Винная химия

Нанофантастика ФармоZona

Коллекции Камни боли

Проблемы и методы науки Нейропротезы

64/69

84/87

98/101

106/107

Этот раздел содержит в себе статьи, когда-либо публиковавшиеся в научных журналах, книгах, учебниках. Здесь вы можете прочестсть текст из первых рук. а также увлекательные рассказы и интересные заметки известных людей.

78/83 88/91

102/105

В данном разделе вы познакомитесь с основами наук,таких как, физика, химия, биология, естествознание, без котовых изучение человека в общем-то невозможно.

Гипотезы Занятия спящего мозга

52/57

70/75 92/97

Здесь, дорогой читатель, вы откроете для себя удивительный мир организма человека. Узнаете о таких возможностях собственного тела, о которых даже не догадывались.

16/17

Парадигма

Криминалистика в XXI веке Е.Клещенко, С.Фролова

Хорошо жилось преступникам до научно-технической революции. Нет свидетелей — и ты неуловим, если только не объявится какой-нибудь Порфирий Петрович или Шерлок Холмс... Впрочем, Холмс уже исследовал улики в лаборатории, пусть частной, но оснащенной по последнему слову тогдашней науки. Сегодня каждый любитель детективов знает, что полагается делать при осмотре места преступления, что такое дактилоскопия, анализ на группу крови, баллистическая экспертиза. А в последнее время появились методы, которые позволяют установить личность по капельке слюны, и по отпечатку пальца определить, курила ли эта личность и принимала ли наркотики.

Настоящий переворот произвела ДНК-экспертиза. Методы молекулярной генетики сегодня помогают идентифицировать и безымянных жертв, и преступников. Удалось поставить точку во многих старых и громких делах, до расстрела царской семьи включительно. Но чтобы определить, кому принадлежит образец ДНК, его необходимо с чем-то сравНастоящий переворот нивать, например, с базой произвела ДНК-эксперти- ДНК-профилей правонарушителей. А как быть, если за. Методы молекулярной в этой базе нет ни преступгенетики сегодня помога- ника, ни его ближайших ют идентифицировать родственников? Брать образцы у всего населения и безымянных жертв, и работать с таким огроми преступников. ным массивом данных сложно как технически, так и юридически. Большой интерес вызывают попытки определить по ДНК внешние данные человека, например

цвет волос, глаз и кожи, но если все подозреваемые русые и сероглазые или, наоборот, кареглазые брюнеты, толку от этого немного. Возможно, вскоре эта ситуация изменится к лучшему. Международная группа исследователей под руководством антрополога Марка Шривера из университета Пенсильвании соотнесла генные характеристики людей с чертами лиц и создала программу, которая выполняет реконструкцию лица по ДНК, правда, пока довольно грубую. Но и лицо человека — весьма сложная структура, это известно каждому, кто пытался нарисовать портрет своего приятеля. В исследовании участвовали 592 добровольца из США, Бразилии и Кабо-Верде. Приглашали женщин и мужчин 18 — 40 лет, чтобы не приходилось моделировать возрастные изменения. Теоретически возможно и это — возраст человека определяется, например, по ДНК Т-клеток крови, — но

не всё сразу. Сначала строили трехмерные компьютерные изображения лиц добровольцев, используя 7150 реперных точек, — это делало возможной дальнейшую математическую обработку и исключало изменяемые приметы: оттенок кожи, прическу, аксессуары... Других добровольцев — студентов университета Пенсильвании просили ответить про каждое нарисованное компьютером лицо, принадлежит ли оно скорее мужчине или скорее женщине и каково соотношение африканских и европейских предков у этого человека. (Эти результаты дополнили генетические данные: лучшее устройство для распознавания особенностей лица — глаз другого человека.) в образцах ДНК определяли «этнические» маркеры — нужно было учесть, какой вклад в формирование черт лица вносит половая и расовая принадлежность. Выступающие округлые скулы могут быть у представителя

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

негроидной расы, или у женщин по сравнению с мужчинами, но бывают и скуластые мужчины-европейцы, при этом в каждом случае действуют свои гены. И самая интересная часть работы — выявляли однонуклеотидные полиморфизмы (SNP, или «снипы», то есть вариации в одну букву) в генах, о которых известно, что они важны для развития черепа, лицевого скелета. Потом сопоставляли генетические и физиономические особенности для каждого конкретного участника: при каких генных вариантах нос чаще бывает широким, и т. д. Удалось найти 24 ключевых SNP в 20 генах. А затем программа, «переварившая» все эти данные, реконструировала лица по генотипам.

рость возникновения мутаций, совпал с пребыванием пострадавших в клинике. «Эволюционный» метод был новым для судебной экспертизы, и авторы исследования, по их собственным словам, потратили два дня, чтобы объяснить суду, обвинению и защите, как это работает и что означают результаты. Юристы оценили их усилия: в ближайшие 20 лет Маэсо вряд ли выйдет на свободу а в феврале 2014 года было опубликованы результаты еще одного научно-судебного расследования, и снова о наркомании и опасной инфекционной болезни. В 2009 — 2010 годы в Германии и Великобритании

В дальнейшем ученые планируют привлечь больше добровольцев, искать другие гены, связанные с чертами лица. Утверждение, что оставить на месте преступления свою кровь, слюну или волосок — все равно что оставить фотографию, пока излишне оптимистично, но даже грубый фоторобот лучше, чем никакого. А в перспективе, уверяют авторы, метод можно будет испробовать и для реконструкции внешности вымерших видов Homo.

Пенсильванский университет — частный исследовательский университет США, расположенный в Филадельфии, штат Пенсильвания, входит в элитную Лигу плюща. С Пенсильванским университетом так или иначе связаны имена многих исторических деятелей и политиков США. Уильям Гаррисон, Бенджамин Франклин, Джеймс Уилсон, Бенджамин Раш, Джордж Клаймер, Роберт Моррис, Джордж Росс, Френсис Хопкинсон.

Молекулярная филогения, построение родословных деревьев путем сравнения нуклеотидных «текстов» — казалось бы, чисто фундаментальная дисциплина (см., например, рецензию на книгу Е.В.Кунина в этом номере). Но она тоже помогает суду и следствию. Жил в испанском городе Валенсия врачанестезиолог Хуан Маэсо, на вид приличный человек, а на самом деле наркоман. он систематически воровал у пациентов морфий, причем делал себе инъекции той же иглой, и полбеды, что лишал людей обезболивающего, — как выяснилось позднее, он был носителем вируса гепатита С... Пытаясь оспорить обвинение, Маэсо прибег к следующему аргументу: где доказательства, что этих людей заразил он, и не собираются ли на него повесить всех больных гепатитом в городе? а может, это он получил вирус от пациента! Доказательства предоставила молекулярная филогения. Вирусы эволюционируют быстро, их геномы всегда немного отличаются между собой. Анализ определенных участков геномов вирусов, полученных у пациентов клиники, подтвердил, что 275 из 322 заразились от доктора-морфиниста. Подтвердилось и родство штаммов, и вероятный период заражения, рассчитанный через ско-

зарегистрировали более ста случаев заболевания сибирской язвой, из них 47 лабораторно подтвержденных. И все — среди лиц, употребляющих наркотики. Заболевание протекало тяжело, совсем не так, как обычно. Оказалось, что эти люди заразились, делая себе уколы героина, — возбудитель был в наркотике. Отдельные случаи наблюдались и в другие годы, с 2000 по 2012-й; по данным на август 2013 года, скончались 26 человек. Ученым удалось установить, что все образцы бактерии Bacillus anthracis родственны между собой и происходят из одного источника. Вероятно, какой-то борец со злом решил покарать грешников, не смущаясь тем, что B.anthracis может передаваться и через кожу, и воздушно-капельным путем, то есть риску подвергаются и ни в чем не повинные люди. Так или иначе, исследователи призывают компетентные органы обратить внимание на этот путь проникновения опасной болезни в Европу. Кстати, аналогичным методом в свое время отследили источник спор сибирской

язвы, которые рассылали в конвертах американским политикам и журналистам в 2001 году. В аэропортах или на вокзалах часто можно увидеть кинологов с собаками, натренированными искать взрывчатые вещества. Овчарки, спаниели, лабрадоры пока еще остаются универсальными специалистами в этом деле. Однако не везде, где бывает взрывчатка, вовремя оказывается обученная собака, да и гибнут наши четвероногие друзья при выполнении служебных обязанностей часто. Поэтому им активно ищут замену. Существует множество приборов для обнаружения взрывчатых веществ. Например, газоанализаторы (берут пробы воздуха, а дальше методом хроматографии определяют качественный и количественный состав взрывчатых веществ), металлодетекторы, рентгенотелевизионные интроскопы и компьютерные томографы (рентгеновские или микроволновые сканеры — в некоторых аэропортах стоят такие кабинки с вращающимися антеннами). Но они часто проигрывают животным в точности, и чтобы исключить ошибку, выставляется высокая приборная чувствительность — поэтому, например, на вокзалах постоянно пищат рамки. Минимизировать необходимый объем образца попытались китайские и австралийские ученые, использовав волоконнооптическую систему и механизм флуоресцентного затухания. Они взяли так называемое микроструктурное оптическое волокно с подвешенной сердцевиной (МОВПС). В нем есть перемычки между толстой оболочкой из свинцово-силикатного стекла и сердцевиной, проводящей свет. Полости, окружающие сердцевину, исследователи покрыли тонким слоем полимера, способного к флуоресценции с высоким квантовым выходом. Для этого они растворили полимер в тетрагидрофуране, под давлением загнали раствор в волокно, потом выпарили растворитель и получили полимерное напыление толщиной 20 — 40 нм. Работает оптоволоконный датчик так. Через объектив микроскопа на волокно подают свет аргонового лазера с длиной волны 488 нм. При этом другой конец датчика набирает пробу растворенного в ацетоне 1,4-динитробензола (по строению молекулы он похож на взрывчатый тринитротолуол, но сильнее тушит флуоресценцию). Раствор под воздействием капиллярных сил заполняет полости между перемычками, молекулы полимера поглощают энергию лазерного излучения — электроны переходят в подвижное или возбужденное состояние, начинается флуоресценция — спектрометр «замечает» сигнал, рисуется

18/19

Парадигма спектр. Из-за контакта полимера с 1,4-динитробензолом флуоресценция постепенно затухает, и по динамике затухания можно определить концентрацию этого вещества.

Для анализа нужны всего лишь нанолитры раствора. Предел чувствительности метода для динитробензола оценили в 6,3 ppm (миллионных долей), или 30 мкМ. Волоконно-оптические системы зондирования для обнаружения взрывчатых веществ — портативные и сравнительно дешевые, поэтому исследователи надеются, что такие сенсоры найдут применение и при поиске подводных мин. Для анализа нужны всего лишь нанолитры раствора. Предел чувствительности метода для динитробензола оценили в 6,3 ppm (миллионных долей), или 30 мкМ. Волоконно-оптические системы зондирования для обнаружения взрывчатых веществ — портативные и сравнительно дешевые, поэтому исследователи надеются, что такие сенсоры найдут применение и при поиске подводных мин.

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

20/21

Физиология

Альтернатива кофе Н.Ручкина

Мята всегда считалась лкарственным средствомот большого количества заболеваний. Ее использовалидля леченияболезней желудка, от излишней нервозности,при простудных осложнениях.

Загадочная трава мята Мята — многолетнее растение семейства яснотковые, они же губоцветные. у многих представителей этого семейства стебли и листья покрыты многоклеточными волосками с желёзками на концах. Эти желёзки выделяют эфирные масла, и среди губоцветных много душистых трав: майоран и розмарин, базилик и душица, лаванда, тимьян и, конечно, мята. Мята — название собирательное, объединяющее несколько видов. Самый резкий, ментоловый, вкус у мяты перечной Mentha piperica. Это естественный гибрид дикорастущих мяты водной M. aquatica и мяты колосистой M. spicata. Впервые растение обнаружили в Англии в 1669 году, поэтому второе название вида — мята английская. Межвидовой гибрид почти не образует жизнеспособных семян, и его размножают кусочками корневища. А до плодов мяты дело вообще не доходит — в наших широтах они не вызревают. Помимо перечной, люди широко используют и другие виды мяты, в том числе колосистую и водную, кудрявую, полевую, зеленую, японскую и канадскую (она растет не только в Северной Америке, но и в Сибири, на Дальнем Востоке, в Северном Китае и в Японии), а также имбирную мяту M. gracilis — гибрид мяты луговой и мяты колосистой.

Как используют мяту в быту Не витамины и не микроэлементы делают мяту столь привлекательной, а приятный запах и освежающий вкус, возникающий благодаря эфирному маслу, которым насыщены стебли, листья и бутоны. Когда мята отцветет, её аромат пропадает, поэтому собирать её нужно до цветения. Растение едят в свежем виде, добавляя в салаты и чай, настаивают на мятных листьях квас и вино, варят медовые напитки. на зиму мяту сушат, а потом используют как приправу к мясу, рыбе, кашам и супам, в чистом виде или в сочетании с другими душистыми травами семейства яснотковых, иногда к пряной смеси добавляют толченые ягоды можжевельника. Мятой также ароматизируют кондитерские изделия, напитки, уксус и даже сыр. Почти все пробовали мятные конфеты, пряники и чай с мятой. А на Востоке пучок травы заваривают кипятком и называют это мятным чаем, хотя чайных листьев в него вовсе не добавляют. Известны и мятные ликеры, самый знаменитый из которых — сладкий зеленый Crème de Menthe, любимый алкогольный напиток Эркюля Пуаро.

Два быстрых рецепта использования мяты Если зимой хочется свежести, нужно очистить и крупно порезать четыре банана, оборвать листочки с трех веточек мяты и растереть их в кашицу, а потом взбить её в блендере вместе с бананами и столовой ложкой меда. Полученную массу разложите по стаканам и долейте минеральной водой без газа. Чтобы согреться и взбодриться, выпейте кофе с мятой. Достаточно положить в чашку листок-другой. Если свежей мяты нет под рукой, можно приготовить мятный настой, залив кипятком сушеные листья на два-три часа, а потом на этой воде сварить кофе.

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

О составе мятных масел Эфирное мятное масло содержит ментол и ментиловые эфиры, горький терпеноид ментон, ментофуран и 1,8-цинеол, а также небольшое количество других терпеноидов: лимонена, пулегона, кариофиллена и пинена. Соотношение компонентов варьирует в зависимости от вида мяты. Главный среди них, конечно, ментол, в масле из разных сортов мяты перечной его содержание достигает 50%, а в масле мяты полевой (японской) M. arvensis — 80%. Ментол активирует холодовые рецепторы на коже и слизистой оболочке, поэтому мы ощущаем холодок, когда жуем мятный листочек, рассасываем леденец или чистим зубы пастой со вкусом мяты. Недаром мяту перечную называют еще холодной, или холоднянкой. Остальные виды мяты не столь ментольны, а листья мяты колосистой содержат минимальное количество ментола и ментона. Главный компонент её масла — ароматный терпеноид R(-)-карвон. (Другой изомер этого вещества, S(+)-карвон, пахнет тмином и укропом и в состав мяты колосистой не входит.) Именно поэтому колосистая мята так популярна и кулинаров.

Несколько слов о лимонной мяте Мята лимонная, строго говоря, и не мята вовсе, это народное название мелиссы лекарственной Melissa officinalis, которая, как и мята, относится к семейству яснотковых. её листья и побеги богаты аскорбиновой кислотой и каротином и пахнут лимоном. Зелень мелиссы используют как пряность для салатов, супов, вторых блюд и солений и в качестве ароматизатора чаев и спиртных напитков. Эфирное масло мелиссы содержит более 200 соединений, но ментола в нем практически нет. За характерный лимонный запах растения отвечают монотерпены нераль и гераниаль.

Что такое кошачья мята? Кошачья мята (котовник кошачий) Nepeta cataria — еще одно эфиромасличное растение семейства яснотковых. Это пряность с лимонным запахом, из-за которого котовник иногда путают с мелиссой. Ею ароматизируют кондитерские изделия, а также используют её в парфюмерной промышленности. Однако природа лимонного запаха котовника иная, нежели в M. officinalis. Главный компонент эфирного масла кошачьей мяты — монотерпеноидное соединение непеталактон. В его состав входят также аскорбиновая кислота, дубильные вещества, гликозиды и горечи. Кошачья мята получила свое название за то, что приводит в буйный восторг представителей семейства кошачьих — даже львы возбуждаются от запаха непеталактона. Животные громко мурлычут и катаются по земле. Экстаз продолжается минут десять. А людям народная медицина рекомендует котовник как средство от истерии и меланхолии.

Применение мяты Мята богата ментолом (содержится в листьях растения), который обладает местнообезбаливающим, спазмолитическим и антисептическим свойствами, способствует рефлекторному расширению коронарных сосудов. При стенокардии или болях в желудке и кишечнике мяту применяют внутрь. При невралгиях, зубной боли или как антисептическое и болеутоляющее средство при заболеваниях дыхательных путей при бронхите и бронхоэктазах мяту используют наружно. Для лечения мигрени применяют ментол в смеси с парафином в виде карандашей. Также ментол входит в состав капель Зеленина, валокордина, капель и мазей для лечения насморка. Для проведения ингаляций тоже применяют мятное масло. Мятное масло включается в состав мятных капель и таблеток. Для улучшения вкуса микстур и для полоскания рта.

Kryuchkov M., Katanaev V. L., Enin G. A., Sergeev A., Timchenko A. A., Serdyuk I. N. Analysis of Micro-and Nano-Structures of the Corneal Surface of Drosophila and Its Mutants by Atomic Force Microscopy and Optical Diffraction.

PloS one. 2011, 6, 7, e22237, doi: 10.1371/journal. pone. 0022237.

22/23

Первый ресторан Double Coffee был открыт в 2002 году в центре Риги. К концу 2005 года в Латвии работало уже 16 ресторанов. В 2009 году началась разработка системы франчайзинга, и с тех пор мы активно расширяем нашу сеть в других государствах. www.doublecoffee.com

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

24/25

Парадигма

Складываем, а не вычитаем Л.Стрельникова

Жизнь заставила государство вплотную заняться отечественным производством. Наконец-то! Нам светит национальная технологическая инициатива «Новые производственные технологии», разработка которой уже началась силами институтов развития и научно-технического общества России. Хорошо бы в пылу погони за новыми производственными технологиями не забыть о классических и традиционных, которые, собственно, и обеспечивают нашу промышленность необходимым сырьем и материалами. Но при ближайшем рассмотрении новое зачастую оказывается хорошо забытым старым.

Сколковский институт науки и технологий — это негосударственный технологическо-предпринимательский университет. Миссия Сколтеха будет заключаться в обучении студентов, создании знаний и развитии технологий для решения ключевых научных, технологических и инновационных задач. Сколтех будет располагаться на территории Сколково.

Сколковский институт науки и технологий (Сколтех) уже внес свой вклад в разработку проекта. Его группа по научной и промышленной политике выпустила в конце октября публичный аналитический доклад по новым производственным технологиям. Ирина Дежина, руководитель рабочей группы, привлекла к работе экспертов из разных областей науки и техники. Получилось объемно (400 страниц) и вполне убедительно. Особенно — раздел «Аддитивные технологии». Вот о них мы и хотим сегодня поговорить.

Аддитивные технологии Человечество любит сходить с ума, был бы повод. Но мода всегда его находит. И тон тут задают не только дизайнеры. Вот и нобелевский лауреат Роалд Хофман считает, что миром правит мода. По его мнению, химию переименовали в нанотехнологии, чтобы увлечь молодежь новым модным словом, дать ей понять, что она работает в авангарде науки, на прорывном направлении. Конечно, название очень важно само по себе. В нем должны быть интрига, некий парадокс и, конечно, английское звучание. Ну кто бы стал сходить с ума по стереолитографии? Громоздко, непонятно, слишком специально, а для специалистов — старо. Другое дело — 3D-принтинг, в считанные годы овладевший умами людей, даже далеких от технологического мира. Ведь принтер есть во всех офисах и во многих домах. И как же с его помощью напечатать не документ на бу-

маге, а объемную фигурку? Загадка. Хотя в сущности 3D-принтинг и стереолитография, по сути, одно и то же. Мы не раз писали о том и о другом. Но технологии развиваются. Не то чтобы вглубь — здесь наши желания упираются в границы применимости методов, но вширь — это точно. Множество вариаций этих методов, их различные применения теперь собраны под одной крышей с названием «Аддитивное производство», или «Аддитивные технологии». С интригой в словах здесь не очень получилось, но звучит тем не менее вполне весомо, даже с претензией. Так на что же претендуют аддитивное производство (additive manufacturing) и его технологии? Суть аддитивного производства — в сложении, а не вычитании, в таком способе создания детали сложной формы, когда материал наносится последовательно, как правило, слой за слоем, поэтому расходуется его столько, сколько необходимо, не больше и не меньше. Процессом управляет компьютер, в чьей памяти заложена трехмерная модель будущей детали, нарезанная на тонкие слои-сечения. Устройство, подающее материал, скажем экструдер, движется по траекториям, заданным компьютером, слой за слоем конструируя будущее изделие. В общем — очередной виток автоматизации производства. Предполагается, что готовая деталь не нуждается в традиционной механической обработке. Так что аддитивное производство — это еще один способ изготовления деталей и предметов из разных материалов наряду с литьем, прокатом, штамповкой и резкой. Аддитивное производство — понятие очень широкое, которое охватывает и многие классические технологии. Среди них создание полупроводниковых гетероструктур методами молекулярно-лучевой эпитаксии и CVD — химического осаждения из газовой фазы (1960-е годы), офсетная печать (ведет свою историю с XVIII века), нанесение многослойных покрытий на изделия

разными способами, возведение кирпичной стены — «камень на камень, кирпич на кирпич», даже украшение торта кремовыми розочками, которые кулинар выдавливает из кулька или специального шприца, да и сам многослойный торт тоже. Гигантская скульптура «Рабочий и колхозница» В.И. Мухиной и Б.М.Иофана (1937) — пример аддитивного производства. Метровую модель скульптуры разрезали на слои, тщательно их измерили, затем размеры пропорционально увеличили и по ним изготовили деревянные формы, по которым, в свою очередь, выгнули стальные листы для каждого слоя, а их уже сварили в готовую скульптуру. Но сейчас мы говорим о новейших аддитивных технологиях, где главная роль отведена компьютерному моделированию трех мерных деталей любой сложности и их воссозданию слой за слоем с помощью автоматических систем. Ничто не возникает на пустом месте, у всего в науке и технологиях есть предшественники. И хотя на протяжении последних 20 лет аддитивные технологии рассматриваются как нечто новое, их история насчитывает 150 лет, уходя корнями в такие области, как картография и фотоскульптура. Именно в этих областях деятельности впервые придумали разделить исходную модель на слои или фрагменты, а затем с их помощью воссоздать цельный объемный объект. В 1860 году французский скульптор Франсуа Виллем впервые сделал фотоскульптуру. Он оборудовал специальную круглую комнату, в которой был обозначен точный геометрический центр. В этот центр ставили или сажали в кресло человека, чью скульптуру предстояло сделать, и его одновременно фотографировали 24 камеры, встроенные в стены на равной высоте и равном расстоянии друг от друга. Так скульптор получал исчерпывающую информацию о модели со всех сторон и мог воссоздать её в материале. Руками, конечно, 1890 году Йозеф Блантер придумал послойный метод

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

3D Systems — это передовая американская компания, которая занимает лидирующие позиции в сфере трехмерной печати. Она функционирует с 1986 года, а штаб-квартира находится в Южной Каролине. Американский производитель изготавливает профессиональные и персональные 3D сканеры и 3D принтеры, а также занимается поставкой расходных материалов к ним.

изготовления пресс-форм для печати рельефных топографических карт, на которых видны возвышенности, низменности и горы в строгом соответствии с топографическими линиями. У истоков современного аддитивного производства стояла стереолитография. Она использовала подход, который придумал Отто Джон Мюнц в 1951 году. В установке Мюнца поршень в цилиндре смещался на маленькое расстояние и освобождал пространство для слоя, которое заполняли светочувствительным полимером. Затем полимер облучали светом так, что он застывал только на определенном участке. Следующее движение поршня — еще один слой, еще один цикл отверждения... В результате из многих слоев получалась объемная полимерная модель. Это был ключевой принцип, который лег в основу современной стереолитографии (SL). Дальнейшие усовершенствования касались технических деталей — методов сканирования модели, способов формирования слоев из разных материалов, проецирования изображения и технологий отверждения (ультрафиолет, лазерный луч, электронный пучок и т. п.). в 1984 году Чарльз Халл запатентовал технологию и основал компанию 3D Systems, которая в 1986 году начала промышленное использование стереолитографии. После изобретения принципа и его первого успешного практического использования события всегда развиваются по нарастающей. В 1985 году появляется технология ламинирования LOM (Laminated Object Manufacturing), в 1986 году — технология послойного наплавления FDM (Fused Deposition Modeling). Уже в 1990-х аддитивные технологии с использованием нагрева лазерным и электронным лучом для получения металлических объектов стали частью мирового производственного ландшафта. Поначалу технологии создания трехмерных объектов называли «быстрым прототипированием». Название никакое.

Но тут постарались студенты Массачусетского технологического института и в 1995 году предложили броский короткий термин «3D-Printing». Название понравилось, прижилось, стало модным. Хотя даже из этого названия следует, что 3D-печать лишь часть большой группы технологий, используемых в аддитивном производстве.

Завышенные ожидания Всплеск в развитии аддитивных технологий пришелся на 2009 год. По мнению Королевской инженерной академии Великобритании, он связан с окончанием срока действия одного из ключевых патентов, который описывал метод FDM с использованием плавкой пластиковой нити. В результате цены на системы 3D-печати снизились в несколько раз, а инвесторы и производители немедленно обнаружили множество достоинств в аддитивных технологиях применительно к авиационной и автомобильной промышленности, к архитектуре и строительству.

26/27

Медицина Мы стоим на пороге революции. Значение перемен могут быть сопоставимы с изобретением конвейера, который изменил существующие отрасли производства. Еще 3D-принтеры можно использовать в сочетании со сканами системы автоматизированного проектирования для распечатывания опухоли перед операцией, с тем чтобы хирурги точно знали, с чем именно им

Можно печатать машины Ну, для начала, стоит упомянуть, что с ее помощью можно печатать машины! Создатели последнего фильма о Бонде, Скайфол, наняли немецкую компанию Voxeljet, которая специализируется на 3D-печати, для создания трех моделей престижной машины Астон Мартин DB5 масштабом 1:3 для съемок аварий. Но не расстраивайтесь, одна из них уцелела и позднее была продана на аукционе Кристис почти за 100 000 фунтов.

Корпуса для мобильных устройств Меньше размером, но не менее роскошная, первая в мире модель корпуса Nokia Lumia 820 была отпечатана мастерами 3D-печати, в компании Makerbot. Меньше чем за день после того, как были переданы в работу спецификации, специалисты компании при помощи 3D-магии создали эту модель.

Протезирование Индустрия медицинского оборудования - один из крупнейших рынков в мире 3D-печати. Нужен бедренный сустав? Распечатаем! Рынок протезирования просто влюблен в 3D-технологию. Специалисты бельгийской компании Biomedics недавно имплантировали распечатанную на 3D-принтере титановую челюсть 83-летней пациентке. и это только начало!

Детали машин Подполковник авиации Энди Грин намерен побить рекорд скорости на суше, пилотируя сверхзвуковой автомобиль Bloodhound SSC, способный развивать скорость свыше 1600 км/час - автомобиль с внутренностями, выполненными на 3D-принтере. При помощи системы автоматизированного проектирования и глиняного слепка руки Грина, титановое рулевое колесо было отпечатано максимально удобным для рук бесстрашного гонщика. .

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

Новые материалы Ученые из Уорикского университета сообщили, что электронная схема может быть неотъемлемой частью 3D-напечатанных предметов, и чтобы доказать это, они изобрели материал, который называли carbomorph, а затем использовали его для создания компьютерного игрового устройства и кружки, которая знает, когда она наполнена.

Космос НАСА и исследователи Вашингтонского государственного университета работают над 3D-печатью лунной пылью. с этой технологией мы могли бы в будущем рассматривать возможность изготовления лунной базы непосредственно на месте, целиком из материалов доступных на луне. в то же время космонавты могли бы использовать эту технологию для починки и замены сломанного оборудования. Хьюстон, есть идея!

Почта Полагаете, что посылки идут слишком медленно? Файлообменник Pirate Bay недавно открыл новый раздел на своем сайте под названием «Physibles», для того, что они описывают как «объекты данных, которые физически могут стать осязаемыми». Другими словами, достаточно загрузить свои 3D-чертежи, и любой, кто получит этот файл сможет распечатать реальный предмет. Вот это называется делиться!

Компьютерные герои Но будьте осторожны: несколько любителей компьютерных игр нажили неприятности с законом когда стали использовать свои домашние принтеры для воспроизводства фигурок из Warhammer 40000. Games Workshop - создатели Warhammer - быстро вмешались в их деятельность, волнуясь о своих правах на патенты. Похоже, что следующей битвой на поле авторских прав на цифровые изделия будет борьба за физические объекты...

3D-принтеры — источник вдохновения Крис Андерсон, бывший главный редактор журнала Wired, в своей книге «Создатели» («Makers») пишет, что новая промышленная революция уже происходит благодаря наличию проектной документации в открытых источниках и 3D-печати. Многие предприятия начали ориентироваться на производство небольших партий товаров на заказ. а благодаря краудфандингу таким компаниям уже не требуется поддержка венчурных инвесторов

28/29

Парадигма

Трезвый взгляд Сколтеха Давайте посмотрим, где здесь таятся так называемые подводные камни. Стереолитография — один из самых старых и заслуженных процессов, дающий наибольшую точность в изготовлении объекта и позволяющий контролировать его параметры. Схема процесса хорошо отлажена. Сначала создают компьютерную модель объекта, затем нарезают модель в STL-формате, чтобы получить набор сечений. Этот набор передают в стереолитографический аппарат, который управляет процессом послойного формирования детали в ванне со специальным полимером. Аргоновый лазер очерчивает двумерные сечения и заставляет полимер затвердевать. Если степень полимеризации недостаточна, то готовые детали помещают в УФ-печи, чтобы уж затвердело наверняка. Если степень полимеризации недостаточна, то готовые детали помещают в УФ-печи, чтобы уж затвердело наверняка. Конечно, аддитивные технологии не универсальны. И конечно же любая технология имеет недостатки, ограничивающие и сдерживающие её применение. В таблице,расположеной, в приложениях представлен перечень технологий для аддитивного производства и материалы, которые они используют. Стереолитографию сегодня применяют для быстрого прототипирования, когда нужно изготовить пробный образец чего-либо, для изготовления пресс-форм и форм для литья. Но есть проблемы. В ванне после процесса всегда остается неизрасходованный материал, который, впрочем, функционален — он поддерживает изготавливаемую деталь «на весу». Но его придется отделять, а это время и лишний расход материала. Кроме того, сами изделия из полимера, полученные таким способом, не отличаются долговременной стабильностью, поэтому технологию не используют для серийного производства деталей. Метод послойной наплавки (FDM) тоже хорош для быстрого прототипирования. Из сопла-дозатора, движениями которого управляет компьютер, расплавленный материал (чаще всего — полилактид или акрилонитрилбутадиенстирол, то есть АВС-пластик) наносится последовательными слоями и быстро затвердевает, поскольку исходно он был нагрет всего лишь на градус выше, чем его температура плавления. При такой технологии точность изготовления детали не может быть высокой (не меньше 0,05 мм), она ограничивается размером сопла и другими факторами. Качество поверхности сильно уступает тому, что получается при литье. И, что очень важно, механическая прочность изделий оставляет желать лучшего. Дело не только в остаточных термических напряжениях, которые вызывают последующую деформацию, но и в ярко выраженной анизотропии, когда механические свойства детали разные по разным направлениям внутри материала. Струйная печать (IJP, Inkjet Printing) наносит светоотверждаемые полимерные слои (как правило, на основе акрила) при помощи пеЧто же касается архитектуры и прикладного чатающих головок с множеством сопел. Поэтому скорость печати искусства, то здесь аддитивные технологии утдовольно высока. К тому же полимер отверждается ультрафиовердились, видимо, навсегда. А как иначе создавать летовым излучением непосредственно при печати. Технология дает относительно высокую точность и хорошее разрешение. макеты новых зданий, сооружений и городов. Да Все вроде хорошо. Но изделия по своим характеристикам и скульптуру проще «отпечатать» по модели все равно проигрывают тем, что получены традиционным (можно ведь и тиражировать), чем лепить руками литьем. Они хрупкие! с материалами для этой технологии или отливать из бронзы, — дорого! тоже проблема — выбора практически нет. Так что её область применения ограничивается прототипированием и точным литьем единичных изделий. У технологий лазерного спекания (SLS, DMLS) свои трудности, хотя суть та же самая. Создается трехмерная компьютерная модель и нарезается на тонкие сечения. Специальный валик наносит на подложку слой (100 мкм) порошка (полимер, керамика, металл). Лазерный луч (мощность 25 — 100 Вт, длительность импульса 0,5 — 25 мс) очерчивает контур и спекает эту часть слоя. Затем валик наносит следующий слой порошка, и все повторяется. В чем проблемы? Проблемы в том, что в этих условиях трудно рассчитывать на полное плавление всех частиц порошка в слое, особенно если это легированный порошок. В результате получается неоднородная микроструктура материала, его механические свойства становятся хуже. Значит, деталь придется дополнительно нагревать, чтобы все там расплавилось. И зачем такая морока, если есть литье и прокат? Так, может, сделать слой потоньше, а лазер помощнее, чтобы все уж заведомо расплавилось и спеклось? Именно так и поступают при селективном лазерном спекании (SLM, Selective Laser Melting), когда работают с порошками цветных металлов — титана, алюминия и меди: толщина порошкового слоя 20 — 40 мкм, мощность лазера до 1 кВт. Но чем тоньше слой, тем больше слоев, значит, время изготовления, и без того не маленькое, сильно увеличивается. А более мощный лазер, да еще с большим количеством слоев, съедает больше энергии. Однако, пожалуй, самое главное заключается в том, что при этой технологии детали склонны давать сильную усадку, вызывая значительные остаточные напряжения в изготовленных изделиях, которые, в свою очередь, могут вызвать деформацию и даже расслоение конечного продукта. С электронно-лучевой плавкой – своя головная боль. Здесь круг используемых материалов ограничен проводящими электрический ток металлическими порошками. Сам процесс EBM выполняется в камере с глубоким вакуумом, что делает его довольно затратным, но, с другой стороны, облегчает работу с материалами, чувствительными к окислению. Пожалуй, самый неоднозначный в этом ряду – это процесс послойного изготовления объектов из листового материала (LOM). Суть его в том, что изделие собирают из отдельных листов, вырезанных лазером, которые должны быть скреплены между собой. Здесь без ручной доводки, когда нужно убирать лишний материал и зачищать хвосты, не обойтись. Плюс ограниченная точность формирования изделий, неоднородность свойств материала, проблемы с долговечностью… на первый взгляд главная область его приложения — это прототипирование. Хотя у технологии, безусловно,

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015 есть потенциал, который еще предстоит раскрыть. Подводя итог беглому экскурсу по основным аддитивным технологиям, следует признать, что количество факторов, сдерживающих распространение аддитивного производства, велико. Оборудование дорогое, материалы тоже, скорость изготовления маленькая, качество поверхности деталей таково, что необходима последующая механическая обработка, внутри детали наблюдается неоднородность свойств материала. Но главное, чего не приемлет серийное производство, — это плохая воспроизводимость, причем многоуровневая. на одной и той же установке получаются изделия с неодинаковыми характеристиками. Отличия усиливаются, если одну и ту же модель изготавливают на двух вроде бы одинаковых аппаратах одного производителя. А уж если взять оборудование от разных производителей и сделать на них модели по одному «чертежу», то различия будут еще более явными. Эта неустойчивость характеристик оборудования и продукции чрезвычайно затрудняет аттестацию и сертификацию, без которых никакое серийное производство сегодня немыслимо. Вообще, стандартизация новых технологий – глобальная проблема, которую сегодня решают уполномоченные государственные учреждения в содружестве с промышленными компаниями. Все это требует времени, усилий и ресурсов. Об этих проблемах в докладе Сколтеха написано Аддитивное производство дает больше свободы дизайнеру. В сущнодовольно обстоятельно. сти — твори, что хочешь, все возможно. Поэтому неудивительно, Спасибо авторам за трезвый что на подиум уже выходят модели в одежде из тканей, вышедших из взгляд, которого сегодня частенько не хватает миру новых 3D-печати, и в замысловатой пластиковой обуви того же происхожтехнологий. Однако перечисленные дения. Свобода проектирования распространяется и на клиентов, проблемы отнюдь не ставят крест которые могут через Интернет самостоятельно управлять дизайна аддитивном производстве. Просто ном продукта. Компания Figureprints предлагает клиентам создать надо понимать, что у любой технологии есть границы применимости. А проблемы собственного персонажа игры World of Warcraft. на то и проблемы, чтобы их решать.

Сегодня и завтра Как-то пару лет назад представители современной модной молодежи, далекие, впрочем, от мира технологий, небрежно объясняли мне, что завтра никакие старые производства не понадобятся и все их закроют, потому что буквально всё будут печатать на 3D-принтерах. «И рельсы тоже будут печатать?» — спросила я. «И рельсы тоже», – получила я уверенный ответ. «А где будут брать материал для печати?» — решила я все-таки уточнить. «Да в магазинах купят!» — ответили мне собеседники совершенно серьезно. Экономическая целесообразность и здравый смысл – вот что сдерживает распространение любых технологий. Зачем нам «аддитивные рельсы» и «аддитивные балки», если они дороже чугунного моста и в любой момент могут лопнуть? Зачем нам пластиковые бутылки и кружки, напечатанные на 3D-принтерах, если каждую надо печатать не меньше часа и стоит она соответственно гораздо больше тех, что производят серийно литьем и штамповкой? Тем не менее у аддитивного производства со всей очевидностью есть ниша, которую можно описать так: производство единичных изделий и мелких партий уникальных деталей из дорогих материалов и в тех случаях, когда стоимость станочной обработки высока. на самом деле это очень большая ниша, начиная от ремонта и восстановления деталей сложных агрегатов и индивидуальных протезов до создания уникальных деталей сложной конфигурации. Одна из сильных сторон аддитивного производства — штучное изготовление изделия любой формы. Как же это важно в медицине! и здесь аддитивное производство продвинулось довольно далеко. Сегодня методом стереолитографии успешно изготовлены и испытаны персональные сердечные клапаны, искусственные челюсти, части коленного сустава, акриловые краниопластические имплантаты (попросту — части черепа). Причем все эти детали сугубо индивидуальные, в точности повторяющие те, что приходится заменять. Два ведущих производителя слуховых аппаратов, Siemens и Phonak, применяют аддитивные технологии для изготовления индивидуальных устройств, точно соответствующих уху пациента. Компании могут сделать такие устройства за один день! Так что медицина — обширное поле для аддитивного производства, начиная с изготовления специального хирургического инструмента, индивидуальных протезов, имплантатов и заканчивая тканями и органами из клеток человека. Особый интерес к технологиям аддитивного производства проявляет авиационно-космическая промышленность. В общем-то оно и понятно. Эти отрасли требуют мелкосерийного производства высококачественных деталей, то есть штучного товара. Другое дело, что сертификационные требования здесь очень жесткие. Самолет — это не шутки, из-за поломки одной детали могут погибнуть люди. Да и на космическом корабле тоже. Тем не менее некоторые сертификаты уже выданы. Компания General Electric заявила, что готова к относительно массовому производству топливных форсунок для своего нового турбовинтового двигателя LEAP с помощью процесса DMLS из кобальтохромового порошка. Компания отметила, что может выпускать по меньшей мере 25 000 форсунок в год (одному двигателю требуется 19 форсунок). Журналисты утверждают, что компания Boeing произвела методами аддитивных технологий более 20 000 деталей, которые уже используют в военных и гражданских самолетах компании. Множество SLS-деталей установлено на нескольких версиях военных самолетов, таких, как самолет дальнего воздушного радиолокационного обнаружения и управления, модели C-40, AWACS и P-8. Ничего не поделаешь, придется работать с тем, что есть. Главное, не ставить задачу «догнать и перегнать» и «занять n% мирового рынка». Хотя и на мировом рынке Россия могла бы найти свою нишу, если бы разработала и предложила подходящие материалы для аддитивного производства — металлические или керамические порошки, например. Однако гораздо важнее подумать о внутреннем рынке. А чтобы его создать и обеспечить, необходима общенациональная программа развития аддитивного производства.

Claes, Р. et al. Modeling 3D facial shape from DNA. «PLOS Genetics», 2014, doi: 10.1371/journal. pgen.1004224 Gonzlez-Candelas, F., Bracho, M. A., Wrbel, B., Moya, A. Molecularevolution in court: analysis of a large hepatitis C virus outbreak from an evolving source.

«BMC Biology», 2013, 11, 76, doi:10.1186/1741-7007-11-76.

30/31

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

32/33

Физиология

Олимпийские травы В.Благутина

Уже в древности люди использовали стимулторы, чтобы повысить физическую работоспособность. Древнегреческие атлеты перед соревнованиями ели чеснок, семена кунжута, употребляли некоторые виды психотропных грибов. Римские гладиоаторы стали использовать морфий, амфетамины и многие другие сильнодействующие препараты.

Зачем нужны стимуляторы? Интенсивные физические упражнения — стресс для организма. Если тренированный человек с ним справляется, у него оптимизируется обмен веществ, организм адаптируется к повышенным нагрузкам, становится выносливее, наращивается мышечная масса. Если же тело спортсмена не может справиться со стрессом, то его физическая форма, наоборот, ухудшается, начинают болеть мышцы, и тренировки ничего не дают. Получается, что тренировки могут быть как положительным, так и отрицательным стрессом.

Кингстонский университет — это университет в Великобритании в юго-западной части Лондона. Основан в 1899 году как Кингстонский Технический Институт. В 1992 году получил статус университета.

Давно известно, что при отрицательном стрессе ослабляется весь организм. Вот лишь одно из подтверждений — исследование Дэвида Нимена с коллегами из Аппалачинского государственного университета (США), опубликованное в 2007 году. Они подсчитывали, как часто профессиональные спортсмены болеют респираторными заболеваниями. Профессионалов сравнивали с двумя контрольными группами — лежебоками, которые вообще не занимались физкультурой и спортом, и теми, кто занимался регулярно, однако без фанатизма — например, бегал три раза в неделю по полчаса. Оказалось, что здоровее всех третья группа, «физкультурники»: они существенно реже страдают заболеваниями верхних дыхательных путей по

сравнению с теми, кто вообще не двигается или изнуряет себя тренировками. Самое удивительное, что настоящие спортсмены болеют даже чаще, чем лежебоки. Чтобы приспособиться к нагрузкам и увеличить выносливость, спортсмены принимают в том числе различные биодобавки (БАД). Многие из них повышают иммунитет и «адаптируют» организм, помогая ему вынести тяжелый режим тренировок. Особенно привлекательны травяные БАД, поскольку многие считают, что они совершенно безвредны. Вообще говоря, мнение о полной безвредности растительных препаратов ни на чем не основано: лекарственный препарат не может быть одновременно эффективным и абсолютно безвредным всегда и для всех. Точно не известно, в каких количествах спортсмены потребляют растительные биодобавки, но, несомненно, количества эти больше, чем у обычных людей. Существуют специальные опросники, но часто в них биодобавки относят к категории «другие», поэтому цифры получаются весьма приблизительные. По различным данным, в США от 17 до 61% спортсменов заявляют о том, что они принимают биодобавки с травами. Есть основания полагать, что в России эти цифры существенно выше. Чтобы понять масштабы этой индустрии, достаточно сказать, что, по данным Американского ботанического общества, всего продажи таких биодобавок выросли в США в 2011 году на 5,5 милли-

арда долларов, и это на 4,5% больше, чем в 2010-м. В России специалисты по маркетингу утверждают, что продажи растут чуть ли не в три раза быстрее. Здесь есть некоторые факторы, которые, очевидно, действуют и за пределами профессионального спорта. Например, исследователи из Кингстонского и Бирмингемского университетов (Великобритания) выяснили, что цели, для достижения которых английские спортсмены используют ту или иную

фитодобавку, часто совершенно не соответствуют официальным показаниям к их применению. Также спортсмены не слушают рекомендаций профессиональных врачей, хотя спрашивают их чаще, чем тренера, а больше всего прислушиваются к советам товарищей по команде. Кроме того, спортсмены недооценивают побочные эффекты и полагают травяные добавки совершенно безопасными — это же все натуральное! Они готовы улучшить спортивную форму любыми способами,

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015 подробным исследованием фитопрепаратов, в том числе тех, что применяются в спортивной медицине, ученых заставляют скандальные факты.

не обращая внимания на то, как это действует на здоровье. К сожалению, последнее относится не только к английским спортсменам. Возьмем шире — не только к спортсменам...

Что в моде Алкалоиды — группа азотсодержащих органических соединений природного происхождения, преимущественно гетероциклических, большинство из которых обладает свойствами слабого основания; к ним также причисляются некоторые биогенетически связанные с основными алкалоидами нейтральные и даже слабокислотные соединения.

Университет науки и техники штата Айова, более известный как Университет штата Айова — общественный университет США, расположенный в Эймсе, штат Айова. Основан в 1858 году. До 1959 года назывался — Колледж сельского хозяйства и механики искусств штата Айова. С 1958 года университет является членом Ассоциации американских университетов. В состав университета входят 8 колледжей.

В верхних строчках топ-листа у спор тсменов всего мира — эхинацея, женьшень, потом идут традиционные чеснок, зверобой, соя, эфедра (хвойник) и другие. у нас в стране также очень популярны заманиха, левзея и лимонник. (Если смотреть популярность не у спортсменов, а у всех, то приоритеты, конечно, будут немного иными.) Что нужно спортсмену? в первую очередь увеличить физическую выносливость и силу. С этой целью применяют женьшень (виды рода Panax), сходный с ним по действию элеутерококк, который на Западе называют «сибирским женьшенем» Eleutherococcus senticosus, эфедру Ephedra sinica или золотой корень Rhodiola rosea. В этот список можно добавить якорцы стелющиеся Tribulus terrestris, которые могут улучшать силовые характеристики спортсменов. Забавно, что американские, болгарские и австралийские исследования на людях не подтвердили повышение физической работоспособности, выносливости и массы тела на фоне приема этой добавки, а российские исследования, выполненные на молодых спортсменках,занимающихся пауэрлифтингом, показали очевидный положительный эффект. Эфедру и женьшень также считают стимуляторами центральной нервной системы. Предполагается, что через нее активные вещества действуют на все другие системы, органы и ткани и таким образом помогают организму адаптироваться к нагрузкам, повышают тонус и работоспособность. Американские спортивные врачи рекомендуют сочетать их с гуараной Paullinia cupana. У нас рекомендуют заманиху Oplopanax elatus, золотой корень и лимонник Schisandra. Если нужно стимулировать иммунитет, то оптимальный выбор — скорее эхинацея Echinacea species, бузина Sambucus nigra и астрагал Astragalus species. Другие растения — якорцы, соя Glycine max и смилакс, или сассапариль (виды рода Smilax), — как считается, содержат растительные компоненты, влияющие на уровень анаболических стероидов. Есть также биодобавки, не принадлежащие к царству растений, со специфическими эффектами. К ним относят гриб кордицепс китайский Сordyceps sinensis, паразитирующий на гусеницах бабочек определенного вида — он растет в горах Тибета на высоте 4 км. Ну и спирулину, которую используют как многоцелевую пищевую добавку. Биологически активные молекулы, которые вырабатывают растения, весьма разнообразны. Многие из них относятся к так называемым вторичным метаболитам.

В отличие от первичных метаболитов, они не нужны для обеспечения развития, роста или размножения, но придают растению дополнительные свойства, повышающие его приспособленность: например, делают его несъедобным для травоядных, отпугивают насекомых. Понятно, почему именно вторичные метаболиты часто обладают биологической активностью: действовать на животных, защищая растение от врагов, — их прямая обязанность. Надо сказать, что многие растения, используемые в спортивной медицине, содержат алкалоиды. Эта группа включает в себя множество разнообразных биомолекул, объединенных по формальным признакам: наличие атома азота в молекуле, а также во многих случаях слабые основные свойства (отсюда название: alkali в поздней латыни значит «щелочь»). Аминокислоты, нуклеотиды, аминосахара к алкалоидам не относят, хотя они и содержат атомы азота. У неспециалиста слово «алкалоиды» чаще ассоциируется с выраженной физиологической активностью, проще говоря, с ядами, стимуляторами, наркотиками. Примеры алкалоидов — морфин, кокаин, никотин, кофеин, теобромин из какао и теофиллин из чая. Сюда же можно отнести гуаранин из гуараны, эфедрин или псевдоэфедрин из эфедры.

Вопросы Итак, производство и потребление травяных добавок наращивают темпы. Между тем ученые до сих пор не только не могут точно объяснить, как именно действуют эти добавки: во многих случаях они даже не могут однозначно ответить на вопрос, действуют ли они. Интерес к ним большой, и он подогревается не одним лишь сокращением списка лекарств, которых можно давать спортсменам без опасения, что они попадутся на допинге. Заняться более

Например, алкалоиды эфедры в 2004 году оказались причиной смерти двух молодых американских спортсменов. (Кстати, в США по закону 1994 года биодобавки могут продаваться без разрешения FDA.) После этого американские власти запретили производство и продажу препаратов, содержащих эфедру. Из этого растения в течение многих лет производят сосудо- и бронхорасширяющее средство, которое так и называется эфедрин. До этого случая препараты на основе эфедры были очень популярны как БАД для похудания, да и сейчас их рекламу можно найти в Интернете. В нашей стране у алкалоидов эфедрина и псевдоэфедрина дурная слава. Оба они сами по себе обладают довольно слабым психостимулирующим действием, но входят в список прекурсоров (предшественников) наркотических средств, и вполне заслуженно: в конце цепочки реакций может быть, например, метамфетамин. За три года до скандала с эфедрой произошел скандал с добавками, содержащими каву-каву, или перец опьяняющий (Piper methysticum), традиционно используемую как успокоительное и тонизирующее средство. Её запретили и в США, и в Европе, обвинив в том, что она была причиной тяжелейших заболеваний печени. С тех пор каву-каву вроде бы реа-

билитировали — виновными оказались производители, которые использовали не корень, а листья и стебель растения, но во многих странах она по-прежнему запрещена, в том числе и у нас. Многие вопросы пока не имеют однозначного ответа. Подтвержден ли заявленный эффект растительного препарата не только историей применения в народной медицине, но и клиническими испытаниями? Применяют ли спортсмены БАД в дозах, указанных на упаковке, так, как прописал доктор или как посоветовал товарищ? Какие требования надо предъявлять к этим добавкам? Как лучше спланировать эксперимент, чтобы ответить на эти вопросы, и какие трудности подстерегают исследователей? Исследований эффективности растительных добавок довольно много, причем большинство используют те, которые свободно, без рецепта продаются на родине ученых. Задача перед ними стоит

34/35

Соревнования по стендовой стрельбе на Олимпийских играх проводятся с 1968 года, и женщины принимали в них участие наравне с мужчинами. Однако ни одна из них не могла выиграть медаль, поэтому ещё до Олимпиады-1992 в Барселоне МОК решил ограничить женщинам участие в данной дисциплине на Олимпиаде 1996.

Во время Australian Open 1998 года сёстры Серена и Винус Уильямс заявили, что могут обыграть любого мужчину, который занимает в рейтинге ATP не выше 200 места. Карстен Браш, бывший в то время 203-й ракеткой, принял вызов. в первом сете он выиграл у Винус 6-2, во втором у Серены 6-1. После матча он добавил, что особо не напрягался и играл примерно на уровне 600 места рейтинга.

В 1992 году Литве катастрофически не хватало денег для отправки спортсменов на Олимпийские игры в Барселоне, и звезда НБА Шарунас Марчюлёнис сам занимался поиском спонсоров, чтобы баскетбольная команда смогла туда поехать. Самым неожиданным откликом был чек на 5 тысяч долларов от рок-группы Grateful Dead.

Соревнования по стендовой стрельбе на Олимпийских играх проводятся с 1968 года, и женщины принимали в них участие наравне с мужчинами. Однако ни одна из них не могла выиграть медаль, поэтому ещё до Олимпиады-1992 в Барселоне МОК решил ограничить женщинам участие в данной дисциплине на Олимпиаде 1996.

Во время Australian Open 1998 года сёстры Серена и Винус Уильямс заявили, что могут обыграть любого мужчину, который занимает в рейтинге ATP не выше 200 места. Карстен Браш, бывший в то время 203-й ракеткой, принял вызов. в первом сете он выиграл у Винус 6-2, во втором у Серены 6-1. После матча он добавил, что особо не напрягался и играл примерно на уровне 600 места рейтинга.

У канадца Терри Фокса в 19 лет диагностировали рак кости и ампутировали ногу выше колена. Тогда он задумал проект для помощи всем больным раком «Марафон надежды», намереваясь пересечь всю страну и собрать хотя бы по доллару с каждого канадца.

С 1890 по 1913 годы в Англии существовала любительская команда по крикету, в которой поиграли Редьярд Киплинг, Герберт Уэллс, Артур Конан Дойль, Пэлем Вудхауз, Джером Клапка Джером, Алан Милн и множество других литераторов

Древнегреческий атлет Аррихион из Фигалии несколько раз становился олимпийским чемпионом по панкратиону — смеси бокса и борьбы. Свою последнюю победу он одержал, будучи уже мёртвым.

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

36/37

непростая. Обычно работы включают описание добавки — её состав, режим дозирования, методы, с помощью которых оценивают эффективность, — проверяют, например, как спортсмены переносят аэробные нагрузки или как возрастает сила во время анаэробных тренировок. Но в исследованиях зачастую не указаны химический состав добавок, их происхождение, каким образом получались активные вещества. В итоге результаты не воспроизводятся или с трудом поддаются интерпретации, исследования трудно сравнивать между собой. В разных публикациях, посвященных одному и тому же лечебному растению, выводы могут противоречить друг другу: на каждое исследование, подтверждающее эффективность, как правило, найдется другое, её опровергающее. Соответственно никакой предсказательной силы эти исследования не имеют. Почему так происходит?

Ответы Чтобы разобраться с растительными БАД, Дэвид Сенчина из Университета Дрейка и его коллеги из Университета Айовы (США) собрали междисциплинарную команду, включающую ботаников, химиков, физиологов и медиков, и придумали модель с учетом основных факторов, способных повлиять на эффективность фитопрепаратов. Модель назвали «от семян до потребителя». Оказалось, что вид растения (в медицине используют несколько видов женьшеня или эхинацеи; для ботаника это разные растения, а многие потребители даже не интересуются, какой именно женьшень), место, где его собрали, из каких частей растения получали активные вещества и какими методами — все это может быть причиной разнобоя в клинических результатах. Вот только два показательных примера — те же эхинацея и женьшень. Считается, что эхинацея поднимает

иммунитет и уменьшает частоту заболеваемости респираторными инфекциями, поэтому спортсмены пьют ее, чтобы нивелировать разрушительное действие тренировок на организм. на самом деле род эхинацея включает около десяти разных видов растений, и чаще всего используют эхинацею пурпурную Echinacea purpurea. Биологически активные компоненты эхинацеи — фенилпропаноиды (эхинакозид, цикориевая кислота), полисахариды и алкиламиды. Соотношение и количество этих соединений зависят от вида и от того, из какой части растения они получены. В корне содержится максимальное количество целебных соединений, но производители часто предпочитают собирать листья и стебли, поскольку после этого они вырастают снова и удается собрать несколько урожаев. Было опубликовано только пять исследований применения эхинацеи у спортсменов. Все они были связаны главным образом с аэробной нагрузкой — то есть такой, при которой мышечные дви-

жения совершаются за счет энергии, полученной при окислении глюкозы кислородом. Эта нагрузка отличается сравнительно большой продолжительностью (5 минут и более), при этом упражнения имеют

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

Изменения, которые удалось зафиксировать у спортсменов с аэробной нагрузкой, принимающих эхинацею и женьшень.

Лейкоциты

Цитокины

Иммуноглобулины

Показывают, как работает иммунная система; их количество не изменилось.

Важнейшие сигнальные молекулы иммунной системы, их вырабатывают лейкоциты. Некоторых стало больше, других — меньше.

Молекулы, которые производят лейкоциты. Их присутствие в мукусе и слюне — первая линия обороны организма. в слюне повысилось содержание иммуноглобулина А.

Гемоглобин

Гематокрит

Аэробные нагрузки

Обеспечивает перенос кислорода в ткани. Его колличество не изменилось.

Часть объёма крови, приходящаяся на эритроциты. Его колличество не изменилось.

Максимальное содержание кислорода, экономичность бега повысилась. Поднялся уровень двух гормонов: кортизола (стресс и метаболизм) и эритропоэтина (контролирует выработку эритроцитов).

Лейкоциты

Цитокины

Иммуноглобулины

Колличество лейкоцитов не изменилось.

Существенных изменений не зафиксировано. в некоторых исследованиях цифры такие же, как и в контроле.

Колличество иммунноглобулина в слюне увеличилось. Показатель состояния мускулов — фермент креатинкиназа (катализирует синтез креатинфосфата, который расходуется при повышении физических нагрузок).

— есть результат

— нет результата

динамический повторяющийся характер — бег, ходьба, велосипед, активные игры и пр. Аэробикой называлась модная в 80-е годы ХХ века разновидность гимнастики — быстрое выполнение упражнений под ритмичную музыку. об анаэробных нагрузках, при которых мышцы получают энергию за счет распада «топливных» веществ без участия кислорода, мы поговорим дальше; типичный пример — силовая подготовка. Работа Алоиза Берга из Университета Альберта Чтобы приспособиться Людвига (Фрайбург, к нагрузкам и увеличить Германия) показывает, после приема в тевыносливость, спор- что чение четырех недель тсмены принимают эхинацеи пурпурной до в том числе различные и после интенсивных (триатлон биодобавки (БАД). тренировок или спринтерский велотренажер) у спортсменов снижаются частота и длительность респираторных инфекций. Это же частично подтвердили биохимические показатели.

Увеличилось содержание в слюне иммуноглобулина а, выросло также содержание кортизола (гормона, ответственного за стресс и метаболизм) и эритропоэтина (контролирует выработку эритроцитов). Улучшился показатель аэробных тренировок VO2 max , или максимальная способность организма поглощать кислород воздуха, — это стандартный тест, который характеризует физическую форму человека. Количество лейкоцитов, как и других клеток крови, непосредственно связанных с иммунной системой, не изменилось, однако предположительно изменилась их активность. Цитокины вели себя по-разному: одних стало больше, других меньше. Поскольку цитокины выполняют комплексные функции, сложно сказать, насколько эти изменения полезны для спортсмена. Количество эритроцитов, гемоглобин и гематокрит не менялись. Сходные данные получил

Роланд Шупс из «Bioforce AG» (Швейцария). Другая группа исследователей, из Университета Техаса (США), также исследовала различные показатели спортсменов на фоне приема эхинацеи. После четырех недель приема по сравнению с контрольной группой улучшились общие показатели аэробных тренировок — максимальное потребление кислорода, эффективность его использования — и возросло количество эритропоэтина. Тем не менее у испытуемых также не изменялись количество эритроцитов, уровень гемоглобина и гематокрит. Этот факт ученые затрудняются объяснить — при улучшении показателей аэробных тренировок вроде бы должны меняться и связанные с ними показатели крови.

38/39

Публицистика

Дорогой внук, учи наизусть... Умберто Эко

Мой дорогой внук! Я не хотел бы, чтобы это рождественское письмо звучало слишком наставительно, в духе Де Амичиса, и проповедовало бы любовь к нашим ближним, родине, человечеству и тому подобным вещам. Ты не стал бы к этому прислушиваться (ты уже взрослый, а я слишком стар), так как система ценностей настолько изменилась, что мои рекомендации могут оказаться неуместными. Итак, я хочу дать только один совет, который может пригодиться тебе на практике сейчас, когда ты пользуешься своим планшетом. Я не стану давать тебе совет не заниматься этим из страха показаться глупым стариком. Я ведь и сам им пользуюсь. В крайнем случае, Я хочу дать только один совет, могу посоветовать тебе не задерживать внимание на сотнях порнографических я говорю о потере памяти. сайтов, демонстрирующих сексуальные <…> Но я не об этом хотел с тобой говорить, а о болезни, которая поразила твое и предыдущее поколение, которое уже учится в университетах. Я говорю о потере Получив справку, старайся запомпамяти. Это правда, что если ты захочешь узнать, кто такой Карл Великий или где нить её содержание, чтобы не иснаходится Куала-Лумпур, то ты сможешь нажать на кнопку и тотчас узнать все из кать вторично, когда эти знания Интернета. Делай это, когда тебе нужно, но, получив справку, старайся запомнить тебе понадобятся. её содержание, чтобы не искать вторично, когда эти знания тебе понадобятся в школе, например. Плохо то, что понимание того, что компьютер может в любой момент ответить на твой вопрос, отбивает у тебя желание запоминать информацию. Этому явлению можно привести следующее сравнение: узнав, что с одной улицы до другой можно добраться на автобусе или метро, что очень удобно в случае спешки, Если ты перестанешь ходить, то пречеловек решает, что у него больше нет необходимости ходить пешком. Но если ты вратишься в человека, вынужденного перестанешь ходить, то превратишься в человека, вынужденного передвигаться передвигаться в инвалидной коляске. в инвалидной коляске. О, я знаю, что ты занимаешься спортом и умеешь управлять своим телом, но вернемся к твоему мозгу. Память подобна мускулам твоих ног. Если ты её перестанешь упражнять, то она Память подобна мускулам твоих станет дряблой, и ты превратишься в идиота. Кроме того, все мы в старости рискуем ног. Если ты её перестанешь упражзаболеть болезнью Альцгеймера, и один из способов избежать этой неприятности заключается в постоянном упражнении нашей памяти. Вот в чем заключается мой ренять, то она станет дряблой, и ты цепт. Каждое утро выучивай какое-нибудь короткое стихотворение, как заставляли превратишься в идиота. Кроме нас делать в детстве. Можно устраивать соревнование с друзьями на лучшую память. того, все мы в старости рискуем заЕсли тебе не нравится поэзия, то ты можешь запоминать состав футбольных команд, болеть болезнью Альцгеймера, и один но ты должен знать игроков не только команды Римского клуба, а также их состав из способов избежать этой неприятв прошедшие времена (представь, что я помню имена игроков Туринского клуба, бывших на борту самолета, потерпевшего крушение на холме Суперга. Состязайтесь ности заключается в постоянном в том, кто лучше помнит содержание прочитанных книг. Выясни, помнят ли твои друупражнении нашей памяти. зья имена слуг трех мушкетеров и д’Артаньяна… а если ты не хочешь читать «Трех мушкетеров», то проделай подобную игру с той книжкой, которую ты прочел. Это кажется игрой, да это и есть игра, но ты увидишь, как твоя голова наполнится персонажами, историями и самыми разными воспоминаниями. Ты спросишь, почему когда-то компьютер называли электронным мозгом. Это потому, что он был задуман по модели твоего мозга, но у человеческого мозга больше связе й, чем у компьютера. Мозг — это такой компьютер, который Мозг — это такой компьютер, который всегда с тобой, его возможности расширяются всегда с тобой, его возможности расшив результате упражнений, а твой настольный компьютер после продолжительного ряются в результате упражнений. использования теряет скорость и через несколько лет требует замены. А твой мозг может прослужить тебе до 90 лет, и в девяносто лет, если ты будешь его упражнять, ты будешь помнить больше, чем помнишь сейчас. он к тому же бесплатный. <…> Наступит день, и ты состаришься, но ты будешь чувствовать, что прожил тысячу жизней, как если бы ты участвовал в битве при Ватерлоо, присутствовал при убийстве Юлия Цезаря. А другие твои друзья, не стремящиеся обогатить свою память, проживут только одну собственную жизнь, монотонную и лишенную больших эмоций.

Наступит день, и ты состаришься, но ты будешь чувствовать, что прожил тысячу жизней.

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

40/41

Физиология

Занятия спящего мозга Кандидат биологических наук Н.Л.Резник

Сон — состояние, присущее большинству животных, в том числе и беспозвоночным. Даже морские млекопитающие, для которых уснуть — значит захлебнуться, спят каждым полушарием по очереди. Во сне повышается уровень анаболических процессов и снижается катаболизм. Сон в норме происходит циклически, примерно каждые 24 часа. Эти циклы называют циркадными ритмами. Сон жизненно необходим, бессонница убивает и животных, и людей. Веками ученые пытаются понять, почему это происходит, и в гипотезах не было и нет недостатка. В этой статье мы расскажем о трех.

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

А в этот самый день у Кенги было ужасно хозяйственное настроение. Она решила везде навести порядок и сосчитать все белье и выяснить, сколько осталось у нее кусков мыла, и сколько у Тигры осталось чистых салфеток, и сколько у Ру осталось чистых передников... Глимфатическое половодье Представления специалистов о назначении сна изменяются по мере развития методов прижизненного исследования мозга. К ним относятся в том числе магнитно-резонансная томография и двухфотонная лазерная микроскопия, которые позволяют наблюдать за перемещением жидкостей и веществ в живых тканях в реальном времени. Суть двухфотонной лазерной микроскопии заключается в том, что в мозг вводят краситель, флуоресценцию Представления специали- которого периодически стов о назначении сна изме- возбуждают двумя фотоняются по мере развития нами, энергия каждого из методов прижизненного которых меньше энергии, для возбужисследования мозга. К ним необходимой дения флуоресценции. относятся в том числе Молекула засветится лишь магнитно-резонансная то- в том случае, если в нее мография и двухфотонная попадут оба фотона, а пролазерная микроскопия. изойти это может только в фокусной плоскости микроскопа. Метод позволяет получить четкое изображение тканей на глубину до нескольких сотен микрон, и можно без помех наблюдать за распространением светящейся жидкости. Правда, чтобы исследовать таким образом мозг лабораторного животного, приходится проделывать в черепе окошечко для освещения флуоресцентных молекул. Но ничего, делают, потом закрывают его специальным стеклом, вживляют электроды и канюли для введения красителя, и грызуны живут со всем этим оборудованием в голове, а время от времени их помещают на часок на столик микроскопа и наблюдают.

Рочестерский университет — частный исследовательский университет США, расположенный в Рочестере, штат Нью-Йорк. в состав университета входят 6 школ, в том числе престижная Истменовская школа музыки.

В результате подобных экспериментов специалисты Университета Медицинского центра Рочестера (США) под руководством Мейкен Нейдегаард обнаружили «глимфатическую» систему — специфические каналы для течения спинномозговой жидкости. Исследователи предположили, что система служит для очистки мозга от вредных веществ, которые накапливаются в межклеточном пространстве в результате обменных процессов. Что такое лимфатическая система, знают все. Лимфа вбирает в себя вред-

ные продукты метаболизма тканей из межклеточной жидкости; её сосуды открываются в вены, по которым все собранные «отходы» попадают в печень и почки и выводятся из организма. Чем активнее происходит в ткани обмен веществ, тем лучше в ней развита лимфатическая сеть. Но в мозге лимфатических сосудов нет, меж тем его метаболическая активность очень высока, а нейроны и глия чувствительны к внешним воздействиям. Именно с накоплением продуктов клеточной жизнедеятельности связывают развитие нейродегенеративных заболеваний, таких, как болезнь Альцгеймера. По мнению специалистов, основная часть патогенных белков разрушается внутри клеток мозга, однако много вредных молекул оказывается в межклеточном пространстве, и от них тоже надо избавляться. Роль очищающего раствора могла бы играть спинномозговая жидкость (СМЖ). Она высачивается из сосудистого сплетения, протекает через желудочки мозга, омывает его поверхность и снова возвращается в кровоток. Но сквозь толщу мозговой ткани ей пройти трудно, поскольку специальных сосудов для нее там нет, а диффузия идет очень медленно. Оказалось, однако, что специальный скоростной путь для СМЖ все-таки существует. Спинномозговая жидкость поступает в мозг из субарахноидального пространства — полости между двумя мозговыми оболочками — и движется вдоль артерий. Сосуды окружены отростками глиальных клеток астроцитов, образующими вокруг артерий сеть, подобно тому как ветви тенистой аллеи смыкаются над дорогой. на мембранах этих выростов расположены белки аквапорины (AQP4), которые быстро пропускают в клетки молекулы воды. Через эти поры СМЖ попадает в клетку и движется от астроцита к астроциту, обмениваясь по дороге молекулами с межклеточной жидкостью. В конце концов этот «мусорный» поток достигает сосудов венозной системы и, двигаясь вдоль них, попадает в лимфатические сосуды шеи, а оттуда в печень, где отходы мозговой деятельности постигает общая участь. Поскольку отсутствие гена AQP4 у генетически модифицированных мышей на 65% ухудшает вымывание бета-амилоидов из межклеточной жидкости, исследователи предположили, что именно течение СМЖ обеспечивает

очистку мозга от лишних продуктов клеточной активности. С помощью магнитно-резонансной томографии они показали, что таким путем покидают мозг от 40 до 80% крупных белков. Эту систему исследователи назвали глимфатической за её зависимость от аквапоринов глиальных клеток и за очищающую функцию, которая роднит ток СМЖ с лимфатической системой периферических тканей. Благодаря глимфатической системе нет необходимости организовывать в мозге отдельную мусоросжигающую фабрику, отходы его жизнедеятельности поступают в общий центр утилизации. Специалисты нередко связывают очистку мозга со сном. Некоторые белки, присутствующие в межклеточном пространстве ЦНС и подлежащие удалению, в частности, бетаамилоиды, тау-белки и синуклеины, вызывают нейродегенеративные расстройства, которые возникают в том числе и при нарушениях сна. Известно, что эти вредные вещества накапливаются во время бодрствования, у спящих людей и животных их межклеточная концентрация меньше, а при бессоннице особенно высока. Возможно, бессонница связана с повышенным уровнем бета-амилоидов. Мейкен Нейдегаард и ее сотрудники проверили альтернативную гипотезу, согласно которой очистка от бета-амилоидов более эффективно происходит во время сна и глимфатические процессы находятся под контролем цикла «сон-бодрствование». Исследования глимфатической системы проводили на анестезированных мышах. Удобно, когда животное на столике микроскопа мирно спит. Но теперь ученые наблюдали мышей в трех состояниях: бодрствующих, спящих естественным сном и усыпленных смесью кетамина и ксилазина. Эксперимент организовали так, чтобы наблюдать течение СМЖ в двух разных состояниях активности мозга у одной и той же мыши. Поскольку предстояло работать с бодрствующими животными, их заранее приучили к лежанию на столике микроскопа, а объем и скорость введения красителей подобрали такие, чтобы не повлиять на поведение грызунов. Состояние сна или бодрствования мыши во время эксперимента постоянно контролировали с помощью ЭЭГ и электромиографии, которая определяла тонус шейной мышцы (во

42/43

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

44/45

сне она расслаблена). Далее, когда мы будем говорить о сне, имеется в виду его медленная фаза. Значительную часть дня мыши спят. Около полудня спящему грызуну вводили в большую цистерну мозга краситель флуоресцеин-изотиоцианат, ФИТЦ, обладающий сильной желто-зеленой флуоресценцией, и в течение получаса наблюдали за его прохождением по мозгу с помощью двухфотонного лазерного микроскопа. Затем мышь будили, бережно коснувшись рукой хвоста, и повторно вводили другой краситель такого же молекулярного веса — техасский красный. Оказалось, что при бодрствовании поток спинномозговой жидкости сокращается примерно на 95%. Ученые повторили эксперименты с другой группой мышей. на сей раз они начали вечером, когда мыши бодрствовали, и во все время наблюдения трогали зверя за хвостик, чтобы он не заснул в неподвижности. Судя по распределению ФИТЦ, спинномозговая жидкость медленно омывала поверхность коры, практически не проникая вглубь. Спустя полчаса животных усыпили, ввели другой краситель, и он устремился в глубь мозга с такой же скоростью, что и при естественном сне. Почему у мышей, спящих не важно по какой причине, резко возрастает ток СМЖ? В бодрствующем мозге давление крови и пульсация артерий сильнее, чем в спящем, поэтому разница в скоростях не может быть связана с пульсацией сосудов. Другое объяснение заключается в том, что во сне расширяется межклеточное пространство и жидкость по нему циркулирует свободнее. Активность нейронов сопровождается увеличением концентрации внеклеточных ионов калия, клетки из-за этого набухают, а пространство между ними сокращается. Эксперименты подтвердили, что у бодрствующих мышей объем межклеточного пространства составляет 3 — 15%, а у спящих 22 — 24%, то есть разница превышает 60%. Когда животные не спят, ткань мозга сопротивляется потоку жидкости и затрудняет её движения, а следовательно, и удаление вредных молекул. И действительно, меченые бета-амилоиды, введенные в кору мозга, во время сна покидают её почти в два раза быстрее, чем при бодрствовании. Поскольку на величину глимфатического потока влияет не только естественный сон, но и анестезия, она должна быть связана не с циркадными ритмами, а скорее с состоянием «сон-бодр-

ствование». Возможно, изменение объема межклеточного пространства регулируют нейромедиаторы, вызывающие возбуждение. Первым кандидатом на эту роль стал норадреналин, который ответствен за пробуждение коры, а также регулирует активность мембранного транспорта и работу каналов, отвечающих за объем клеток, в периферийных тканях, таких, как почки и сердце. Исследователи ввели бодрствующим мышам смесь антагонистов к норадреналиновым рецепторам. Антагонисты связываются с рецепторами, и норадреналину сесть уже некуда, поэтому клетки его сигналы не воспринимают. В этих условиях поток СМЖ возрос до уровня, сравнимого с таковым у спящих животных, а объем межклеточного пространства увеличился с 14,3 до 22,6%. Ученые полагают, что норадреналин стимулирует нейронную активность, которая, в свою очередь, влияет на объем межклеточного пространства. Чтобы выяснить в деталях механизм расширения межклеточного пространства во сне, при анестезии или блокаде норадреналиновых рецепторов, еще нужны эксперименты. Как эта гипотеза объясняет засыпание?

Для эффективной перекристаллизации мембраны очень важно чередование медленного и быстрого сна, сопряженного с чередованием пониженной и повышенной температуры. В прохладном сне запускается «перекристаллизация» и удаляется часть материала, оставшегося в жидком состоянии и содержащего примеси. Потерянный материал необходимо восполнить.

Гарвардский университет — один из самых известных университетов США и всего мира, находится в городе Кембридж (входит в состав Бостона), штат Массачусетс. Гарвард — старейший из университетов США, был основан 8 сентября 1636 года. Назван в честь английского миссионера и филантропа Джона Гарварда. Хотя он никогда официально не был связан с церковью, в колледже обучалось главным образом унитарное и конгрегационалистское духовенство.

Физиология

Поскольку очистка мозга происходит в режиме «сон», логично предположить, что в это состояние он переходит, когда в нем накапливаются вредные метаболиты. Еще в конце 1990-х годов финская исследовательница Тарья Поркка-Хейсканен, с недавнего времени Стенберг, и ее коллеги из Гарвардской медицинской школы предположили, что переключателем служит аденозин — метаболит нейральной и глиальной активности. Его концентрация в бодрствующем мозге выше, чем в спящем, а при искусственном нарушении сна еще выше. Но стоит заснуть, и она быстро падает. Работа исследователей из Медицинского центра Рочестера объясняет, почему возможно быстрое восстановление: из-за мощного потока СМЖ. Итак, в период бодрствования в мозге накапливаются вещества, которые необходимо своевременно удалять.

Понятно, что уборкой удобнее заниматься, когда никого нет дома. И вот мозг минимизирует активность нейронов и включает проточную систему очистки на полную мощность. Даже кратковременного сна бывает достаточно, чтобы «промыть мозги». Однако есть и другая теория, согласно которой во сне активность мозга не уменьшается, а переключается на другие объекты. Возможно, дело в том, что нагревание приводит к расширению сосудов рук и ног, представляющих собой эффективные теплообменники.

Висцеральное

Во время бодрствования наш мозг занят анализом сигналов, поступающих из внешней среды, и реакцией на эти сигналы. Но есть еще и внутренние органы. Днем они действуют в автоматическом режиме: животное дышит, его сердце бьется, кишечник и желудок сокращаются, пищеварительные железы выделяют ферменты. Однако и эти функции нуждаются в периодическом контроле мозга. Доктор биологических наук И.Н.Пигарёв, ведущий научный сотрудник Института проблем передачи информации им. А.А.Харкевича РАН, предлагает висцеральную гипотезу сна, согласно которой нейроны спящего мозга перестают реагировать на внешние сигналы, чтобы переключиться на анализ информации от внутренних (висцеральных) органов. Не случайно животные и люди выбирают для сна мягкие, темные и тихие места, где их не беспокоят шум, свет и горошина под периной. Во время висцерального обследования мозг не должен отвлекаться на сигналы от внешних рецепторов в кору, он на них не реагирует. Мышцы во время сна расслаблены, спящий вял и неконтактен, однако нейроны его коры при этом активны. Согласно классическим представлениям, кора разделена на специализированные зоны: зрительные, слуховые, двигательные. И трудно представить, чтобы нейроны, ответственные за об-

работку зрительных сигналов, анализировали также информацию, поступающую из кишечника. Чтобы проверить это предположение, автор гипотезы сравнил реакцию одних и тех же отделов коры на разные стимулы во время сна и бодрствования. Оказалось, что нейроны коры кошки, которые при бодрствовании отвечали на зрительные сигналы или контролировали движения передних лап, в период медленного сна реагируют на электрическую стимуляцию желудочнокишечного тракта, причем эта стимуляция не будит кошку, а делает её сон более глубоким. Сразу после пробуждения и зрительные, и соматосенсорные нейроны возвращались к своим первоначальным функциям, не отвечая больше на висцеральные сигналы. Аналогичным образом вели себя нейроны зрительной коры обезьяны, а также зрительной и соматосенсорной коры кроликов.

Российская академия наук (РАН) — государственная академия наук Российской Федерации, крупнейший в стране центр фундаментальных исследований. Основной целью деятельности Российской академии наук является организация и проведение фундаментальных и прикладных научных исследований по проблемам естественных, технических, гуманитарных и обществен-

Если перекристаллизация мембран происходит в фазе медленного сна, очевидно, что синапс в это время работать не может: передача сигнала происходит, когда ионы кальция индуцируют отвердение жидкой мембраны, а если она и так уже находится в твердом состоянии, нейрон не среагирует на полученный сигнал и не сможет передать его дальше.. Но не все функции мозга нуждаются в высокой скорости передачи.

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

Значительная доля знаний о функциональной организации нервной системы была получена именно с помощью метода электрической стимуляции, поэтому сведения, добытые таким способом, можно считать вполне достоверными. Однако современные технологии позволяют исследовать активность нейронов, не прибегая к искусственным стимулам. К исследованию подключились специалисты лаборатории кортиковисцеральной физиологии Института физиологии им. И.П.Павлова и вживили кошкам в гладкомышечные стенки желудка и двенадцатиперстной кишки регистрирующие электроды, позволяющие записывать естественную миоэлектрическую активность этих органов. Полученные данные сопоставили с активностью нейронов коры. Оказалось, что в состоянии бодрствования исследованные нейроны на сокращения желудочно-кишечного тракта не откликаются. Зато в периоды медленного сна электрические импульсы значительной части нервных клеток коры совпадают по времени с миоэлектрической активностью, вызванной сокращениями желудка и двенадцатиперстной кишки. При этом они реагируют на заполнение кишечника. Когда кошкам через фистулы непосредственно в желудок

вводили воду, сон животных был более глубоким и длительным, и активность нейронов коры отличалась от той, которую регистрировали у спящих кошек напустой желудок. Все доказательства того, что корковые нейроны анализируют сигналы от внутренних органов, были получены в период медленного сна. Однако он чередуется с быстрым, более глубоким, чем медленный. По мнению Ивана Николаевича Пигарёва, мозг занимается обработкой висцеральной информации и в медленном, и в быстром сне. Во время медленной фазы он анализирует деятельность ритмично работающих органов пищеварения, дыхания и сердца. Их ритмическая активность в результате интерференции определяет медленные волны корковой ЭЭГ. Затем сканирование переходит к органам, не имеющим очевидной ритмики: печени, почкам, сосудистой системе, мышцам и сухожилиям. Наконец мозг должен и сам себя обследовать. Так что сон можно рассматривать как единый процесс анализа всех висцеральных систем организма.

Упрощенная схема работы мозга в режиме «сонбодрствование» представлена на рис. 3. В период бодрствования нейроны коры заняты анализом внешних сигналов, пути, по которым поступает информация от внутренних органов, заблокированы, а внутренние органы работают под контролем автономной нервной системы. Но со временем эта система перестает справляться с ситуацией, и появляется необходимость в контроле со стороны коры. Висцеральные органы постоянно сравнивают свое состояние с эталонным и посылают сигналы о несоответствии на специальные нейроны, откуда они поступают в мозг. Мозг воспринимает их как чувство усталости, и организм старается заснуть. Во сне у коры появляется возможность перераспределить информационные потоки: отключить внешние каналы и сосредоточиться на связи с внутренними органами. Когда все висцеральные параметры приведены в норму, мозг переключается в режим бодрствования, и спящий пробуждается. В роли переключателей выступают

Енин Г.А., Катанаев В.Л., Крючков М.В., Озерова А.Н., Сергеев А.В., Тимченко А.А. Поиск и изучение новых наноструктурных покрытий на поверхности глаз различных насекомых. Тезисы Четвертой региональной конференции «Молодежные научно инновационные проекты Московской области», Жуковский — Пущино, 22—23 ноября 2012 года, с. 44—45.

химические синапсы, работа которых зависит от многих условий, в том числе от предыдущей активности нейронов. В результате в переключении информационных потоков возникают сбои, которые могут привести к неприятным последствиям. Например, если на двигательные отделы коры, которые еще не отключились от мотонейронов спинного мозга, начнут поступать сигналы от внутренних органов, они вызовут сокращения мышц, например движения конечностей, которые будят засыпающего человека. Такое нарушение хорошо известно как синдром беспокойных ног, но от него есть лекарства. Они позволяют углубить сон в период засыпания, и этого достаточно, чтобы предотвратить возникновение бесконтрольных движений. Когда человек заснет, сигналы от внутренних органов перестанут поступать в спинной мозг и вызывать беспокойство. Возможно, что сигналы висцеральной системы попадают из коры в еще не полностью отключенный или преждевременно пробуждающийся блок сознания. Сознание — это функция бодрствования, во сне и под наркозом оно отключается. Какие именно нейроны за него отвечают, пока можно лишь предполагать, но ясно, что внутренние органы в сознании не представлены. Их активность сознание воспринимает как шум, а шум прежде всего возбуждает нейроны, имеющие самые низкие пороги ответа, то есть те, которые недавно работали. Вероятно, именно благодаря внеурочной активности этих нейронов мы видим сны, предметом которых становятся события, занимавшие нас в состоянии бодрствования. Смотреть сны интересно, но, если блокировка сознания во время сна нарушена серьезно, человек страдает от ночных кошмаров. В случае несинхронного включения разных систем, когда сознание уже проснулось, а моторная зона еще спит, человек, пробудившись, некоторое время не может пошевелиться (паралич сна). Обратная ситуация, при которой зона поведения и двигательной активности проснулись, а сознание еще заблокировано, порождает сомнамбулизм. Человек ходит с открытыми глазами, его движения осмысленны и хорошо скоординированы, потом он засыпает, а проснувшись, совершенно не помнит, что перепрятал Лунный камень. Как эта гипотеза объясняет засыпание? В бодрствующем организме внутренние органы работают под местным контролем

46/47

Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН — учреждение Российской академии наук. Институт проводит фундаментальные и прикладные исследования в области теоретической и экспериментальной биофизики. в настоящее время в состав института входят 23 лаборатории.

Физиология

автономной нервной системы. Однако эта система не может самостоятельно решать все возникающие проблемы, и постепенно текущие параметры работы внутренних органов отклоняются от генетически заданных норм. Это рассогласование будет вызывать ощущение усталости или давление сна. Если окружающая обстановка допускает переход ко сну, животное или человек отдастся Морфею при первых признаках усталости, а корковые зоны будут анализировать причины возникших проблем и искать пути их устранения. Если же условия неблагоприятные — шумно, тревожно, неотложные дела, — организм борется со сном. В такой ситуации велика вероятность, что отдельные зоны коры все-таки заснут при сохранении внешне бодрого состояния организма («Neuroreport ». 1997, 8, 11, 2557-2560). При этом ни сам человек, ни окружающие его люди не замечают, что часть мозга отключилась от обслуживания поведения. Если выполняемая при этом работа несложна, возникновение локального сна может пройти безболезненно. Но в тех случаях, когда человек занят важным делом, связанным с принятием сложных и быстрых решений, локальный сон приведет к драматическим последствиям. Видимо, именно локальный сон становится причиной техногенных катастроф, дорожных происшествий и медицинских ошибок, вероятность которых возрастает в ночное время. Положения висцеральной гипотезы сна подтверждают многочис-

ленные эксперименты, проведенные за последние двадцать лет на кошках, обезьянах и кроликах. Но есть и другие предположения о том, зачем нужен сон, не менее убедительные.

Холодная голова Доктор физико-математических наук Д.П. Харакоз, много лет проработавший в Институте теоретической и экспериментальной биофизики РАН, предложил фазово-переходную концепцию, согласно которой во сне происходит очистка пресинаптической мембраны путем её перекристаллизации — перехода из жидкого состояния в твердое и обратно. К сожалению, из-за безвременной кончины автор гипотезы не успел её проверить. Итак, синапс. В данном случае мы говорим о контактах между нейронами, через которые передается возбуждение. Нейрон синтезирует нейромедиатор, который в мембранных пузырьках везикулах движется к клеточной пресинаптической мембране. Когда нейрон возбужден, в него входят ионы кальция, под их влиянием происходит конформационная перестройка расположенного на пресинаптической мембране особого белкового SNARE-комплекса. Она завершается слиянием везикулярной и цитоплазматической мембран и образованием поры, через которую нейромедиатор

выходит в синаптическую щель. Весь процесс занимает менее 0,1 мс. По расчетам автора гипотезы, такая скорость высвобождения нейромедиатора возможна лишь в том случае, если фосфолипидная пресинаптическая мембрана в зоне поры отвердеет: составляющие её липидные молекулы замирают «по стойке смирно», тесно прижавшись друг к другу, и мембрана становится практически несжимаемой. При этом площадь её поверхности сокращается на 20 — 25%, что и служит причиной разрыва и слияния мембран и высвобождения нейромедиатора. Переход жидкой мембраны в твердую фазу вызывают ионы кальция, а благодаря SNARE-комплексу разрыв пресинаптической мембраны происходит не в произвольном месте, а в точке её контакта с везикулой. В теплокровном организме узкий диапазон температур. В таких условиях переход жидкой мембраны в твердую фазу и обратно возможен лишь при определенном липидном составе, но в ходе работы мембрана по разным причинам загрязняется посторонними липидами. Следовательно, должен существовать механизм её очистки в активной зоне синапса. По мнению Дмитрия Петровича Харакоза, организм использует для восстановления состава мембраны перекристаллизацию: простой, эффективный и неспецифический метод очистки, при котором чистое вещество уходит

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015 в твердую фазу, а примеси концентрируются в жидком состоянии и удаляются. Механизм удаления примесей автор не описывает. Но для перекристаллизации нужно понизить температуру ниПредставления специали- же точки отвердевания стов о назначении сна изме- мембраны. няются по мере развития Возможности для методов прижизненного перекристаллизации в организме исследования мозга. К ним мембран есть. Они весьма чувотносятся в том числе ствительны к внешним магнитно-резонансная то- воздействиям и отвермография и двухфотонная девают при небольшом лазерная микроскопия. охлаждении. Организм теплокровных очень эффективно регулирует температуру. Нагревание происходит в результате метаболических процессов в разных тканях, а охлаждение — через дыхательные пути и кожные покровы, особенно уши, конечности и хвост, у кого он есть. Отвечает за терморегуляцию гипоталамус. Мозг питают каротидные артерии и вертебральные, температура крови в которых выше, чем в каротидных. Изменяя просветы этих двух видов артерий, организм может переключать температуру мозга при смене фаз сна. Многочисленные эксперименты свидетельствуют, что изменения температуры мозга не случайны. у крыс она всегда возрастает в ответ на внешние раздражители: боль, социальный контакт с другой особью, сексуальное возбуждение.

должны работать по фазово-переходному механизму и отключаться на профилактическую перекристаллизацию. Для эффективной перекристаллизации мембраны очень важно чередование медленного и быстрого сна, сопряженного с чередованием пониженной и повышенной температуры. В прохладном медленном сне запускается «перекристаллизация» и удаляется часть материала, оставшегося в жидком состоянии и содержащего примеси. Потерянный материал необходимо восполнить, и сделать это можно в фазе быстрого сна, когда мембрана снова становится жидкой и способной «впитать» недостающие компоненты. Однако исследователь не исключает, что медленный сон для восстановления обязателен, а более теплый быстрый играет вспомогательную роль, в которой его может заменить бодрствование. Этот вопрос требует отдельного рассмотрения. Как эта гипотеза объясняет засыпание? Температура тела (и мозга) подчиняется циркадному ритму, и, когда она понижается, хочется спать. Охлаждение мозга не просто связано с засыпанием, а стимулирует его. Вероятно, на этом основан известный многим бытовой способ борьбы с бессонницей: надо хорошенько замерзнуть. Народный метод подтверждают научные данные. на 23-й ежегодной конференции сомнологических обществ в 2009 году американский психиатр Эрик Нофзингер рассказал о том, что охлаждение черепа в об-

Если перекристаллизация мембран происходит в фазе медленного сна, очевидно, что синапс в это время работать не может: передача сигнала происходит, когда ионы кальция индуцируют отвердение жидкой мембраны, а если она и так уже находится в твердом состоянии, нейрон не среагирует на полученный сигнал и не сможет передать его дальше.. Но не все функции мозга нуждаются в высокой скорости передачи. Причем температура каждого отдела мозга в ответ на разные стимулы повышается до одного определенного значения, как будто стремится именно к нему. Например, для прилежащего ядра мозга крыс эта температура составляет 38,5°С. А в фазе медленного сна происходит охлаждение на величину от нескольких десятых долей градуса до нескольких градусов в разных отделах мозга у разных животных. Очевидно, температура мозга меняется не пассивно, а регулирует активность нервной ткани. Не зря о человеке, трезво мыслящем, говорят, что у него холодная голова. Если перекристаллизация мембран происходит в фазе медленного сна, очевидно, что синапс в это время работать не может: передача сигнала происходит, когда ионы кальция индуцируют отвердение жидкой мембраны, а если она и так уже находится в твердом состоянии, нейрон не среагирует на полученный сигнал и не сможет передать его дальше. Но, как отмечает исследователь, не все функции мозга нуждаются в предельно высокой скорости передачи сигнала, поэтому не все синапсы

ласти фронтальной коры с помощью специальной шапочки заметно ускоряет засыпание и улучшает качество сна. Однако многие люди крепко засыпают после теплой ванны, и медикам этот эффект хорошо известен. Возможно, дело в том, что нагревание приводит к расширению сосудов рук и ног, представляющих собой эффективные теплообменники. Когда человек выходит из ванны, расширенные сосуды его конечностей усиленно отдают тепло и охлаждают тело. Есть и другое объяснение. у кенгуровых крыс локальное нагревание области гипотоламуса увеличивает продолжительность медленной фазы сна. Возможно, дело в том, что перегретый гипоталамус включает дополнительную систему охлаждения мозга. Если этот механизм справедлив и для человека и кровь, проходящая через вертебральные артерии из нагретого тела в мозг, преимущественно поступает в область гипоталамуса, с ним происходит то же, что и сумчатой крысой: гипоталамус включает систему охлаждения, что вызывает сон, точнее, его медленноволновую фазу. Дмитрий Петрович Харакоз полагал, что любая гипотеза, объясняющая назначение сна, должна отвечать на вопрос, почему эта

функция несовместима с состоянием бодрствования. Почему мозг не выделил особый участок для постоянного контроля за висцеральной системой и только отрешившись от мира может анализировать работу кишечника, почему глимфатическая система не в состоянии интенсивно орошать мозг круглые сутки? Не исключено, что у мозга столько функций, что он одновременно их не вмещает и вынужден разделять на дневные и ночные. Или у сна не одна причина, а несколько. Со временем мы все узнаем. Может быть, ответ придет кому-то во сне. Когда человек выходит из ванны, расширенные сосуды его конечностей усиленно отдают тепло и охлаждают тело. Есть и другое объяснение. у кенгуровых крыс локальное нагревание области гипотоламуса увеличивает продолжительность медленной фазы сна. Возможно, дело в том, что перегретый гипоталамус включает дополнительную систему охлаждения мозга. Если этот механизм справедлив и для человека и кровь, проходящая через вертебральные артерии из нагретого тела в мозг, преимущественно поступает в область гипоталамуса, с ним происходит то же, что и сумчатой крысой: гипоталамус включает систему охлаждения, что вызывает сон, точнее, его медленноволновую фазу. Дмитрий Петрович Харакоз полагал, что любая гипотеза, объясняющая назначение сна, должна отвечать на вопрос, почему эта функция несовместима с состоянием бодрствования. Почему мозг не выделил особый участок для постоянного контроля за висцеральной системой и только отрешившись от мира может анализировать работу кишечника, почему глимфатическая система не в состоянии интенсивно орошать мозг круглые сутки? Не исключено, что у мозга столько функций, что он одновременно их не вмещает и вынужден разделять на дневные и ночные. Или у сна не одна причина, а несколько. Со временем мы все узнаем. Может быть, ответ придет кому-то во сне.

48/49

Парадигма

Египтяне и их мумии Кандидат биологических наук Н.Л.Резник

Изучать общества с развитой письменностью гораздо легче, чем бесписьменные. Но когда расшифрованы все знаки, оказывается, что информации в них явно недостаточно. И тогда исследователи вынуждены прибегать к помощи естественных наук. Трудно назвать дисциплину, не имеющую отношенияк археологии.

Археологическая химия Изучать общества с развитой письменностью гораздо легче, чем бесписьменные. Но когда расшифрованы все знаки и прочитаны все доступные тексты, оказывается, что информации в них явно недостаточно. И тогда исследователи вынуждены прибегать к помощи точных и естественных наук, и хорошо, если есть такая возможность. Трудно назвать дисциплину, не имеющую отношения к археологии. В полной мере все сказанное относится к мумиям Древнего Египта. Их миллионы, изучены-переизучены, но о технологии их изготовления известно далеко не все. Общий порядок действий специалисты установили давно: из тела извлекали внутренние органы и пропитывали его солевым раствором для обезвоживания тканей. Через несколько недель тело обтирали, обмазывали маслом и бинтовали. Бристольский университетвходит в группу «университетов из красного кирпича» (то есть изначально бывших политехническими колледжами). Получил Королевскую хартию в 1909 году. Является правопреемником Университетского колледжа в Бристоле, существовавшего с 1876 года.

В таком виде покойник был готов к посмертному существованию. Однако масло было лишь основой состава для бальзамирования, а подробных рецептов специалисты по мумификации не оставили, или они до нас не дошли. Остались описания древних историков: Диодора Сицилийского, Страбона, Плиния и Геродота, которому принадлежит самый полный перечень ингредиентов. В таком виде покойник был готов к посмертному существованию. Однако масло было лишь основой состава для бальзамирования, а подробных рецептов специалисты по мумификации не оставили, или они до нас не дошли. Остались описания древних историков: Диодора Сицилийского, Страбона,Однако масло было лишь основой состава для бальзамирования, а подробных рецептов специалисты по мумификации не оставили, или они до нас не дошли. Остались описания древних историков: Диодора Сицилийского, Страбона, Плиния и Геродота, которому принадлежит самый полный перечень ингредиентов. Он упоминает мирру (ароматическую смолу), кассию, пальмовое вино, кедровое масло и какой-то «клей», но не всегда понятно, какие именно компоненты историк имел в виду. К тому же его записи относятся примерно к 450 году до нашей эры, когда технология мумификации уже давно миновала период расцвета. А ведь эти недостающие подробности позволили бы нам судить об уровне знаний древних египтян, о веществах, которые были им доступны, о целях, с которыми их употребляли, и о многом другом. С середины прошлого века специалисты анализируют химический состав тканей мумий и льняных полос, в которые они завернуты, однако работ, выполненных на современном методическом уровне, очень мало.

Первое систематическое химическое исследование мумий провели специалисты Бристольского университета под руководством профессора-биохимика Ричарда Эвершеда. В Египте мумифицировали людей, священных животных и домашних любимцев, а также мясную пищу, чтобы усопшим было что есть в загробном мире. Ученые обследовали все три вида мумий, потратили на эту работу более десяти лет и узнали нечто новое о бальзамических составах. Но самое интересное заключается в том, что анализ этих сугубо химических данных может рассказать нам об отношении древних египтян к умершим родственникам и домашним питомцам, то есть к мумиям, а выяснение таких подробностей как раз и составляет одну из задач археологии. Английские химики использовали газовую хроматографию, масс-спектрометрию, а также тепловую десорбцию и пиролиз, которые облегчают разделение молекул и идентификацию маркеров. В качестве маркеров они использовали устойчивые к разрушению соединения, специфичные для определенных компонентов бальзамического состава, и их производные.

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

Бальзам для загробной жизни Ученые начали с обследования человеческих мумий: пятерых взрослых мужчин, двоих мальчиков, четырех женщин, одного младенца, пол которого не смогли определить, и одной мумифицированной головы. Самые ранние объекты относятся к периоду XII династии (1985 — 1795 годы до н. э.), самые поздние — к эпохе Римского владычества (30 год до н. э. — 395 год н. э.). Период расцвета мумификации пришелся на 1350 — 1000 годы до н. э. у каждой мумии взяли образцы тканей, бинтов, в которые она завернута, и вязкого материала с поверхности. Для анализа достаточно крошечных кусочков весом около 0,1 мг, их можно отщипнуть от любой части мумии, поэтому во время исследования ни один музейный экспонат не пострадал. Каждую мумию непременно обрабатывали органическими соединениями, иначе плоть, даже засоленная, неизбежно разложилась бы во влажных гробницах. Процесс бальзамирования эволюционировал с годами, но в состав композиции всегда входила смола хвойных деревьев, её использовали еще за 2200 лет до н. э. Хвойную смолу определяют по наличию в мумифицированных тканях и бинтах большого количества дитерпеноидов, таких, как 7-оксодегидроабиетиновая и 15-гидрокси-7-оксодегидроабиетиновая кислоты. Со временем смола становилась все более распространенным компонентом бальзамического состава: при римлянах её доля в композиции доходила до 37%. Очевидно, бальзамировщики лучше узнали её антимикробные свойства. Одновременно с ростом популярности хвойной смолы египтяне все шире применяли еще один антисептик, причем водоотталкивающий, — пчелиный воск. В тканях сохранились алканы, восковые эфиры (смесь сложных эфиров жирных кислот и одноили двухатомных высших спиртов) и гидроксиэфиры. Хотя воск вошел в арсенал бальзамировщиков значительно позже, чем хвойная смола, со временем его содержание в составе для мумифицирования неуклонно росло. В одной из мумий эпохи Птолемеев (332 — 30 годы до н.э.) доля воска составила 87% всех экстрагированных компонентов. Интересно, что на коптском языке, непосредственно произошедшем от древнеегипетского, слово «воск» звучит как «mum». Восковые эфиры и сейчас используют в пищевой промышленности, в частности ими покрывают фрукты, чтобы они дольше хранились. Каким бы ни был состав для бальзамирования, готовили его, как правило, на масляной основе. До 90% всех исследованных образцов составляют производные растительных масел и животных жиров. Очевидно, бальзамировщики знали о свойствах ненасыщенных жирных кислот спонтанно полимеризоваться и образовывать защитную сетку, которая стабилизировала окружающие ткани и подавляла активность микробов. Недорогие растительные, реже животные масла долгое время были основными компонентами состава для бальзамирования, к которому добавляли более экзотические ингредиенты. Одним из них была фисташковая смола. Индикаторами её присутствия служат тритерпеноиды: даммаровая, изомасти кадиеноновая, мастикадиеноновая, мороновая и олеаноновая кислоты. Фисташковую смолу подмешивали к воску как ароматическое вещество; позже мы подробнее поговорим об этом продукте. В десяти мумиях из тринадцати ученые обнаружили гидроксиароматические кислоты. Исследователи предполагают, что они представляют собой следы ароматных бензойных смол, выделяемых лиственными растениями. В древности их использовали в парфюмерии, медицине и для воскурения в храмах. Одна из самых известных бензойных смол — росный ладан, продукт деревца рода Styrax. Разумеется, по тем следам, которые сохранились в мумифицированных останках, невозможно определить видовую принадлежность дерева, из которого получена смола, это могут быть вообще не бензойные смолы, но весьма вероятно, что все же они. Некоторые исследователи конца ХХ века утверждали, что египтяне использовали для бальзамирования битум. Профессор Эвершед и его соавторы не разделяют эту точку зрения. Во всяком случае, во взятых ими образцах они не обнаружили стеранов и гопанов — углеводородов, характерных для нефтяного битума.

50/51

Засахареное воплощение бога Итак, в состав для бальзамирования человеческих тел входили жиры, воск, растительные смолы, эфирные масла и, возможно, битум. Выбор компонентов говорит о том, что египтяне разбирались в их консервирующих свойствах. Сложность бальзама зависела от финансовых возможностей заказчика. Но людям дороги не только люди. Египтяне изготовили миллионы мумий млекопитающих, птиц и рептилий, особенно популярны они были в правление Аменхотепа III (1400 год до н.э.) и позже. Бальзамирование обеспечивало загробную жизнь домашним любимцам, мумифицировали и животных, принесенных в жертвы богам. Богу Тоту посвящали ибисов и бабуинов, богине луны Бастет — кошек. Ястреб олицетворял Гора, священные быки — Аписа, крокодилы — Себека, бога воды и разлива Нила. Принято считать, что мумии животных изготавливали и хранили с куда меньшим тщанием, чем человеческие, и обходились они дешевле: выпотрошенные тельца просто заворачивали в грубые льняные бинты, смоченные простейшим составом. Исследования, проведенные специалистами Бристольского университета, это мнение опровергают. Ученые проанализировали ткани и обертки мумии ибиса и кошки абиссинской породы (664 — 343 годы до н. э.), а также двух ястребов (818 — 664 годы до н. э.). Мумии ястребов пропитали составом на основе сахарной камеди, то есть густого сахаристого сока, выделяемого некоторыми растениями, её использовали для укрепления бинтов мумии. Возможно, это и есть тот «клей», о котором писал Геродот. Маркерами камеди послужили моносахара, в том числе фураноза и пираноза. Мумии ястребов и кошки обрабатывали

животными жирами: исследователи обнаружили на бинтах жирные кислоты и холестерол. Поскольку образцы взяли из внешних слоев ткани, которые не соприкасались с телом, ученые заключили, что жиры нанесены на бинт, а не попали на нее из тушки. В уши кошке вставлен красный материал, пропитанный растительным маслом. Как и в случае с мумиями людей, жиры и камедь использовали в качестве недорогой основы. Бальзам, которым пропитаны бинты кошачьей мумии, содержал хвойную смолу. Помимо характерных для нее дитерпеноидов, исследователи обнаружили еще и сесквитерпеноиды — компоненты некоторых эфирных масел, в том числе кедрового. Кедровое масло входит в известный перечень ингредиентов бальзама, в частности, об этом писал Диодор Сицилийский, однако некоторые специалисты полагают, что на самом деле речь идет о можжевеловом масле. Эту точку зрения нельзя

пока ни подтвердить, ни опровергнуть, поскольку компоненты бальзама окислены и определить их видовую принадлежность невозможно. А еще для мумифицирования кошки использовали пчелиный воск, фисташковую смолу и нефтепродукты, в том числе битум, взятый, судя по составу биомаркеров, из Суэцкого залива или Мертвого моря. Птиц тоже мумифицировали с применением воска. Если состав бальзама представляет собой критерий, по которому можно определить степень заботы об усопшем, египтяне действительно ценили своих животных, а кошку обработали как знатную особу.

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

Деликатес для мумии Трилогию о древнеегипетских мумиях завершает исследование способов мумификации пищи. Английские ученые выполнили его в соавторстве с известным египтологом, профессором Американского университета в Каире Салимой Икрам. Запасы еды были неотъемлемой частью погребений с XXXIII века до н.э. до IV века н. э. Покойников снабжали хлебом, крупами, фруктами, вином, пивом и маслом, мясом и дичью. Большая часть образцов представляет собой приготовленные куски мяса или птицы, завернутые в пелены и положенные в ящички. Погребение Тутанхамона, умершего в 1323 году до н.э., содержит 48 резных деревянных ящиков с мумифицированной мясной провизией. Вообще, в Древнем Египте технологии

заготовки мяса были развиты очень хорошо, потому что на жаре оно портилось буквально за несколько часов. Мясо сушили, солили, коптили, заливали гусиным жиром, медом или пивом, однако подробных рецептов египтяне не оставили, и остатков мяса в их жилищах археологи практически не находят. Сохранились рисунки на стенах гробниц, которые изображают процесс заготовки продуктов, однако они представляют идеализированную картину, и интерпретировать их трудно. Так что о повседневных технологиях сохранения мяса и птицы в античном мире известно очень мало, а о мумифицированных продуктах и подавно, хотя в распоряжении исследователей находятся сотни образцов. Ученые больше обращали внимание на людей и животных. Авторы анализировали экспонаты Британского и Каирского музеев: ткань, в которую были завернуты говяжьи ребрышки из гробницы жреца по имени Юя и его жены Туи (1386 — 1349 годы до н.э.) и мумия теленка из гробницы Истемхеб (1064 — 948 годы до н.э.) — супруги Пинеджема II, верховного жреца Амона в древнеегипетских Фивах, а также кожу утки и кожу козьей ноги из пищевого ящика гробницы Хенутмехит (умерла в 1290 году до н.э.), жрицы Карнакского храма. Все захоронения находились в Фивах. Результат показал, что припасы из гробниц Истемхеб и Хенутме-

хит высушили, засолили и обернули в пропитанную жиром ткань. А утку даже не пропитывали жирами. Такая технология заготовки продуктов, очевидно, близка к повседневной. Соль, использованную для мумификации, называли «натрун». Она представляет собой смесь разных минералов: троны, или египетской соли (сесквикарбоната натрия Na2CO3 • NaHCO3 • 2H2O), буркеита Na6[CO3(SO4)2], галита — кристаллической формы хлорида натрия, и натрона Na2CO3•10H2O. Основным источником натруна в тот период служило озеро Вади-эль-Натрун в Северном Египте, в 100 км к северо-западу от Каира. Особняком стоит мясной припас из гробницы жреческой четы. Юя и Туя принадлежали к титулованной знати и занимали очень высокое положение, но главное, они были родителями царицы Тейе, главной жены Аменхотепа III и, возможно, второго по влиянию после фараона человека в Египте. Их пышное погребение обнаружили в 1905 году, и до находки гробницы их внука Тутанхамона это было самое зна-чительное из известных захоронений. Большая часть мяса в их гробнице просто высушена и завернута в бинты, но говяжьи ребра обработаны тщательно приготовленным бальзамом очень сложного состава, с маслами, воском и высоким содержанием смолы фисташкового дерева. Этот факт поразил исследователей, потому что в XIV веке до н.э. фисташковую смолу не применяли для бальзамирования мумий, до этого нововведения оставалось еще несколько веков. В Средиземноморье растут четыре вида фисташки, которые могли бы стать источником смолы: Pistacia atlantica (фисташка атлантическая, или атласская), P. khinjuk (фисташка хинджук), P. lenticus (мастиковое дерево) и P. terebinthus (терпентинное дерево, фисташка терпентинная).

52/53

Физиология

В ритме тела Кандидат химических найк В.В.Благутина

Хотим мы этого или нет, наш организм работает строго по часам. Каждый наш орган, каждая клеточка имеет свой ритм с циклом примерно 24 часа. К этому внутреннему ритму надо относиться с уважением, иначе часы разладятся и начнется хаос, грозящий печальными последствиями. Более того, врачи не зря советуют принимать одни лекарства утром, другие — вечером: если согласовать фармацевтическое воздействие с физиологическим ритмом, пользы от лекарства будет больше, а побочные эффекты существенно меньше.

Часы нашего тела Жаворонок вы или сова? Чтобы узнать это , достаточно ответить на вопросы теста, который выявляет ваш собственный ритм — тот, в котором вы бы жили, если бы были свободны от навязанного распорядка. Желательно относиться к нему бережно и по возможности не переделывать раннюю

птаху в ночного жителя, или наоборот. Ведь это означает посягнуть на один из базовых механизмов, Периодические колебания внутри нас имеют четкую связь работающих во всем живом мире: на циркадный ритм (от латинского «circa» — кругом, около и «dies» — день). Циркадс внешними стимулами, то есть зависят от смены дня ный ритм — период в 24 часа, в течение которого меняются и ночи. Но, как оказалось, наши внутренние часы работафизиологические, биологические параметры и поведенческие ют и без внешних сигналов, что подтверждают многочисреакции. Например, у человека это сон и бодрствование, ленные эксперименты со спелеологами и космонавтами, внимание, температура тела, кровообращение, образование которые и в отсутствие внешних признаков смены дня мочи, концентрация гормонов, рост волос, клеточный метаболизм, уровень калия в крови и многое другое. и ночи жили примерно в 24-часовом цикле. Периодические колебания внутри нас имеют четкую связь с внешними стимулами, то есть зависят от смены дня и ночи. Но, как оказалось, наши внутренние часы работают и без внешних сигналов, что подтверждают многочисленные эксперименты со спелеологами и космонавтами, которые и в отсутствие внешних признаков смены дня и ночи жили примерно в 24-часовом цикле. Суточные ритмы растений исследуют с XVIII века, а вот за животных и человека всерьез взялись только в конце прошлого. В начале 1970-х годов после многочисленных исследований на грызунах Ирвин Зукер (Калифорнийский университет) и Роберт Мур (университет Чикаго) наконец нашли орган, обеспечивающий этот внутренний ритм, — супрахиазмальное ядро, расположенное в гипоталамусе, а точнее, две симметричные группы, состоящие из 10 тысяч нейронов каждая. Крысы, у которых это ядро разрушали, теряли биологический ритм, самое наглядное проявление которого — череКак объяснить связь между циркадным дование сна и бодрствования. Параллельно Сеймур Бензер ритмом и обменом веществ? Причии Рональд Конопка в Калифорнийском технологическом на — в тех самых часовых генах, работаюинституте провели первые генетические исследования циркадных ритмов на дрозофилах. Они проделали поистине щих в каждой клетке. титаническую работу, часами наблюдая за куколками дрозофил и отыскивая мутантов, чей период вылупления был длиннее или короче, чем стандартный. Потом они наблюдали за вылупившимися мушками — обычный ли у них период сна и бодрствования. Так в1971 году был найден первый ген, ответственный за циркадный ритм, — его назвали per (от period). Только в 1997 году американский нейробиолог Джозеф Такахаши открыл первый такой ген у млекопитающих и назвал его Clock (часы). Потом были найдены и другие гены, ответственные за суточный ритм, и расшифрована сложная картина их взаимодействий — с обратной связью, благодаря которой ключевые гены включаются и выключаются с периодом около 24 часов даже в полной темноте . Впрочем, яркий свет «подводит стрелки» биологических часов, в частности ускоряя разрушение одного из белков.

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015 Казалось бы, картина прояснилась: «часовые гены» нейронов супрахиазмального ядра работают в соответствии с циркадными ритмами, потом главные часы в нужный момент дают команды на периферию. Но в 1998 году группа швейцарского ученого Уэли Шиблера обнаружила, что многие гены циклично экспрессируются в культуре соединительной ткани без всякого контроля главных часов. Тогда в это было трудно поверить, и ученые пытались объяснить эффект составом среды, на которой выращивали клетки. Но потом пришлось признать, что на периферии хорошо обходятся и без центрального командования. Сегодня мы знаем, что «часовые» гены (их уже обнаружено немало) активны не только в нейронах супрахиазмального ядра, но и в клетках большинства периферических тканей и органов. Их Чикагский университет влияние гораздо масштабнее, чем могло сначала показаться. Белки, кодируемые — частный исследоваэтими генами, влияют на очень многие биохимические процессы в клетке. Поэтому тельский университет если вдруг ломается какой-то элемент, задействованный в циркадном ритме, то в США, основанный рвется длинная, разветвленная цепочка. американским баптистВ чем разница между главными часами супрахиазмального ядра и периферическими на местах? Перским обществом блавые могут синхронизировать вторые. Как именно, еще не совсем понятно, но ясно, что путей нескольгодаря пожертвованию ко. Один из них — прямой, это передача сигнала к органу по нервным волокнам и секреция гормонов Джона Рокфеллера (все знают про эпифиз, или шишковидную железу, — особую структуру головного мозга, выделяющую по ночам мелатонин, один из сильнейших регуляторов суточных ритмов). в 1890 году. Широко Судя по экспериментальным данным, есть еще и другие известны чикагские механизмы, с которыми предстоит разбираться. Изучать физики, экономисты, связи между центральными часами и периферическими социологи и юристы. непросто — исследователи, как правило, довольствуются Чикагский универкультурой клеток или органами из морга. ситет расположен Но в 2013 году в лаборатории того же Уэли Шиблера отв Гайд-парке. Первым ладили непростую методику, с помощью которой можно ректором университета следить за экспрессией циркадных генов мыши во время стал Уильям Рэйни её бодрствования и свободного передвижения. Это наверХарпер (en). Университет занимает 211 акров няка поможет получить интересные результаты. В Институте земли и включает Дугласа (Монреаль) Николас Сермакян исследует трансген243 здания. ных мышей, у которых в разных органах удаляют «часовые» гены. Оказалось, что отсутствие «часов» в иммунных клетках (макрофагах) угнетает первую иммунную реакцию организма на бактерии и вирусы, а удаление таких генов в поджелудочной железе приводит к диабету второго типа. Хронобиологи (так называют ученых, которые занимаются циркадными ритмами) получили интереснейшие результаты, но им предстоит еще разобраться с очень многими механизмами. Решают они поистине глобальную задачу — ведь цивилизованное человечество движется к десинхронизации всех часов, какие только есть в нашем организме. С тех пор как появилось электричество, мы больше не встаем с восходом и не ложимся с закатом, на нас светят многочисленные экраны телевизоров, компьютеров и смартфонов. Днем нам на сетчатку попадает меньше света, чем нужно, поскольку мы находимся в помещении, а ночью, наоборот, нет полной темноты и покоя. Сигналы от нейронов Днем нам на сетчатку попадает меньше света, сетчатки глаза, которые реагируют на свет и передают информацию в супрахиазчем нужно, поскольку мы находимся в помещемальное ядро, все время сбивают его с ритма. Поскольку цикл сна — бодрствования нарушен, нарушается и ритм приема пищи. А время, когда человек ест, оказалось нии, а ночью, наоборот, нет полной темноты мощнейшим регулятором периферических часов, можно сказать, даже доминанти покоя. Сигналы от нейронов сетчатки глаза, ным. Наши периферические часы в разных органах все время получают противорекоторые реагируют на свет и передают инфорчивые и несогласованные команды. Есть исследователи, которые утверждают, что мацию в супрахиазмальное ядро, все время сбибольшинство людей на планете живут сегодня в «социальном джетлаге». Джетлаг вают его с ритма. Поскольку цикл сна — бодр(от англ. «jet» — реактивный, «lag» — задержка) — новый термин, который означает расстройство сна из-за быстрого пересечения часовых поясов. Иногда данное ствования нарушен, нарушается и ритм приема явление называют десинхронозом, и этот термин точнее отражает суть и охватывапищи. А время, когда человек ест, оказалось ет проблему гораздо шире. «Социальный джетлаг» — это про всех, а не только про мощнейшим регулятором периферических часов, тех, кто летает. Ведь наша перегруженная стрессами современная жизнь приводит можно сказать, даже доминантным. не только к массовому нарушению сна, но и к более серьезным последствиям, с которыми как раз сейчас и разбираются ученые.

Хронотерапия на практике Хоть подробности взаимодействия внутренних часов пока не очень понятны, результат цикличной работы органов и всего организма врачам известен неплохо. И практические выводы сделаны: доктора прекрасно знают, что каждому лекарству — свое время суток. Например, гормоны глюкокортикоиды, вырабатываемые надпочечниками (самый известный и важный из них — кортизол), достигают максимальной концентрации ранним утром. Вот почему все кортикостероидные препаГормоны глюкокортикоиды, вырабатывараты назначают утром, что позволяет им вписаться в естественный цикл емые надпочечниками, достигают максии снизить многие побочные эффекты. Мочегонные препараты тоже лучше мальной концентрации ранним утром. Вот принимать по утрам — так из организма меньше вымывается калий, а к антигистаминным препаратам человеческий организм в два раза чувствипочему все кортикостероидные препараты тельнее вечером. И противоастматические лекарства рекомендуют прининазначают утром, что позволяет им впимать вечером, чтобы избежать ночных приступов. Таких примеров можно саться в естественный цикл и снизить привести много. Но особенно впечатляют результаты хронотерапии, когда многие побочные эффекты. правильно выбранное время приема делает противоопухолевый препарат вдвое более эффективным и в разы менее токсичным.

54/55

Физиология В 1997 году один из пионеров новой науки Френсис Леви (клиника Пол-Брус, Франция, и онкологическая клиника Уорикского университета, Великобритания) совместно с девятью онкологическими центрами закончил широкомасштабное исследование на 278 пациентах, больных раком толстой кишки (F.Levis, «Lancet», 1997, 350, 681). Количество осложнений при введении трех препаратов в заранее заранеезапрограммированное время уменьшилось от двух до пяти раз, а эффективность стандартной химиотерапии выросла вдвое. Эта была первая практическая проверка хронотхронотерапии на большом количестве больных, хотя сама идея родилась еще в 1980-х годах. По классическим представлениям чем химиотерапия токсичнее, тем она эффективнее. Соответственно препараты дают в дозах, максимально приближенных к порогу переносимости, из-за чего они оказываются губительными и для здоровых клеток. Следствие — мучительные побочные эффекты (проблемы с пищеварением, падение иммунитета, потеря волос). Открытие циркадных ритмов дало возможность посмотреть на это по-другому. Если в течение суток у нас меняется так много параметров — температура тела, уровень гормонов, аппетит, настроение, ощущение боли, — то логично предположить, что и эффект от лекарств может варьировать в зависимости от момента приема. В конце 1990-х годов после многочисленных исследований на животных стало понятно, что теория работает: было проверено 40 самых ходовых противораковых препаратов и оказалось, что их токсичность меняется в полтора раза в зависимости от того, в какое время их применяли, причем дозировки оставались постоянными. у 26 из этих препаратов от времени зависела и эффективность. Но главное, что произошло счастливое совпадение: час, когда препараты лучше всего переносились, совпал с их наибольшей эффективностью. Причем это наблюдалось и для тех противораковых препаратов, которые убивают опухолевые клетки, и для тех, которые блокируют их работу. После этого в 1997 году были проведены эксперименты на людях. В 2012 году завершились еще три международных клинических исследования, в которых участвовало 842 пациента. При совершенно обычном протоколе химиотерапии, только проведенном в соответствии с циркадными ритмами, количество выживших за пять лет увеличилось почти в два раза (кому-то это, может быть, покажется небольшим успехом, но рак толстой кишки с метастазами, а именно на таких больных и в этом случае проводили исследования, плохо поддается лечению, и статистика там очень грустная). Пробные исследования проводили и у нас, и результаты также были очень обнадеживающими. Но каким образом сохраняются здоровые клетки? Большинство противораковых препаратов бьет по тем клеткам, которые пролиферируют, то есть делятся, причем не важно, по раковым (для которых характерна анархичная пролиферация) или здоровым (они делятся, чтобы восстановить ткани). Делением здоровых клеток управляют циркадные часы, а вот у раковых клеток зачастую нет вообще никакого ритма деления. Как следствие, здоровые клетки менее чувствительны к яду в определенные периоды дня (когда у них период покоя), а чувствительность раковых остается постоянной. Кроме того, сохранившиеся здоровые клетки, окружающие опухоль, сами начинают эффективнее подавлять её рост. Этот хронотерапевтический подход сегодня используют около 15 европейских онкологических центров. Его применяют, когда у пациента рак, затронувший пищеварительную систему (прямой или толстой кишки, поджелудочной железы), а также иногд груди и легких. Схему предлагают и тем, кто плохо переносит лечение, или если оно не помогает.Конечно, пока речь идет о некоем усредненном среднестатистическом хронобиологическом профиле, а в реальности циркадный ритм у каждого свой. Сторонники хронотерапии считают, что можно добиться еще лучших результатов, если полСторонники хронотерапии считают, ностью персонализировать лечение и определять время введения для каждого конкретного человека. В целом примерно половина пациентов укладывается что можно добиться еще лучших резульсо своими ритмами в рассчитанную усредненную схему, но у другой половины татов, если полностью персонализирооптимальное время может отличаться на 1 — 6 часов. Возможно, такой подход вать лечение и определять время введеи удастся реализовать во Франции, где с 2012 года заработал проект PiCADo, ния для каждого конкретного человека. предполагающий персонифицированную химиотерапию на дому, в собственном В целом примерно половина пациентов циркадном ритме пациента.

укладывается со своими ритмами в рассчитанную усредненную схему, но у другой половины оптимальное время может отличаться на 1 — 6 часов. Возможно, такой подход и удастся реализовать во Франции, где с 2012 года заработал проект PiCADo, предполагающий персонифицированную химиотерапию на дому, в собственном циркадном ритме пациента.

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

Потеря ритма, набор веса Есть в разное время, мало спать и работать ночью — все это ведет к разбалансировке биологических часов, способствует набору веса и появлению диабета. В 2011 году исследователи из Гарварда (США) опубликовали результаты наблюдений за 200 000 американских медсестер. Те из них, которые никогда не работали в ночные часы, заболевали диабетом примерно с той же частотой, что и основная часть населения (3 — 4 случая на 1000 человек). Те же, кто работал в ночные смены больше 20 лет, — вдвое чаще. В среднем они набирали по килограмму веса за каждые пять лет ночной работы. Еще 20 лет назад никто не верил, что может быть прямая связь между метаболизмом клеток и циркадными ритмами, и сама хрономедицина считалась не вполне уважаемой наукой с налетом эзотерики. Между тем давно стало очевидно, что многие клетки и органы в организме функционируют циклично. Например, когда мы спим, пищеварительная система работает иначе, нежели днем. Перед обычным временем приема пищи увеличивается уровень гормона грелина, который стимулирует аппетит, в тот же момент начинают вырабатываться пищеваПеред обычным временем приема пищи рительные ферменты, а желудочно-кишечный тракт приходит в движение. После увеличивается уровень гормона грелиеды все эти процессы сходят на нет. Производство инсулина, гормона, стимулина, который стимулирует аппетит, рующего утилизацию глюкозы клетками, увеличивается утром и падает ночью. И таких примеров можно привести много. Логично предположить, что если ритм в тот же момент начинают вырабажизни нарушает эти циклы, то без последствий для здоровья это не останется. Но тываться пищеварительные ферменкак это проверить на человеке? Нельзя ведь намеренно и надолго менять эти ритмы ты, а желудочно-кишечный тракт и смотреть, что будет со здоровьем. А эпидемиологические исследования, которые приходит в движение. После еды все проводились на людях, работающих ночью или страдающих нарушениями циркадэти процессы сходят на нет. ного ритма, всегда имеют ограничения: к возможному влиянию освещения, ночного образа жизни и времени еды добавляются социально-экономические факторы, что затрудняет возможность установить четкие причинно-следственные связи. Как обычно, исследователей выручают экспериментальные животные. В 2010 году Лаура Фонкен (университет Огайо) восемь недель сравнивала развитие двух групп грызунов. Всех их освещали по 16 часов в день, а ночью одни крысы сидели в полной темноте, а другие при частичном освещении (как от экрана телевизора или монитора). Поскольку эти животные спят днем и активны ночью, эта ситуация не вполне точно моделирует жизнь человека, который ночь проводит в хорошо освещенной комнате. Но все равно ситуация для животных стрессовая, и она меняет их циркадный ритм. Животных, лишенных ночи, кормили в разное время, в результате они съедали больше и набрали на 50% больше веса по сравнению с контрольными. Но если их же кормили по часам, как тех, что сидели без света, то прибавка веса сходила на нет. в 2012 году группа Ясуси Ногути (компания «Аджиномото», Япония) лишила мышей завтрака — первого приема пищи в начале ночи, а через четыре часа давала свободный доступ к еде до утра. Мыши явно переедали и очень быстро набрали лишний вес. Более того, в печени у них повысилась концентрация холестерина и триглицеридов. Однако специалисты по циркадным ритмам говорят, что, хотя нарушение ритма жизни мышей и приводит к нарушению у них обмена веществ, экстраполировать это на человека пока нельзя. Поэтому эксперименты продолжаются теперь уже на африканских травяных мышах Arvicanthis ansorgei, ведущих дневной образ жизни. Первые результаты подтверждают, что сбой естественного режима действительно приводит к изменению уровня глюкозы, который в результате вызывает диабет. Как объяснить связь между циркадным Как объяснить связь между циркадным ритмом и обменом веществ? Причина — в тех ритмом и обменом веществ? Причисамых часовых генах, работающих в каждой клетке. Если у тех же мышек выключить на — в тех самых часовых генах, работаючасовые гены, это не только нарушает их сон, но и приводит к тому, что питаться они будут нерегулярно и избыточно, и самое главное — нарушится ритмичная работа гещих в каждой клетке. на, участвующего в метаболизме глюкозы и синтезе инсулина. Ключевую роль здесь играет белок СLOCK, который кодируется одним из основных часовых генов Clock. он регулирует экспрессию многих генов, изменяя состояние ДНК. Когда она находится в конденсированном состоянии — намотана на белки-гистоны, — то гены в этом участке неактивны, их последовательности не копируются на матричную РНК, соответственно и белки не синтезируются. В 2006 году обнаружили, что белок СLOCK освобождает ДНК от гистона и тем самым открывает элементам, ответственным за транскрипцию, доступ ко всему геному. Другой белок Sirt1 — участник многих нашумевших исследований, по-видимому играющий важную роль и в старении, и в изменении массы тела, — напротив, стимулирует взаимодействие ДНК с гистонами. Если белки СLOCK и Sirt1 работают скоординированно, то они фактически задают ритм работы большей части генома. В зависимости от органа от 5 до 50% генов подвержены влиянию этого метронома, который дает команду к синтезу необходимых белков для метаболизма глюкозы, жиров в печени, выработки инсулина поджелудочной железой. Оказалось, что работа белка Sirt1 зависит от приема пищи, а точнее, он может работать, только когда человек не ест, то есть ночью. В это время Sirt1 конденсирует ДНК, а днем белок СLOCK её освобождает. Если же человек не спит и ест ночью, то переменная работа двух белков нарушается — постепенно происходят изменения и в обмене веществ. Вот так невинное желание перекусить ночью за компьютером вызывает серьезные последствия.

Ines Wilhelm et al. The sleeping child outplays the adult’s capacity to convert implicit into explicit knowledge.

«Nature Neuroscience», 2013, 16, 4, 391—393, doi: 10.1038/nn.3343.

Lulu Xie et al. Sleep drives metabolite clearance from the adult brain.

«Science», 2013, 342, 6156, 373—377, doi: 10.1126/science.1241224

56/57

Физиология

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

Как слушать свой организм Конечно, фармацевтические фирмы тут же начали экспериментировать с «clock-модуляторами» — препаратами, влияющими на биологические часы, а возможно, и на обмен веществ. Наверняка они выполнят поставленную задачу и сделают чудодейственную таблеточку. Но есть и другой путь: просто прислушаться к своему организму. Ведь коль скоро поломки, возникающие в организме, — следствие десинхроноза, то есть рассогласования и нарушения ритмов, эти ритмы можно постараться наладить. Как? Режимом. Скорректировать время сна, бодрствования и еды. Советская медицина добавляла сюда физиотерапию и бальнеотерапию в определенное время. Как тут не вспомнить золотой стандарт советского санатория, где не меньше 21 дня вас будили, кормили и лечили ваннами в одно и то же время. Говорят, очень помогало. По сути, режим — это самое сложное. Во-первых, надо разобраться, жаворонок вы или сова, и распорядок обязательно строить в соответствии с собственным хронотипом. Есть всегда в одно и то же время, не меньше трех раз (а лучше четыре-пять), причем утром и днем предпочтительна белковая пища, поскольку продукты расщепления белков участвуют в образовании дофамина — нейромедиатора, обеспечивающего высокий уровень активности. А вечером — пищу, богатую углеводами: их продукты расщепления необходимы для синтеза другого нейромедиатора — серотонина, обладающего успокаивающим действием. Кстати, существует даже специальная «джетлаг-диета», разработанная американскими специалистами для нормализации биоритмов людей, которые пересекают несколько часовых поясов. Она тоже предполагает белок утром и днем и углеводы вечером. Если вы беспорядочно, когда придется, ели в течение дня, а потом просто загоните себя в регулярные часовые рамки, Если вы беспорядочно, когда придется, ели то обязательно почувствуете эффект — например, похудеете, в течение дня, а потом просто загоните даже без особого ограничения в еде. А еще правильнее, если себя в регулярные часовые рамки, то обязаобедать вы будете рано, а ужинать не поздно (не позже 19 чательно почувствуете эффект — например, сов). В 2013 году Фрэнк Шеер (Медицинская школа Гарварда) опубликовал результаты исследования, проведенного в Испапохудеете, даже без особого ограничения нии на 420 людях с избыточным весом. Они 20 недель питались, следуя «средиземноморской диете» (много овощей и фруктов), но часть людей обедала (40% общего количества калорий за день) до 15 часов, а другая — после. Все остальное, включая сон, еду и физические упражнения, совпадало. Те, кто обедали раньше, похудели быстрее и сбросили больше килограммов. Очень важно установить продолжительность сна (каждому человеку нужно свое количество часов, чтобы выспаться), постоянное время засыпания и пробуждения. Не все про это помнят, но в суточном цикле «сон — бодрствование» есть время, которое называется «воротами сна». Они бывают открыты только в определенное время, индивидуальное для каждого человека. Обычно вечерняя сонливость начинается через час после резкого снижения температуры тела, и если себя пересилить и не заснуть, то ворота сна закрываются и заснуть бывает сложно. В следующий раз они откроются только в 3 — 4 утра, когда концентрация мелатонина (того самого важного гормона, регулирующего циркадные ритмы) достигает максимума независимо от того, спите вы или бодрствуете. А еще в суточном цикле есть зоны «запрета сна» — поздно утром и ранним вечером трудно заснуть, даже если вы устали. Если вы себя не очень хорошо знаете, можно попробовать построить суточный график температуры тела и активности — это поможет выработать оптимальный режим. Словом, в безумном ритме современности надо умудриться организовать свою жизнь так, чтобы все было по часам и вовремя (в ваше индивидуально скорректированное время). И продержаться не 21 день, как в санатории, а жить так постоянно. Задачка, прямо скажем, не из простых.

Если вы беспорядочно, когда придется, ели в течение дня, а потом просто загоните себя в регулярные часовые рамки, то обязательно почувствуете эффект — например, похудеете, даже без особого ограничения в еде. А еще правильнее, если обедать вы будете рано, а ужинать не поздно. Не все про это помнят, но в суточном цикле «сон — бодрствование» есть время, которое называется «воротами сна».

58/59

Публицистика

Надежд разбитых груз Владимир Венгловский …В душе моей, как в океане, Надежд разбитых груз лежит. Кто может, океан угрюмый, Твои изведать тайны? Кто Толпе мои расскажет думы? Я — или Бог — или никто!

М.Ю. Лермонтов Божественные звуки Пятой сонаты наполняют комнату и, вырываясь в открытое окно, плывут над безбрежной темной водой. Кресло-качалка поскрипывает, внося слабый диссо- нанс в музыку Бетховена. Но это не страшно. я уже привык и менять ничего не собираюсь. Ни Бетховена, ни кресло, ни холод от «бенелли» двенадцатого калибра в правой руке. Охотничье ружье, заряженное патронами с картечью, удобно лежит на подлокотнике и качается вместе со мной. Вверх-вниз. Вверх-вниз. Прокравшийся в комнату ветер теребит занавески, и они шевелятся в такт музыке, словно паруса. И мне кажется, что старая девятиэтажка — это корабль, плывущий по вечному морю, чьи волны поднимают и опускают крепкую палубу. Вверх-вниз. Вверх-вниз. Я закрываю глаза, прислушиваясь к посторонним звукам, прорывающимся сквозь музыку. я их не слышу — скорее, чувствую. Или представляю. «Топ-топ-топ» — это шлепает широкими, вечно мокрыми лапами, спускаясь по лестнице, Пингвин. И как только его Бледная Пакость пропускает? Сожрет ведь когда-нибудь. «Шур-шур-шур» — скребется, поднимаясь из воды по старой кирпичной кладке, длинное щупальце. я — на седьмом. Уровень воды — между пятым и шестым этажами. Щупальцу ползти совсем недалеко, оно справляется со своей задачей и заглядывает в окно. Присоски на утолщении прислушиваются к дыханию теплой добычи. Ко мне то есть. Тварь, сидящая под водой на другом конце щупальца, еще не знает, что такое па- троны с картечью. Спасибо за «бенелли» хозяину квартиры на девятом. Жаль, что не могу лично поблагодарить. Давай-давай, подползай, хватит уж осторожно подкрады- ваться. Время поджимает. Пингвин появляется на пороге. — И-и-и-и! — кричит он. — И-и-и-и! Щупальце замирает в секундном замешательстве — кто это? что делать? — а затем, выпустив электрический разряд куда-то вверх, как натянутая резина щелкает обратно к окну — бежать, спасаться. я стреляю вслед. Часть картечи уходит в изреше- ченную стену, часть — в окно. Но основной заряд попадает в щупальце, разрывая студенистую плоть. Мне кажется, что где-то глубоко-глубоко под домом кричит от боли неизвестный мне водяной зверь. Утолщение с присосками падает на пол, заливая покореженный паркет голубой кровью.

— И-и-и-и! — радуется Пингвин, в предчувствии сытного обеда хлопая себя по лоснящимся бокам и переминаясь с ноги на ногу. — Ну, что ты наделал? — спрашиваю я, разглядывая чер- ное пятно на потолке. — Чуть добычу не упустили. Ай-ай-ай! Пристыженный Пингвин опускает голову, но я вижу по его хитрым глазам — нет, не раскаивается, в следующий раз опять без спросу притопает. Это он за меня переживает. Ему почему-то кажется, что я обязательно промахнусь и стану обедом для одного из тех. Из глубины которые. Какой же из меня обед? Правильно — невкусный. Жилистый. Но Пингвина не разубедишь...

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

Я аккуратно вырезаю из остатков щупальца электрическую железу. Стоит только неосторожно её сжать, как из кольчатой трубки на конце ударит молния. Бережно опускаю железу в трехлитровую банку с соляным раствором — и пойду теперь наверх заряжать аккумуляторы. Хочется же еще Бетховена послушать. Да и новости узнать не помешает. Вот и охочусь. на некоторых.

— Ешь, — кидаю я Пингвину все, что осталось. Пингвин хватает мясо прямо на лету и тут же проглатывает, громко щелкая зубастым клювом. — Эх ты, плод моего воображения, — говорю я Пингвину, дружески хлопая его по плечу, — вкусно небось? Да, это тебе не бычки в томате. Ладно, пошли радио слушать.

— И-и-и! — соглашается Пингвин, осматривая пол: вдруг гдето затерялся вкусный кусочек. ЦЯ закидываю «бенелли» за спину, беру под мышку старый магнитофон, сую в руки Пингвина банку, и мы выходим на лестничную площадку. Пингвин, переваливаясь с ноги на ногу, впереди. я — сзади. Стены покрыты потоками сырости. Плесень расползлась по штукатурке витиеватыми узорами — радостью психоа- налитика. Был у нас такой тип при лаборатории. Вызовет тебя в кабинет, откроет журнал и спрашивает: «На что, Се- режа Павлович, это похоже? а это? Вот сюда посмотрите». а там — кляксы разные, которые обязательно что-то напо- минать должны. Ну да, напоминали, прямо как эти разводы на стенах. Вон тот, например, на зубастую пасть похож…

— Стой, Пингвин! — кричу я. — я ж про Бледную Пакость из-за тебя забыл! Возвращаюсь обратно в квартиру и сердито ищу, что бы такого отдать на этот раз. Взгляд падает на подписку старых литературных журналов за две тысячи двенадцатый год. с одной стороны — жалко. А с другой — что делать?

— Посторонись, — говорю, — Сусанин ты лапчатый, а не Пингвин. Пингвин тяжело вздыхает. Размахиваюсь и запускаю журналы в сторону лестницы. Связывающая их тонкая бечевка рвется, и журналы, шеле- стя листами, опускаются на лестницу шестого, сползают по ступенькам, шлепаются в воду пятого. Никогда не могу заметить момента атаки — лишь в воз- духе повисает водяная взвесь, да перед глазами — бледная размытая пелена. Пакость передвигается так быстро, что увидеть её никак не получается. на лестнице не остается ни одного журнала — все схватила, до каждого листочка. Сидит сейчас, разбирается — съедобно или нет.

— Пошли, — говорю Пингвину, — наверх побыстрее. Хотя знаю, что можно и не торопиться. Пока Пакость пой- мет, что схватила что-то несъедобное, проходит минут пять. После чего снова начинает подстерегать. Тугодум какой-то. Мы поднимаемся выше. Пингвин, чувствуя за собой вину, грустно шлепает позади.

— Пойдем сегодня к Старушке? и радио сюда принесем? — спрашиваю я, кивая на потрескавшуюся деревянную дверь на восьмом. Дверь распухла от сырости и, если на нее надавить, от- кроется с неприятным скребущим звуком. Квартира про- пахла старыми газетами, керосином и ветошью. Все стены, начиная с короткого темного коридора, обклеены черно-бе- лыми фотографиями. Портреты, портреты... Улыбающиеся мальчики и девочки в нарядных костюмах, взрослые, так же дарящие ослепительные улыбки. Вся история многочислен- ного рода перед глазами. А Старушка жила одна. Одинокая узкая кровать у стены. Пропахшая сыростью деревянная грузная мебель. Запасы крупы, сахара и соли. Керосиновая лампа на столе. Вот за запасливость — огромное Старушке спасибо. Это тебе не бычки в томате с девятого.

— Нет, — говорю я Пингвину, закрывая дверь. — к Ста- рушке не пойдем. Пойдем к Охотнику. Там слушать будем. Пингвин радостно кивает, приоткрывая длинный клюв.

— И-и-и-и, — шлепает он руками по лоснящимся бо- кам. — И-и-и-и. В квартире Охотника Пингвину очень нравится разгляды- вать оленьи рога, висящие на стене. Дверь к Охотнику бронированная, металлическая, такую не открыть топором, как дверь Старушки, — пришлось пробивать стену от соседей. Сейчас замки можно не за- крывать — гостей не предвидится. на весь дом только я и Пингвин, если не считать надежно засевшую между пятым и шестым Бледную Пакость. Прямо в прихожей скалится и глядит с пола пластико- выми глазами шкура бурого медведя. Роскошная мебель расставлена в безумном сочетании классики и хай-тека. в гостиной — шкаф со стеклянными дверцами, заполненный призами и фотографиями. Фотографии разнообразием сю- жетов не отличаются. Охотник с медведем и товарищами. Медведь — мертвый. Товарищи — живые и улыбающиеся. Охотник с двумя грустными убитыми кабанами, третий сле- ва. Охотник где-то в Африке на сафари, львов, наверное, выслеживает. Я смотрю на простреленный потолок и вспоминаю, как едва не снес Пингвину голову.

— Пингвин, — киваю я на следы картечи на потолке, — помнишь?

60/61

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

62/63

Публицистика

Пингвин не помнит. Пингвин, приоткрыв клюв, смотрит на рога, висящие возле шкафа. он очень занят. Кажется, не дышит даже. я забираю банку из рук Пингвина, ставлю на стол и опускаю в нее контакт аккумулятора. Второй кидаю на батарею отопления. Вскоре аккумулятор зарядится и можно будет услышать последние новости. Выхожу на балкон и вдыхаю прохладную свежесть. До самого горизонта — вода, переходящая в голубое небо. Над торчащими остовами домов — тишина и огромное яркое солнце. Белые облака с розовой корочкой проплывают по небу и отражаются в водной глади. Говорят, что, оставшись один, человек может довольно быстро сойти с ума. Но я же не один — у меня есть Пингвин. «Топ-топ-топ» — Пингвин тоже выходит на балкон. Снятые со стены рога он гордо держит в руках перед собой. Пингвин подходит к перилам и сбрасывает рога вниз.

— Ну ты даешь! — говорю я.

— И-и-и, — соглашается Пингвин, тяжело вздыхая. В это мгновение радио в комнате на столе кашляет и на- чинает вещать голосом диктора: «Кх-х-х. Уровень воды за последнюю неделю не изменился. Пятнадцатиметровая водяная стена замерла на расстоянии ста двадцати кило- метров от эпицентра трагедии в городе... Кх-х-х... Зато- плено... Кх-х-х... Эвакуация продолжается. За последний месяц аномалия расширилась в диаметре на тридцать километров. Причины трагедии, приведшей к массовой гибели людей, до сих пор неизвестны. Ученые продолжают спорить о факторах, вызвавших необъяснимое стихийное бедствие. Почему вода замерла в огромном цунами, словно за невидимой стеной, и не разливается дальше, а пере- двигается скачкообразно? Откуда взялось такое количество воды посреди суши? Сегодня в студии профессор... К-х-х... Поддерживающий теорию о внеземном происхождении...» я схватился за голову. Больно. Очень больно. Боль набе- гает, словно морские волны. Пингвин испуганно смотрит и беззвучно раскрывает клюв.

— Слышишь, Пингвин внеземного происхождения, — сквозь боль улыбаюсь я. — Помоги до кровати добраться. Сильные руки Пингвина бережно подхватывают меня под мышки и опускают в кровать.

— Больше никогда меня не буди, — говорю я, чувствуя на лбу его ладонь. У озера, отливающего на солнце изумрудами, растут дома. Именно — растут, словно мангровые заросли, окуная в при- брежную илистую воду толстые извилистые корни. В городе кипит жизнь. Маленькие шустрые обитатели напоминают древесных квакш, но только многоногих и с пучком щупалец у головы. Они бегают, открывая круглые дверки и выглядывая в окна. Среди города поднимаются огромные белые цветы, растущие из верхушек домов. Посреди лепестков сидят большие толстые жабы, важно и глупо глазея по сторонам.

— Кар-р-ра! — вдруг кричит одна. Тут же по лестнице взбираются несколько квакш, перекатывают жабу на носилки, бегут к воде и спешно бултыхают туда толстушку.

— на нерест пошла, — комментирует невидимый Пингвин.

— и в этом мире разум, — говорю я. — Вы что — сговорились все? Почему не попадается ни одного пустого мира?

— а они есть, пустые миры? — вместо ответа спрашивает Пингвин.

— Мне еще не встречались. А ты не признаешься. Поро- сенок ты, а не Пингвин. Там «и-и-и» да «и-и-и», а как в мои сны пролезаешь, так болтаешь слишком много, только всё не по теме. Вообще — тебя кто сюда звал?

— Никто. я сам пришел. Тебе помогаю. И надеюсь, что ты найдешь мой мир.

— а вот и нет никакого твоего мира, — говорю я. — и тебя нет. Ты только плод моего воображения. А я потихоньку схожу с ума от боли и одиночества.

— Думай как хочешь, — вздыхает Пингвин.

— Слушай, — говорю я, чувствуя далекую подкрадываю- щуюся боль, — ответь на вопрос наконец, это ты портал в мой мир открыл? Но Пингвин, как обычно, не отвечает. А боль настигает меня во сне, набегает незримой огромной волной и за- полняет водой так, что голова готова разорваться в любую минуту. Падаю на колени. Стоит только не противиться напору, выпустить воду наружу, как она сметет этот мир. и я вижу… Вода вливается сквозь открывшийся портал, разрушая мангровый город. Она ломает цветы, и белые лепестки мечутся с волны на волну. В соленых водоворотах исчезают толстые жабы. Погибают, пытаясь спастись, быстрые квак- ши, раздавленные напором воды.

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

Нет! Назад! я не могу! Это неправда! Я не могу погубить чей-то мир. Даже спасая собственный. Не имею права. Нет больше сил сдерживать воду, и она уходит вместе с болью там, где-то далеко, на моей Земле. я покидаю сон с его счастливыми, оставшимися жить мохнатыми обитателями. Открываю глаза и чувствую тошноту. После снов- путешествий — вечное похмелье.

— Дай чего-нибудь поесть, — прошу Пингвина. Его не видно, но я знаю, что плод моего воображения бродит гдето неподалеку. Ага — а вот и он, несет банку бычков в томате.

— Нет чтобы что-то другое предложить, — бурчу я. — Омаров, например. Пингвин пожимает плечами, копируя мой жест, и вскры- вает банку с помощью консервного ножа. По комнате рас- пространяется ненавистный запах. За разнообразное меню тоже надо Охотнику спасибо сказать. Это в его квартире я нашел с полсотни таких банок. К потопу он, что ли, готовил- ся? Или просто бычки в томате обожает?

— Ну, поехали, — говорю я и втыкаю вилку в жирные рыбьи куски. А электрических студенистых тварей пусть Пингвин жрет. Может, они для людей ядовитые. Моя жизнь в данной ситуа- ции очень ценна. Беречь надо Сергея Павловича и лелеять. Радио опять оживает — это Пингвин ненароком его вклю- чил, неуклюже повернувшись. «Кх-х-х... Экстренное сообщение. В аномальной зоне новый резкий скачок. Уровень воды поднялся на полметра, а стена переместилась на пять километров. По предвари- тельным данным, жертв нет, люди из зоны риска были забла- говременно эвакуированы. Подобный скачок наблюдался неделю назад, когда радиус зоны затопления увеличился сразу на десять километров. Что может остановить насту- пающую воду? Сегодня у нас в гостях известный физик... Кх-х-х... Его речь вы прослушаете сразу после обращения к народу митрополита... Кх-х-х».

— Эге, — говорю я, — слышал, как уровень поднялся? Так и Бледная Пакость скоро свою добычу получит. Уже недолго осталось, — поднимаюсь я из-за стола, отталкивая наполо- вину опустевшую консервную банку. — Надо воды набрать. Кажется, ночью шел дождь? Пингвин не отвечает. он разглядывает место, где висели рога, и тяжело вздыхает. Я достаю из-под стола пустую пластиковую бутылку и вы- хожу на лестничную площадку. Слева от квартиры Охотника новая дверь китайского производства из тонкого металла, надави пальцем и прогнется. Здесь жили Молодожены. Справа — старая дверь, обшитая ободранным дерматином с торчащими из-под него кусками грязного утеплителя, — за ней обиталище Скряги. Эти квартиры мне не нравятся — недостаточно пропитались жизнью. Молодожены только въехали, а Скряга не оставил после себя следа, словно и не жил никогда. Гремя металлическими ступенями, поднимаюсь на чердак. Оттуда — на крышу. Так я гораздо ближе к небу с белыми облаками. Чувствую, что скоро придется сюда переселить- ся, если уровень воды поднимется еще выше. на широкой крыше в тени кирпичной вытяжки стоит ванна, куда собирается питьевая вода во время дождя. Разгоняю плавающих личинок комаров — «чертиков», наполняю бутылку и подхожу к низкому ограждению на краю крыши. Слышу: «Бум-бум-бум». О! Пингвин топает. Соскучился.

— И-и-и, — появляется в чердачном люке его черная физиономия.

— Заходи, — говорю, — гостем будешь. Полюбуйся жи- вописными видами. Хотя кругом одно и то же, как ты пони- маешь. Суши не видно. Пингвин хмурится. Вспоминает, наверное, тот день, когда сюда попал. Страшные тогда были волны! Похлеще цунами. Вода, появившаяся из портала посреди города, неслась стреми- тельными потоками, сметая все на своем пути. Как я спасся? Не знаю. Хватался за плывущую мебель, выныривал, падал в воду и снова плыл. Видел ли я портал? Нет, наверное. Не до того было. Достаточно, что я его чувствовал. я ведь сам такие открывать умею. Но страшным был не только напор воды. Вместе с пото- ками сквозь портал прошли чужие существа. Пингвина я встретил, когда до этой девятиэтажки доплыл. Как сейчас помню: открывается навстречу дверь, и появля- ется черное существо с меня ростом, улыбаясь зубастым клювом. Хорошо, что я тогда еще «бенелли» не нашел.

— И-и, — вдруг, волнуясь, говорит Пинг- вин. — И-и. В небо показывает. Смотрю — вдалеке вертолет неболь- шой летает. Как я его стрекот не услышал? Задумался, на- верное. Не угомонились еще, выходит, эвакуаторы. Или... у меня возникло — Пойдем, — говорю Пингвину, — нам нехорошее предчувствие. Неужели ищут меня? Ну, кажется, манией преследования я еще не страдал. ведь не надо быть спасенными.

— И-и-и, — соглашается Пингвин. Прежде чем нырнуть в темноту чердака, оглядываюсь. Не нравится мне этот вертолет. Очень не нравится. Как бы нас не заметили.Почему я вновь чувствую приближающуюся боль? Так быстро. Совсем же недавно в сон погружался.

64/65

Публицистика

Когда учёный правит государством В.А.Лучников

Как проявляли себя ученые на не совсем свойственном им поприще? Имеет ли смысл привлекать людей науки к управлению государством иначе, нежели в качестве высококвалифицированных консультантов? Попробуем, не претендуя на истину в последней инстанции, разобраться в этом вопросе на примере нескольких ярких биографий.

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

Тиберий Клавдий римский император из Юлиев-Клавдиев

Преторианец Грат меняет историю

Мухаммед Тарагай правитель тюркской державы Тимуридов

Максима осыпавшейся штукатурки Одним из самых замечательных ученых на троне был самаркандский властитель Мухаммед Тарагай, более известный в истории как Улугбек. Этот любимый внук знаменитого среднеазиатского завоевателя Тимура оказался на вершине власти в 1409 году — в пятнадцатилетнем возрасте, после ожесточенной борьбы различных группировок знати, начавшейся сразу после смерти его деда. Владыка Самарканда проводил молодость в разгульных пирушках, был непревзойденным мастером соколиной охоты. В какой-то момент молодой правитель возмечтал о воинской славе, но, в отличие от деда, не сумел её стяжать: узбекские кочевники, против которых он двинул войска, вели «скифскую войну», отступая перед превосходящими силами, но возвращаясь и уничтожая оставленные гарнизоны, когда враг уходил. Словом, из него должен был получиться заурядный восточный деспот, но вышло не так.

Университет Верхнего Эльзаса — французский университет, относится к академии Страсбург. Верхний Эльзас — историческое название южной части Эльзаса, которое примерно соответствует нынешнему региону Верхний Рейн. в университет входят 4 факультета, 2 института, 2 высшие школы и университетский образовательный центр.

Толчком послужило, вероятно, возникшее однажды серьезное разочарование в своей способности прославиться государственными делами. По преданию, Улугбека поразила надпись на одной из мечетей Самарканда, построенной по приказу Тамерлана: часть её обвалилась вместе со штукатуркой, и вместо традиционного изречения: «Тимур есть тень Аллаха на земле» остались лишь слова: «Тимур есть тень». Это мистическим образом перекликалось с судьбой государства, созданного основателем династии Тимуридов, — оно было разодрано на куски соперничающими вождями вскоре после смерти великого завоевателя. В то же время Улугбек, увлекавшийся среди прочего астрологией, тесно связанной со средневековой астрономией, имел возможность осознать, что научные знания бывают долговечнее самой громкой военной славы. Вместе со своими учеными друзьями — Джемшидом альКаши, придумавшим десятичные дроби и вычислившим число пи с точностью до 16 знаков (рекорд, продержавшийся почти двести лет), Кази-заде ар-Руми, который обработал первые семь книг «Начал» Евклида, и другими — Улугбек совершил грандиозный труд: они стали создателями уникального по своей полноте и точности звездного каталога, так называемого Гурганского зиджа. Для работы над каталогом Улугбек построил огромную по тем временам обсерваторию, развалины этого сооружения сохранились до наших дней. Именно колоссальные размеры обсерватории, главным рабочим инструментом которой был квадрант радиусом 40 метров, обеспечивали высокую точность измерений.

Sylvie Chappuis et al. Role of the circadian clock gene Per2 in adaptation to cold temperature.

«Molecular Metabolism», 2013, 2, 3, 184—193, doi: 10.1016/j.molmet. 2013.05.

За 14 веков до Улугбека другой ученый тоже достиг верховной власти, хотя этот случай не так известен. Речь идет о римском императоре Клавдии, правление которого стало относительно светлым промежутком между тираниями Калигулы и Нерона. Этот отпрыск старинного патрицианского рода Клавдиев, внук Марка Антония и Ливии Друзиллы, супруги императора Октавиана Августа, был известен до своего возведения на престол как автор многочисленных трудов по истории этрусков и лингвистике. у него была репутация человека крайне неуклюжего и рассеянного, этакого типичного профессора-«ботаника», который света не видит за своей наукой. Случай вознес Клавдия на вершину власти Римской империи. От Калигулы доставалось не только безобидным ученым вроде Клавдия, но и гордым офицерам преторианской гвардии. Вконец выведенные из себя, преторианцы однажды подкараулили Калигулу на выходе из дворцового театра и закололи его кинжалами, но плана дальнейших действий у них не было. И тут в дело вмешался почти комический случай, из тех, что иногда парадоксальным образом меняют ход истории. Один из солдат-заговорщиков, которого звали Грат (время сохранило его имя), проходя по дворцу, заметил выглядывавшие из-за занавески сандалии. Это прятался Клавдий, испугавшийся шума борьбы. Солдат припал к его ногам и приветствовал титулом императора. Товарищи Грата одобрили это решение, и после непродолжительной смуты сенат, пожелавший было провозгласить республику, был вынужден признать Клавдия как нового повелителя Рима. Тут и выяснилось, что бедолага-историк не так прост, как кажется. Первым делом новый император повелел казнить непосредственных участников убийства Калигулы — центуриона Кассия Херею и еще несколько человек, а затем предать всю историю заговора забвению. Дальнейшие действия Клавдия еще больше убедили сомневающихся, что, несмотря на случайные обстоятельства, трон заняла отнюдь не случайная фигура. Будучи профессиональным историком, он обладал огромной эрудицией по части удачных и неудачных приемов управления государством. Клавдий понимал, что подданных следует занять делами, в которых они смогут проявить себя, обогатиться, сделать карьеру, вместо того чтобы предоставить их самим себе и позволить заниматься борьбой за власть и устройством заговоров. Во время правления Тиберия и Калигулы, его ближайших предшественников на троне, Римская империя почти не вела военных действий. Поэтому Клавдий очень угодил своим военачальникам «маленькой победоносной войной» против бриттов, в результате которой Британские острова вошли в состав империи, а новый император весьма упрочил свое положение. В то же время Клавдий много занимался улучшением инфраструктуры Италии и провинций. Один из построенных при нем акведуков до сих пор питает водой знаменитый фонтан Треви в Вечном городе. В деле государственного управления он проявил себя новатором, организовав с помощью своих вольноотпущенников что-то вроде министерств, неподконтрольных сенату, которому он не доверял.

66/67

Публицистика

Густав Адольф шведский кронпринц

Свободное время монархов Пока монархи в большинстве своем обладали реальной властью, среди них, надо признать, ученые встречались нечасто — раз в несколько веков, может быть. Государственное управление — слишком хлопотное дело, чтобы делить его с каким-то другим занятием, требующим полной самоотдачи. К тому же и сама профессия ученого была большую часть человеческой истории достаточно экзотической. Но в XIX веке многое изменилось. Почти все старинные династии либо потеряли свои троны, либо трансформировались в конституционные монархии, имеющие лишь декоративные и представительские функции. В то же время научная деятельность стала куда более распространенным родом деятельности, чем в былые времена. Нынешние наследные принцы и принцессы получают образование в передовых университетах, где подвергаются высокому риску подхватить интерес к занятиям наукой, если в них от природы заложена соответствующая склонность. Такая судьба постигла, например, шведского кронпринца Оскара Фредерика Густава Адольфа, правившего в 1950 — 1973 годах под тронным именем Густава VI Адольфа. Этот потомок Жана Бернадота, мятежного наполеоновского маршала, избранного наследником шведского престола в 1810 году, и бывшей подружки самого Наполеона, на которой маршал женился, не на шутку увлекся археологией и историей во время учебы в университете Упсалы. Увлечение переросло в серьезную страсть. Уппсальский университет — старейший публичный университет Швеции и всей Скандинавии, существующий с 1477 года. с университетом связаны имена таких учёных, как Карл Линней, Андерс Цельсий, Юхан Валлериус, Андрес Ангстрем, Адам Афцелиус, Пер Афцелиус, Сванте Аррениус.

Среди современных монархов есть по меньшей мере одна научная династия. Предыдущий император Японии, Хирохито, профессионально занимался морской биологией, был специалистом по классу Hydrozoa (то есть морским медузам и полипам) и даже издал несколько книг по данному предмету. Научное увлечение отца унаследовал его старший сын Акихито, нынешний император Страны восходящего солнца и признанный ихтиолог. Брат императора, принц Масахито Хитачи, стал ученым-онкологом, результаты его исследований тоже публиковались в национальных и международных научных журналах. Более того, и дочь ныне здравствующего императора, принцесса Нори, до замужества некоторое время занималась наукой, специализируясь в орнитологии. Правда, выйдя замуж за человека незнатного происхождения, она в соответствии с японскими законами перестала быть членом императорской семьи. Китая, на глазах становившегося полуколонией западных держав, побудила часть японских патриотов сплотиться вокруг молодого императора Муцухито. Упразднив в результате упорной борьбы с ревнителями старины сёгунат и сословие самураев, реформаторы взяли курс на ускоренную модернизацию страны. Открывшись Западу, японцы жадно впитывали технические и научные знания, накопленные остальным человечеством, выписывали европейских профессоров в новообразованный Токийский университет. В 1905 году модернизированный японский военно-морской флот нанес сокрушительное поражение русской эскадре при Цусиме, окончательно утвердив за Японией статус мощного и агрессивного государства.

Лазар Карно французский математик

Архимед французской революции Целое созвездие ученых — государственных деятелей высшего ранга явила миру Франция во время революции и в последовавшую за ней наполеоновскую эпоху. Особенно большие услуги молодому государству оказали математик Лазар Карно, известный многими фундаментальными трудами в области геометрии, математического анализа и теории машин, он же автор памятной записки о воздухоплавании и трактата о защите крепостей, преподаватель из той же Мензьерской школы военных инженеров Гаспар Монж, тоже математик, «отец» начертательной геометрии, и химик Жан Антуан Шапталь, имя которого носит один из процессов улучшения качества вина — шаптализация. Пылкая натура Карно не позволяла ему оставаться в стороне от революционных событий, в 1792 году он стал членом Конвента, который назначил его одним из комиссаров организации обороны страны в Восточных Пиренеях. Замечательно проявив себя на этой должности, Карно в январе 1793 года вошел в Комитет общественного спасения ответственным за персонал и движения войск. Этот пост математик занимал до марта 1795 года и п способности, сформировав 14 армий, которые успешно отразили нашествие монархической Европы на республику. Слава Карно как «организатора победы» (таков был почетный титул, данный ему в высокопарных традициях революционного времени) доставила ему кресло одного из членов Директории, высшего органа исполнительной власти Франции в 1795 — 1799 годах. Два раза (в 1796 и 1797 годах) Карно становился председателем Директории, то есть был формальным главой государства.

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

Жан Антуан Щапталь французский химик

Гаспар Монж французский математик, геометр В то время как Карно организовывал одну за другой революционные армии, Гаспар Монж в должности морского министра пытался преобразовать французский флот. на высокую должность математик был назначен после успешной работы в комиссии по введению во Франции единой системы мер и весов — метрической системы, которой ныне пользуется большинство стран в мире, так или иначе попавших под французское влияние. Однако в условиях тотального дефицита кадров (большинство офицеров-роялистов эмигрировало), финансов и боеприпасов деятельность Монжа в морском ведомстве не могла быть особенно успешной. Подав в отставку, ученый занялся организацией массового производства ружей и пушек. Его заслуги по защите страны от интервенции сравнивают иногда с усилиями Архимеда при обороне Сиракуз. Успехи Карно и Монжа в обороне Франции от внешних врагов не были бы возможны без участия химика Жана-Антуана Шапталя, также принявшего революцию с энтузиазмом. Одним из последствий казни Людовика XVI для Франции оказалась морская блокада британским флотом, из-за которой стал невозможен ввоз в страну важнейшего компонента для производства пороха — индийской селитры. Монж, Шапталь и их сотрудники в кратчайшие сроки разработали технологию извлечения селитры из почвы конюшен, овчарен и выгребных ям (вспомним, что это вещество получается из мочи и помета). Всем гражданам было предписано заниматься вываркой селитры из земли по инструкциям и под контролем ведомства Шапталя, и угроза порохового голода для революционных армий была преодолена. Так химик в критический момент для своей страны сумел оказать ей неоценимую помощь. (Интересно, что через сотню с лишним лет история в какой-то мере повторилась, когда во время Первой мировой войны кайзеровская Германия оказалась отрезанной флотами стран Антанты от залежей чилийской селитры. Открытый незадолго до войны Фрицем Габером и усовершенствованный Карлом Бошем процесс синтеза аммиака из водорода и атмосферного азота позволил Германии вести затяжную войну.) Популярность Карно и Шапталя в стране была так высока, что оба ученых остались на первых ролях и после захвата власти Наполеоном (Монж к тому времени отошел от активной политической деятельности). Шапталь даже стал министром внутренних дел, сменив на этом посту в 1801 году никак не проявившего себя Люсьена Бонапарта, брата первого консула. Новый министр развернул бурную деятельность по обновлению инфраструктуры Франции, строительству новых и ремонту старых дорог, почтовых станций, линий семафорного телеграфа и так далее.

В 1804 году Шапталю пришлось уйти в отставку, когда он отказался засвидетельствовать, что свекловичный сахар лучше тростникового, как это было нужно Наполеону по политическим мотивам (британский флот отрезал Францию и от сахара). Что касается Карно, то он, с одной стороны, был обязан Бонапарту возвращением на родину из изгнания, в которое должен был отправиться из-за подозрений в роялизме на последнем году правления Директории. Наполеон не только позволил ему приехать во Францию, но даже назначил в апреле 1800 года военным министром. С другой стороны, как искренний республиканец, Карно не мог равнодушно смотреть на планомерное уничтожение первым консулом завоеваний революции, прежде всего свободы слова. Поэтому уже в октябре того же года он покинул свой пост. Но когда после разгрома наполеоновской армии под Лейпцигом в 1814 году война приблизилась к границам Франции, математик и генерал сам протянул руку помощи императору и возглавил героическую оборону Антверпена от войск Шестой антифранцузской коалиции. В бурный период Ста дней Карно встал во главе Министерства внутренних дел. Вернувшиеся после Ватерлоо Бурбоны этого ему, конечно, не простили, и Карно был вынужден вторично, и теперь уже навсегда, отправиться в изгнание. Только в 1889 году останки великого сына Франции были перевезены на родину и захоронены в Пантеоне. К этому времени славу рода Карно увеличил сын революционного генерала, Сади Карно, основатель термодинамики. А в 1887 году династию вновь прославил Сади Карно-младший, племянник великого физика и сам незаурядный военный инженер — он стал четвертым президентом Третьей республики.

68/69

Публицистика

Аскар Акаев бывший президент Киргизии

Ангела Меркель канцлер Германии

Научная молодость бундесканцлерин

Лейпцигский университет — второй по старшинству университет на территории современной Германии после Гейдельбергского университета. Университеты Кёльна, Эрфурта и Вюрцбурга, которые были основаны раньше Лейпцигского, на некоторое время прерывали свою деятельность и затем открывались

Характерная для нынешних времен массовость профессии научного сотрудника, без сомнения, все больше станет проявляться и в растущем представительстве ученых на высших государственных постах. Соблазнительно было бы причислить к ученым во власти очень популярную у себя в стране Ангелу Меркель, канцлера ФРГ. Для этого имеются все формальные основания. В 1978 году она закончила физический факультет Лейпцигского университета и двенадцать лет проработала по специальности в Центральном институте физической химии при Академии наук ГДР. Там она защитила кандидатскую диссертацию по теме «Исследование механизма реакций распада с простым разрывом связей и расчет их скоростных констант на основании квантово-химического и статистического методов», то есть овладела сугубо специальными и сложными в техническом отношении методами теоретической химии. Молодая перспективная исследовательница была на хорошем счету в институте, и, поскольку нам известны её целеустремленность и сила характера, можно не сомневаться, что со временем доктор Меркель сделала бы блестящую академическую карьеру, если бы бурные исторические события конца XX века не нарушили плавного течения жизни половины стран Европы. В 1989 году ГДР прекратила свое существование, а вместе с ней и национальная Академия наук. Ангела, которая всегда активно участвовала в общественной жизни, оказалась захваченной в водоворот большой политики и начала новую жизнь с должности администратора ЭВМ в партии «Демократический прорыв». Было бы рискованно утверждать, что познания в высшей математике помогли ей в политических рассчетах, но так или иначе, в 2005 году она становится первой женщиной-канцлером Германии, и с тех пор продолжается правление, которое историки, без сомнения, назовут когда-нибудь «эрой Меркель». В то время как большинство стран объединенной Европы все сильнее погрязает в затянувшемся экономическом кризисе, Германия бьет рекорды темпов экономического развития и роста производительности труда. Хотя реформы, благодаря которым Германия переживает свое второе после войны «экономическое чудо», были предложены и запущены при предшественнике Меркель, Герхарде Шрёдере, именно железный характер «бундесканцлерин» позволил реализовать основные положения этих реформ.

Если Ангела Меркель закончила свою академическую карьеру очень рано, с головой уйдя в политику после написания восьми статей и защиты кандидатской, то Аскар Акаев, президент Киргизии в 1991 — 2005 годах, занялся государственными делами, будучи уже известным ученым, получившим выдающиеся результаты в области оптических методов обработки информации. Действительный член Академии наук Киргизской ССР с 1984 года, он, вероятно, как и Меркель, связывал свое будущее с учеными занятиями, когда жизнь вокруг стремительно стала меняться. В какие-то три-четыре года престиж науки на огромном пространстве от Балтики до Курил упал до практически нулевого уровня, зато ключом забурлила политическая активность сограждан. Будучи человеком с именем, академик Акаев смог настолько удачно вступить в новую игру, что в 1990 году сменил кресло президента Киргизской академии наук на кресло президента республики и занимал его почти четыре срока, пока «тюльпановая революция» 2005 года не освободила его от этой должности.

Станислав Шушкевич бывший глава Белорусии Примерно в то же время, когда физик Акаев занял высокий пост в Киргизии, главой Белоруссии стал радиоэлектронщик Станислав Шушкевич. Станислав Станиславович тоже уже был заслуженным ученым к этому времени, в 36 лет он защитил докторскую диссертацию. Самым заметным деянием Шушкевича на президентском посту стало, конечно, подписание Беловежских соглашений, официально оформившее уничтожение СССР. После этого события он еще относительно недолго — до 1994 года — оставался на посту председателя Верховного совета Белоруссии, проиграв первую в истории страны президентскую кампанию, и поэтому больше не имел возможности проявить себя как государственный деятель.

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

Хаим Вейцман бывший президент Израиля

Альберт Эйнштейн немецкий физик-теоретик

Поучимся у французов?

Исаак Ньютон английский физик и математик

Николай Коперник польский атроном и математик

Конечно, наш обзор далеко не полон. Осталась, например, за рамками этого очерка деятельность Николая Коперника, возглавившего оборону крепости Фромброк от рыцарей Тевтонского ордена. Нет рассказа об удачной работе Ньютона на посту смотрителя Королевского монетного двора — предоставим любопытному читателю самостоятельно ознакомиться с вопросом. Нельзя не вспомнить, что у Эйнштейна была возможность стать президентом Израиля, когда в 1952 году к нему поступило такое предложение, от которого великий физик отказался. А сменить он должен был химика Хаима Вейцмана, который, в частности, прославился тем, что во время Первой мировой войны наладил в Англии производство за счет сбраживания крахмала открытой им бактерией Clostridium acetobutylicum, или «организмом Вейцмана». Учитывая, что стран в мире сотни, а правителей в их истории — десятки тысяч, почти наверняка можно утверждать, что многие интересные и поучительные примеры нахождения ученых во власти мы упустили. Но если принять приведенные примеры за случайную выборку, то надо признать, что в целом ученые доказали свою профпригодность как руководители и политики высшего ранга. Бывали, конечно, эксцессы, как в случае с Лапласом, изрядно скомпрометировавшим ученую братию на ответственных постах. Но это, как говорится, исключения, подтверждающие правила. Французы, явившие миру особенно большое количество ученых — государственных деятелей, прекрасно сознавали, что люди с научным складом ума могут быть очень кстати в делах государственного управления. Сегодня кузницей управленческих кадров во Франции стала знаменитая Политехническая школа, вступительные экзамены в которую включают решение математических задач очень высокой сложности. Зато о трудоустройстве её выпускникам беспокоиться не приходится, они, что называется, идут нарасхват. Такая система работает как социальный лифт, дающий шанс одаренным молодым людям из всех слоев общества быстро подняться в высшие эшелоны власти и бизнеса. Думается, и российское государство выиграло бы, создав подобную систему поиска научных талантов среди молодежи и продвижения их во власть. Что же касается массового привлечения к делу управления государством уже состоявшихся ученых, то можно предположить, что это не только повысило бы уровень компетенции управления, но и оздоровило бы моральный климат во власти — вспомним принципиальность Шапталя, бросившего вызов самому Наполеону во имя научной истины.

70/71

Физиология

Винная химия 1,2,6-триметил-1,2-дигидронафтален

А.А.Бондарев 2-Метокси-3-изобутиллиразин

Гараниол

Сотолон

Ацетальдегид

Классический ритуал дегустации выглядит так. Сначала нужно взболтать вино, повращав бокал, чтобы высвободить ароматы, и понюхать его. Затем сделать глоток и подержать его во рту, а лучше втянуть немного воздуха сквозь зубы и выдохнуть через нос, чтобы поработало ретроназальное обоняние. Этот глоток можно проглотить или выплюнуть, при этом повторно ощутить ароматы с еще одним ретроназальным потоком. И наконец, чуть-чуть подождать, оценивая послевкусие. Повторить. Во всех этих действиях есть определенный смысл — они должны оптимизировать взаимодействие наших органов вкуса и обоняния с субстанцией, от которой мы хотим получить нечто большее, чем просто чувство опьянения. Финал дегустации — это длинное, иногда абсурдно подробное описание текстуры, вкуса, а главное — ароматических нот. В описании встречаются эпитеты: «спелые фрукты», «красные ягоды», а в послевкусии «лакрица» или «гнилые яблоки». Надо признаться, что такая дегустация вина — это искусство, а не наука. Есть и другие, в которых доля объективного научного знания существенно выше, например дегустации, цель которых — установить качество товара (оливкового масла, чая). В случае благородного алкоголя мы имеем дело с так называемой гедонистической дегустацией, то есть не с оценкой качества, а с характером конкретного вина, терруаром (местом, где был выращен виноград), ожидаемыми региональными особенностями и выдержкой. Однако и здесь химия — непосредственный участник дегустации, и она позволяет взглянуть на весь этот ритуал с другой стороны. Ведь дескрипторы (так называют термины, которыми описывают и характеризуют вино), используемые дегустаторами, взяты не произвольно, а имеют под собой химический базис.

4-Метил-4-меркаптопентан-2-он

Оксид нерола

Метиланатранилат Линалоол

Бета-дамасцеон Нерол

Розоксид

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

Винный аромат Начнем с ярко выраженных ароматных вин. Вина из различных сортов муската (белый, александрийский, оттонель и т. д.) часто не удостаиваются внимания дегустаторов как раз по причине своего немного прямолинейного характера. Аромат у них характерно-сортовой, то Подмечено, что австралий- есть вполне узнаваемый, ским винам из сорта шираз и стабильный. Мускаты (сира — его французское обязаны своим ароматам название) свойствен запах терпеноидам, в основном линалоолу (встречается черного перца. Конечно, также в апельсине, манго, виноделы были заинтере- базилике, лаванде), гесованы в идентификации раниолу (гераневое и ромолекулы, ответственной зовое масла) и его цис-инеролу (розовое за этот аромат. зомеру и бергамотное масла). Эти вещества относят к так называемым первичным ароматам — они содержатся в самом винограде и переходят в вино при его производстве. Все эти терпеноиды также часто присутствуют в специях и ароматах цветов, соответственно и вина из муската имеют эти же ароматные ноты. С другой стороны, аромат муската настолько характерен, что можно сказать: мускат пахнет мускатом.

Университет науки и техники штата Айова, более известный как Университет штата Айова — общественный университет США, расположенный в Эймсе, штат Айова. Основан в 1858 году. До 1959 года назывался — Колледж сельского хозяйства и механики искусств штата Айова. С 1958 года университет является членом Ассоциации американских университетов. В состав университета входят 8 колледжей.

Не столь однообразным, но все же вполне узнаваемым ароматом и характером обладают вина из сортов гевюрцтраминер (белый виноград, растущий на востоке Франции, в Эльзасе, и Германии) и торронтес (белый виноград с уникальным вкусом, распространенный в Аргентине). Их описание практически всегда сопровождается такими дескрипторами, как личи, роза и тропические фрукты. Оказывается, не случайно — на молекулярном уровне есть несколько соединений, определяющих аромат и вина, и продукта, с которым мы его сравнивают. Среди них выделяются два характерных: розоксид и оксид нерола, а также более распространенные в вине, но не менее важные для запаха этих сортов — линалоол и бета-дамасценон. Розоксид (в основном изомер (4R,2S)(-)-цис розоксид) — главный характерный компонент аромата плодов личи (Litchi chinensis). Сравнивать аромат вина с розой сложнее, хотя бы потому, что вариантов аромата розы огромное количество (см. «Химию и жизнь», 1985, № 8). Но если говорить о привычном нам запахе роз, используемом в парфюмерии и, например, в розовой воде (это групповой аромат видов Rosa centifolia и Rosa damascena), то в них присутствуют три вещества из нашей

четверки — розоксид, линалоол, бета-дамасценон. Последний и доминирует в аромате розы. А торронтес — чемпион по содержанию оксида нерола с цветочно-зеленым ароматом, которого в нем в 20 — 40 раз больше, чем в гевюрцтраминере. Другие сорта белого винограда уже не так прямолинейны. Возьмем французский сорт совиньон блан, распространившийся в Новом Свете. В винах из этого винограда доминируют две группы химических веществ, которые подавляют друг друга. Это группа пиразинов с преобладающим 2-метокси-3-изобутилпиразином и группа серосодержащих молекул во главе с 4-метил-4-меркаптопентан2-оном. Первый из них придает вину характерную ноту болгарского перца, в котором он также

присутствует. Кстати, такой аромат свойствен и красному сорту каберне совиньон, эта сенсорная характеристика очень чувствительна к концентрации — если данного пиразина много, то аромат получается слишком травянистым. Концентрация меркаптанов также сильно влияет на аромат вина, причем ноты, которыми их описывают, варьируют от приятных ароматов крыжовника, смородины, маракуйи и гуавы до запаха кошачьей мочи. Правда, сам 4-метил-4меркаптопентан-2-он, несмотря на характерный аромат смородины и крыжовника, в этих продуктах не найден. В то время как другой меркаптан, отвечающий за запах кошачьей мочи в совиньоне (3-меркапто3-метилбутан-1-ол), действительно обнаружен в кошачьей моче. Среди красных вин таких прямолинейных сортов нет. Исключением можно считать известный у нас сорт изабеллу

и его американских родственников из менее распространенного вида винограда Vitis labrusca (и его гибрида с культурным виноградом Vitis vinifera). Помимо странного «кислого запаха» (foxiness на английском), который сложно объяснить, в аромате изабеллы преобладает метилантранилат — одна из ключевых молекул, ответственных за различие запахов лесной и садовой земляники. Приятный аромат, но для вина слишком однообразный. у великих красных сортов винограда есть какие-то ожидаемые ноты. В учебниках для начинающих любителей вина написано: каберне совиньон — это черная смородина и зеленый перец, мерло — это красные фрукты (слива, вишня), сира, или шираз — черный перец и другие специи, и так далее. Имеют ли эти описания какой-то химический базис? Несомненно, однако не всегда очевидно, что в вине и в продукте, с которым мы его сравниваем, присутствует одно и то же химическое соединение. Аромат перца в ширазах — характерный и поразительный пример. Подмечено, что австралийским винам из сорта шираз (сира — его французское название) свойствен запах черного перца. Конечно, виноделы были заинтересованы в идентификации молекулы, ответственной за этот аромат. Только сначала все думали, что одно соединение искать бесполезно, поскольку это смесь нескольких веществ. Но виноделам повезло: они обнаружили тяжелый сесквитерпен ротундон с запахом черного перца, а потом его нашли и в самом растении Piper nigrum. Это важно, поскольку, определив характерную молекулу, ученые могут подсказать условия культивации лозы, при которых в винограде увеличится концентрация ротундона. А вот с ароматом черной смородины в каберне совиньон уже гораздо сложнее. Предполагают, что в смородине и в вине разные молекулы ответственны за черносмородинный аромат. В вине это 4-метил-4-меркаптопентан-2-он и родственные меркаптаны — те самые, что придают ноту крыжовника белому совиньону. В смородине другой состав меркаптанов, но помимо этого в ней важную роль играют терпены и нитрилы. Во всех других великих красных сортах винограда, таких, как пино нуар, темпранийо, неббиолло, характерных молекул, по-видимому, нет, и все определяется удельной концентрацией множества сложных эфиров, терпенов, серосодержащих молекул, лактонов и других соединений.

72/73

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

74/75

Физиология

Не просто с описанием

Технологические ароматы

Калифорнийский университет в Дэвисе — один из университетов в системе Калифорнийского университета, находящийся в городе Дэвис. в 2005 году занимал 14 место среди публичных университетов США согласно U.S. News & World Report. Университет известен отделениями медицины (основано в 1966), ветеринарии (1948), юриспруденции (1969), менеджмента (1981), однако в Дэвисе также обучаются и ведут исследования по всем основным современным дисциплинам.

Особняком стоят вина, аромат которых определяется в первую очередь технологией, а не сортом винограда. Для них часто можно определить молекулы, которые ответственны за их ароматы, и они же присутствуют в продуктах, с которыми их сравнивают. Например, хересы. Упрощая, можно сказать, что хересы имеют две характерные разновидности — фино и олоросо, и одну промежуточную — амонтийядо. Фино — это вина, прошедшие дополнительный этап созревания под дрожжевой пленкой, образованной особыми видами Saccharomyces cerevisiae, способными питаться компонентами крепленого вина. Исследования показывают, что на разных стадиях в процессе могут участвовать разные популяции и виды дрожжей. Помимо того что дрожжи образуют плотную пленку на поверхности вина и препятствуют окислению вина кислородом, они сильно изменяют его ароматический профиль продуктами своей жизнедеятельности и распада. Схожую технологию используют (и соответственно получают схожие ароматы) во французских желтых винах. Для фино характерен запах ацетальдегида, который накапливается по мере выдержки вина. Запах зависит от его концентрации: в небольших количествах он характеризуется или как зеленые яблоки, или как гнилые яблоки с тонами сена. В зеленых яблоках ацетальдегид также служит ароматическим компонентом. Еще он содержится в йогурте, хлебе и кофе. Помимо всего, ацетальдегид — это исходное вещество для образования других важных для аромата хересов компонентов, таких, как сотолон и 1,1– диэтоксиэтан (имеет эфирный, слабофруктовый, хересный запах). Другая разновидность хереса, олоросо, созревает с доступом к кислороду, поскольку бочку в процессе выдержки заполняют не до конца. Поэтому немного различается и химия продукта — в олоросо много диацетила и хересных лактонов, в особенности сотолона. Концентрация сотолона в олоросо в разы выше, чем в фино. По запаху он напоминает грецкий орех, жареные семена фенугрека и кленовый сироп. Сотолон имеет довольно низкий порог обнаружения, поэтому он всегда вносит существенный вклад в те продукты, в которых содержится. Другой запах хереса олоросо, диацетил (бутан 2,3 дион), — это характерный аромат продукта ферментации лактобактерий, а именно сливочного масла и других кис-

ломолочных продуктов (сметана, сыворотка). В них этот запах также преобладает. В хересах нет молочно-кислой ферментации, и диацетил образуется через кислородное окисление. Тем не менее для хереса характерен тот же сливочно-ореховый аромат. Кстати, диацетил — продукт еще одного технологического процесса, обычного для красных вин и иногда применяемого для белых, — яблочномолочной ферментации. Американские вина из сорта шардоне известны своей текстурой и сливочным ароматом, за которую ответствен именно диацетил. К технологическим ароматам можно

отнести и ароматы, образующиеся после бочковой выдержки. В первую очередь это ванилин, который определяет и запах ванили. В вино ванилин попадает, экстрагируясь из обожженной бочки (ванилин и родственные ему соединения образуются из лигнина при обжиге дуба), и этот запах очень характерен для многих красных вин. Некоторые красные вина — особенно этим славятся вина из долины Роны во Франции — проявляют ноты копченого бекона, гвоздики, потного конского седла и скотного двора, то есть необычные для вина животные ароматы. И как бы ни хотелось виноделам приписывать эти ноты особому терруару, это, по сути, технологические ароматы, а точнее недостатки технологии, при которой развиваются бактерии Brettanomyces bruxellensis. Результат их жизнедеятельности — запахи 4-этилфенола и 4-этилгваякола.

Пока мы говорили о базовых ароматах, типичных для того или иного сорта или уникальной технологии производства. Но вино особенно ценится за его способность к выдержке и развитию новых ароматов. Некоторые вина приобретают с годами такую комплексность, что десятка дескрипторов недостаточно, чтобы точно описать глубину аромата. Здесь даже могут появиться такие термины, как коробка из-под сигар, кожа, пепел, лакрица, кедр, кофе и другие. В этом случае по-настоящему сложно найти химическую основу. Например «кофе» — это несколько сотен компонентов, десятка два из которых обязательны для создания характерного аромата. Трудно ожидать, что в описываемом нами вине будет именно этот список в той же концентрации. С другой стороны, в вине обнаружен 2-фуранметантиол, имеющий запах жареного кофе. Может быть, и одного этого соединения достаточно, и все не так сложно. Нет сомнений, что за любым ароматическим описанием стоит определенный химический базис, однако не всегда очевидно, какой именно. Например, что стоит за запахом кремня, обнаруживаемом в шардоне, и, кстати, когда вы в последний раз нюхали мокрые камни (у дегустаторов это стандартный дескриптор)? в 80-х годах XX века профессор калифорнийского университета в Дэвисе (США) Энн Нобл создала «колеса ароматов вина», и это стало большим прорывом, поскольку появилась объективность в описании вина. Фактически она предложила простую схему идентификации ароматов вина. Но даже в ней присутствуют странные запахи «мокрой собаки» и «медицинский». Потом и другие отрасли дегустации сделали подобные колеса ароматов. Но бывает и наоборот: соединение в вине установлено, а его аромат описать сложно. В выдержанных винах из сорта рислинг дегустаторы часто находят тона нефти или керосина. Почему они так его называют, не совсем понятно, хотя уже и выявлено вещество, ответственное за этот аромат, — 1,1,6-триметил-1,2дигидронафтален. Этот аромат — желательный сортовой признак, проявляющийся только при выдержке, но придумать, как его назвать, чтобы было понятно всем, совсем непросто. Взглянув на хроматограмму вина с точно расшифрованными и подписанными

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015 названиями под каждым пиком, мы не сразу обнаружим те вещества, о которых говорили до этого. Самые высокие пики принадлежат совсем другим молекулам. Это сложные эфиры, такие, как изоамилацетат и этилкаприлат, летучие кислоты (каприловая и каприновая), и высшие спирты (фенилэтиловый спирт). С одной стороны, эти ароматические вещества формируют базу запаха вина. С другой стороны, так получилось, что молекулы, имеющие характерные ароматы, имеют более низкие пороги распознавания. Поэтому, хотя в вине их на несколько порядков меньше, чем базовых соединений, вклад в аромат они вносят существенный. С ростом популярности вина в Китае и Юго-Восточной Азии возникла еще одна проблема. Многие ароматические

дескрипторы непонятны китайским потребителям — например, аромат крыжовника или малины им ни о чем не говорит. Увлечение вином в Азии началось уже достаточно давно, и азиатский мир стал создавать свой винный язык. Каберне совиньон описывают ароматами китайских фиников, слив и чайных листьев. Сира — запахами соленой свинины, пасты из красной фасоли и чая с жасмином. Дорогостоящий алкоголь — это огромный бизнес. Разница в аромате, вызываемая одним-единственным соединением, может означать десятикратную разницу в цене, что в итоге складывается во много миллионов долларов. Поэтому исследования будут продолжаться, количество объективных дескрипторов увеличиваться, а лежащую в основе всего этого биохимию процессов в будущем объяснят подробнее. Но волшебство аромата от этого, к счастью, никуда не пропадет.

Что ещё почитать о химии вина Для тех, кто не боится детального химического описания, есть научные работы по химии, например: Jokie Bakker, Ronald J. Clarke, Wiley-Blackwell «Wine: Flavour Chemistry»; 2011. Для тех, кто предпочитает химию в более прикладном варианте, есть замечательная книга, к тому же изданная на русском: Рональд С. Джексон. Дегустация вин. Руководство профессионального дегустатора. Профессия, 2006. Наконец, скорее художественный взгляд на химию в вине, местами неточный, химически некорректный и слишком поэтичный, зато вдохновляющий на собственные поиски: Francois Chartier, «Taste Buds and Molecules: The Art and Science of Food, Wine, and Flavor», Houghton Mifflin Harcourt, 2012.

76/77

Парижский Музей вина расположенный в XVI округе Парижа на улице Вод и сквере Диккенса, рассказывает об истории виноделия и технологии процесса в предметах и лицах. Музей был создан для поддержания традиций виноделия и стандартов качества вина. www.museeduvinparis.com

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

78/79

Парадигма

Война с ртутью Подготовила Л.Стрельникова

Мир объявил войну ртути. Почти сто стран подписали Конвенцию Минамата осенью 2013 года. А это означает, что в ближайшие несколько лет человечество откажется от использования ртути везде. В сущности, объявлять войну металлу — все равно что объявлять войну плохой погоде. Он живет по законам природы и к человечеству равнодушен. Ртуть не напрашивалась к нам в друзья. Мы сами начали рыть шахты и огнем выгонять жидкий металл из руд, которые лежали нетронутыми миллионы лет. Джинна выпустили из бутылки и заставили работать. Потребовались многие сотни лет, чтобы человечество наконец поняло: игры с ртутью опасны. Поэтому Конвенция Минамата — это объявление войны не ртути, а человеческому невежеству и безответственности, войны ради победы разума.

Добыча ртути Ртути в природе не так много, всего 83 мг в тонне земной коры, а в воде океана и того меньше — 0,1 мг/м3. В довольно больших количествах её находят в глинистых сланцах, она присутствует в большинстве металлических руд в виде попутчика, поэтому производство многих цветных металлов сопровождается выбросами ртути в атмосферу. В концентрированном виде ртуть существует в природе в двадцати минералах в форме сульфидов (киноварь HgS), хлоридов (каломель Hg2Cl2, эглестонит Hg6Cl4O), оксихлоридов (терлингуаит Hg2ClO) и др.

Организация Объединенных Наций по промышленному развитию (ЮНИДО) — это специализированное учреждение Организации Объединенных Наций, уполномоченное содействовать промышленному развитию и международному промышленному сотрудничеству.

Встречается она и в самородном состоянии, сопутствуя киновари. В начале XVI века лужицы серебристого металла обнаружили жители Идрии (Словения) на дне колодцев. С этого момента началась промышленная добыча ртути в этом местечке, богатом, как выяснилось, киноварью. Довольно быстро правящая династия Габсбургов взяла эту шахту под свое крыло, и уже в XVII веке доходы от её эксплуатации покрывали 5% расходов в австрийском бюджете. Каждый год шахта, на которой трудились почти полторы тысячи человек, выдавала по 600 — 700 тонн ртути. «Жидкое серебро» превратило Идрию в один из богатейших средневековых городов Европы. Киноварь — самый удобный с точки

зрения промышленности источник ртути, поскольку её в этом минерале много — 86,2%. Это та самая киноварь, из которой в Средние века делали красный пигмент для живописи, перетирая минералы, похожие на закристаллизованные капли крови. Именно из этого минерала многие сотни лет назад начали добывать жидкий металл, обжигая киноварь в печах и конденсируя пары ртути. В сущности, этот процесс повторяет манипуляции алхимиков, «превращавших» камни в металл. Исторически первое и самое крупное производство ртути, видимо, появилось в Испании, в городе, стоящем на руднике, — Альмадене. Считается, что в землях Альмадены сосредоточено аномальное количество ртутных залежей. Поэтому на протяжении всей истории эта шахта была мировым лидером, добывая едва ли не более половины всей ртути, извлеченной миром из земных недр.

тонн, прорубив более 700 км штолен и шахт на пятнадцати уровнях, которые местами уходят под землю на 32 метра ниже уровня моря. Вокруг этих шахт строились и развивались Альмаден и Идрия. «Наш город существует только благодаря руднику, — рассказывал сорок лет назад Хесус Каррион, священник Альмадены, Джону Путману, корреспонденту журнала «National Geographic». — Это неотделимая часть нашей жизни. Его штольни проходят под нашими домами, а новый шахтный подъемник возвышается рядом с развалинами замка XII века. Почти из каждой семьи кто-то работает в шахте. По правилам, введенным еще двести лет назад, шахтерам разрешается работать не более восьми дней в месяц, так что у них остается время для дополнительного заработка. Наши горняки — еще и парикмахеры, адвокаты, торговцы...»

Есть и другие месторождения ртути — только в России их несколько десятков. Известное Никитовское месторождение в Горловке (Украина) разрабатывалось более ста лет, пока ртутный комбинат не умер в 90-х годах по понятным причинам. Ртутные шахты есть в Алжире, Китае, Киргизии, Перу и США. Никто не знает точно, когда началась разработка месторождения в Альмадене. Но известно, что за все эти сотни лет здесь вытащили из земли более 500 тысяч тонн ртути. А в Идрии за почти пятьсот лет добыли 107 тысяч

Использование Каждый год в мире получают и пускают в дело около трех тысяч тонн ртути. Куда шло и идет такое огромное количество? История применения жидкого металла и его соединений длинная и очень богатая. Когда выяснилось, что ртуть легко растворяет золото (и не только золото), образуя с ним амальгаму, родился чудовищный метод нанесения золотых покрытий на металл. Метод использовали, когда золотили

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

купола Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге. на огромные медные листы наносили слой жидкой амальгамы золото-ртуть, а затем прокаливали эти листы на открытых кострах, чтобы ртуть испарилась и остался только тонкий слой золота. И так по нескольку раз. Трудно даже представить, сколько людей погибло в результате отравления ртутью, но кто тогда обращал на это внимание! От такого дикого способа золочения со временем отказались, однако амальгамирование как метод извлечения золота, рассыпанного мельчайшими зернами в породах, работает до сих пор. Кустарная и мелкомасштабная золотодобыча по всему миру потребляет очень много ртути. И неудивительно: эта отрасль дает 500 — 800 тонн золота в год, или 20 — 30% мирового производства драгоценного металла. Метод использовали, когда Согласно данным Глобальзолотили купола Исааки- ного проекта по ртути, выевского собора в Санкт-Пе- полненного ЮНИДО (Организация объединенных тербурге. на огромные наций по промышленному медные листы наносили развитию) и Глобальным слой жидкой амальгамы экологическим фондом, золото-ртуть, а затем в эту деятельность прямо косвенно вовлечены прокаливали эти листы или не менее 100 миллионов на открытых кострах, человек более чем в 70 чтобы ртуть испарилась странах (главным образом и остался только тонкий в Африке, Азии и Южной слой золота. И так по не- Америке) — они живут на доходы от этого бизнеса. Непосредственно в такой добыче золота участвуют около 10 — 15 миллионов старателей, включая 4,5 миллиона женщин и один миллион детей. В результате на этих промыслах потребляется и рассевается около тысячи тонн ртути в год. Конечно, существуют более эффективные технологии с применением цианидов, они работают на крупных золотодобывающих пред-

приятиях. Впрочем, цианид тоже не подарок. Вспомним хотя бы не столь давнюю историю с Иссык-Кулем. 20 мая 1998 года из-за дорожно-транспортного происшествия в реку Барскун, впадающую в Иссык-Куль, свалилась машина с бочками с цианидом натрия. Его везли на рудник «Кумтор», где добывает золото канадская компания «Centerra Gold Ltd.». Конечно, не все 20 тонн химиката растворились в воде, все же он был упакован. Но заметная его часть из разрушенной упаковки растворилась и очень быстро оказалась в знаменитом озере со всеми вытекающими последствиями. Еще один крупный потребитель ртути — это химическая промышленность, а точнее, все мы, поскольку химпром работает для нас. Сегодня уже во многих домах и квартирах в России установлены стеклопакеты из поливинилхлорида (ПВХ), одного из самых массовых полимеров в мире, спрос на который растет каждый год. А для получения исходного мономера, винилхлорида, по классическому методу нужен хлорид ртути. Напомню, что винилхлорид образуется при взаимодействии ацетилена и хлороводорода в присутствии катализатора — активированного угля, основательно пропитанного двухлористой ртутью (HgCl2). Разумеется, есть новые, более современные технологии получения винилхлорида — без ртутных солей, например сбалансированный по хлору метод на основе этилена. Тем не менее старый классический способ по-прежнему работает, причем в Китае, что вполне объяснимо. у Китая недостаточно своих нефти и газа, зато много дешевого угля, который и служит сырьем для большой химии. Получать ацетилен из угля довольно просто, метод стар как мир: кокс сплавляют с известняком, получают карбид кальция, а затем его

гидролизуют. Что называется, «просто добавь воды» и посмотри на результат. На производство винилхлорида в 2007 году Китай использовал до тысячи тонн ртути. А сегодня европейские конкуренты начинают выказывать обеспокоенность тем, что Китай производит эту продукцию на экспорт по очень низкой цене за счет технологии, которая уже неприемлема по экологическим соображениям в других регионах мира. Третье место в мире по потреблению ртути занимает хлорно-щелочное производство. В сущности, речь идет о производстве хлора, побочным продуктом которого становится щелочь (каустик). Около 95% всего хлора в мире производят электролизом хлоридов щелочных металлов, а именно обычной поваренной соли, которая есть на каждой кухне (NaCl). Этот метод придумали в конце XIX века, и он успешно работает до сих пор. Проблема в том, что в электролизерах используют ртутный катод. Именно на нем образуется амальгама натрия. В отдельном аппарате её обрабатывают водой и получают очень чистый NaOH и чистую ртуть, которая вновь идет в производство. Но потери её неизбежны. Кстати, в США хлорно-щелочная промышленность по закону обязана извлекать всю ртуть из отходов с высоким её содержанием. И надо сказать, у них получается. Многие предприятия постепенно отказываются от этого метода и переходят на более энергоэффективную безртутную мембранную технологию, другие — планируют такой переход. Но пока проблема остается. Во всяком случае, еще недавно эта отрасль потребляла до 500 тонн ртути в год.

80/81

О том, что ртуть опасна, знают все. Хотя, казалось бы, какой может быть вред от стакана ртути, если, конечно, её не принимать внутрь. Но вред есть, потому что ртуть непрерывно испаряется даже при обычных условиях. на дневном свету эти пары невидимы глазу. Но стоит колбу с жидким металлом подсветить ультрафиолетом, как на тени, отбрасываемой колбой на стенку или лист белой бумаги, мы увидим темный «дым», поднимающийся из сосуда.

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

Опасность О том, что ртуть опасна, знают все. Хотя, казалось бы, какой может быть вред от стакана ртути, если, конечно, её не принимать внутрь. Но вред есть, потому что ртуть непрерывно испаряется даже при обычных условиях. на дневном свету эти пары невидимы глазу. Но стоит колбу с жидким металлом подсветить ультрафиолетом, как на тени, отбрасываемой колбой на стенку или лист белой бумаги, мы увидим темный «дым», поднимающийся из сосуда. Вообще, ртуть всегда присутствует в атмосфере. Даже во льдах доиндустриальной эпохи в каждом литре содержится около 4 нанограммов этого металла. В атмосфере её содержание меньше — до 1,2 нанограммов в кубическом метре. Это средние величины, и понятно, что в районах ртутных и газовых месторождений, вокруг предприятий, производящих и потребляющих ртуть, её концентрация может быть в сотни и тысячи раз больше.

Глобальный Экологический Фонд (ГЭФ) – это финансовый механизм предоставления грантов и льготных кредитов странам-получателям на осуществление проектов, нацеленных на решение глобальных экологических проблем. ГЭФ был учрежден в 1991 году как экспериментальная программа Всемирного банка.

О том, что ртуть опасна, знают все. Хотя, казалось бы, какой может быть вред от стакана ртути, если, конечно, её не принимать внутрь. Но вред есть, потому что ртуть непрерывно испаряется даже при обычных условиях. на дневном свету эти пары неви-

Помимо естественной дегазации Земли свою лепту вносят и вулканы. на долю источников естественного происхождения приходится половина ртути в атмосфере. С этим количеством можно жить. А вот вторая половина — дело рук человеческих. Сжигание угля на тепловых станциях, добыча золота, выплавка цветных металлов, производство цемента, утилизация мусора и многое другое вносят свой вклад в баланс ртути в атмосфере. Ртуть из атмосферы выпадает на Землю вместе с осадками. Причем выпадает в любом уголке Земли, в том числе и там, где нет никаких вредных производств. Поэтому проблема действительно глобальная. Еще в давние времена знали, что работать с ртутью и ее солями опасно, будь то добыча металла, производство фетра для шляп или зеркал. на том самом руднике в Альмадане работал специальный госпиталь для шахтеров. Стены одной из комнат, которую шахтеры называли пляжем, были увешаны мощными лампами, а на полу нарисо-

82/83

Парадигма вана кольцевая дорожка. Как только у шахтера появлялись первые признаки отравления — начинали дрожать руки и ноги, его сразу отправляли в этот госпиталь. Шахтер полностью раздевался, ходил по кругу под жарким светом ламп и нещадно потел, что, собственно, и требовалось: вместе с потом из организма выходила ртуть.

Те, кто многие годы работал с ртутью, знал, что дрожь, потеря зубов, нарушения походки, психические расстройства — это все от нее, Трагедия Минамата повто- от ртути. От отравлений рилась в 1964-м в городе Ни- страдали даже английские игата, на острове Хонсю. полицейские: краска для отпечатков пальцев, После этого японское пра- снятия которой они пользовавительство учредило специ- лись, тоже содержала альное агентство по борьбе ртуть. Впрочем, к этому с промышленными стоками. относились как к професЖить стало безопаснее. сиональному заболеванию и постепенно научились принимать необходимые меры предосторожности. Однако события 1953 года в Японии ясно дали понять, что одними профессиональными заболеваниями, которые можно контролировать и предупреждать, дело не ограничивается. на карту поставлены жизни совершенно непричастных людей.

Трагедия Минамата повторилась в 1964м в городе Ниигата, на острове Хонсю. После этого японское правительство учредило специальное агентство по борьбе с промышленными стоками. Жить стало безопаснее. в то же самое время в Швеции начали исчезать птицы. И здесь причину выяснили достаточно быстро — семена, которые шведские фермеры протравливали соединениями ртути. Впрочем, отказываться от них фермеры не желали — бог с ними, с пти-

На этой волне некоторые отрасли промышленности вообще отказались от использования ртути. В 1972 году Агентство по охране окружающей среды США запретило добавлять ртуть в защитные краски, предохраняющие материалы от повреждения живыми организмами. Только на эти цели шло около 350 тонн ртути в год. Впрочем, есть производства и процессы, в которых пока без ртути не обойтись.

В 1953 году рыбаки из маленького японского городка Минамата на острове Кюсю и окрестных деревень стали жертвами таинственной и страшной болезни: нарушение психики, затруднение речи и походки, летальный исход в каждом третьем случае. Анализ обитателей моря и обследование пострадавших показали, что в их организмах содержится чрезвычайно много ртути: 24 мг/кг в живущих около берега мелких крабах, 144 мг/кг в почках больных. Значит, беда пришла из моря. Это косвенно подтверждал интересный факт, что у кошек из прибрежных деревень наблюдались те же симптомы.

Бристольский университетвходит в группу «университетов из красного кирпича» (то есть изначально бывших политехническими колледжами). Получил Королевскую хартию в 1909 году. Является правопреемником Университетского колледжа в Бристоле, существовавшего с 1876 года.

Быстро нашли и причину загрязнения — сточные воды крупнейшего и старейшего промышленного предприятия города «Chisso», которое работало здесь с 1908 года. Предприятие выпускало удобрения, химические полупродукты, пластики и синтетические волокна. Примерно за год до появления первых случаев отравления завод приступил к массовому производству ацетальдегида и винилхлорида, используемых при производстве пластических материалов. В качестве катализаторов применяли соединения ртути, а загрязненные ею сточные воды сбрасывали в залив. Ртуть накапливалась в тканях рыб и крабов, а затем попадала в организмы людей. Нельзя сказать, что для жителей Минаматы это было полной неожиданностью. Уже в 20 — 40-е годы было ясно, что завод плохо влияет на окружающую среду: в частности рыбы, основной пищи местных жителей, становилось все меньше. Местные рыбаки неоднократно подавали жалобу на компанию«Сhisso» и дважды получали компенсацию — в 1926 и 1943 году.

вернулись в те районы, где они совсем или почти исчезли. В 1969 году нечто подобное произошло в США: из торговой сети было изъято 12,5 миллионов банок консервированного тунца, содержащего ртуть. Тогда-то и был установлен верхний предел содержания ртути в рыбе — 0,5 мг/ кг. Министерство сельского хозяйства США также запретило использовать соединения ртути для протравливания семян. А министерство внутренних дел обследовало территории промышленных предприятий и возбудило судебные дела против девяти химических заводов, загадивших ртутью все вокруг. Более тридцати штатов обнаружили ртуть в своих реках и озерах, а штаты Мичиган и Огайо наложили ограничения на лов рыбы и начали искать источники ртути. Оказалось, что в 1970 году одна только хлорная промышленность выбрасывала в окружающую среду более 450 тонн ртути в год. Два месяца спустя после судебных процессов по делам о загрязнении на 50 обследованных предприятиях сброс ртути в водоемы сократился на 86%.

Запреты — дело полезное и необходимое. Но еще более полезное дело — научные исследования. Все эти случаи отравления ртутью из самых разных источников поставили перед учеными много вопросов. В поисках ответа наука получила новое полезное знание о миграции и трансформации ртути в природе. Ведь тогда, в конце пятидесятых, с историей в заливе Минамата не все было ясно. Виновника нашли — химический завод, который сбрасывал в воду отходы, содержащие ртуть. Но отравление вызывали совсем не те вещества, что попали в залив. Отравление вызывали метилртуть и диметилртуть, в изобилии содержавшиеся в рыбе из этого залива. Однако именно этих веществ в отходах и не было. В чем дело?

цами, зато урожаи высокие. Но гром все-таки грянул. Выяснилось, что шведские сельскохозяйственные продукты, в том числе мясо, содержат в два — четыре раза больше ртути, чем производимые в Дании и других европейских странах, где ртутные протравы не применяют. Меры приняли: в 1966 году шведское правительство запретило использовать ртутные протравы. И сразу после этого содержание ртути в шведских продуктах упало до уровня других европейских стран, а птицы

К расследованию подключились специалисты из многих стран мира. В итоге в 1969 году шведы А.Йернелев и С.Йенсен впервые установили чрезвычайно важный факт: многие микробы, живущие в донных осадках рек, озер и морей, способны химически изменять неорганические или органические соединения ртути, превращая их в метилртуть, а затем и в диметилртуть — сильнейшие яды. Они, в отличие от неорганических соединений ртути, легче поглощаются тканями животных и человека и очень медленно выводятся из организма. Сейчас установлено, что разнообраз-

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015 ные бактерии могут биометилировать не только ртуть и мышьяк, но также и теллур, таллий, золото, серу, селен, свинец, олово и кадмий. В результате некоторые из них, в частности свинец, превращаются в крайне токсичные продукты, гибельные для животных уже в нанограммовых количествах.

ний». Этот проект, инициированный Минприроды РФ и поддерживаемый Глобальным экологическим фондом, стартовал летом прошлого года

К 2020 году ситуация в мире должна измениться, если, конечно, будут выполнены планы, предусмотренные конвенцией. Прежде всего это касается сокращения производства ртути. Крупнейшие шахты мира в Испании, в Алжире и в Словении уже несколько лет как закрыты. Правда, совсем без ртути человечеству пока не обойтись, потому закрывать работающие шахты не стоит. А вот открывать новые Конвенция точно запрещает. Да и на старых надо потихоньку сокращать производство.

Так было открыто новое явление — биологическое алкилирование химических элементов, присоединение к ним алкильных радикалов. А ведь еще незадолго до того ученые были абсолютно уверены, что образование природных соединений со связями «металл — углерод» невозможно!

Ртуть в России По данным ЮНЕП, наибольшие выбросы ртути создают Китай и Индия с бурно развивающейся экономикой. Переработка и сжигание угля в огромных количествах, производство ПВХ и различных батарей — все это вносит весомый вклад в глобальное загрязнение мира ртутью. Китай и Индия больше всего потребляют и больше всего выбрасывают опасного металла — более 1,3 тысячи тонн на двоих. Африка и Южная Америка, где неустанно добывают золото кустарным способом, тоже в лидерах. в России ситуация поспокойнее, и в целом наши показатели выглядят скромнее.

Меньшее предложение ртути на мировом рынке, безусловно, поднимет её цену. А это и хорошо. Это означает, что кустарная добыча золота дедовским способом станет невыгодной. Так что на идею Конвенции будут работать и экономические механизмы.

Больше всего ртути (но в целом не так много, потому что промышленность попрежнему в депрессивном состоянии) сегодня в России потребляют химическая промышленность и приборостроение; электротехническая промышленность и научные исследования — на порядки меньше. Но проблемы, безусловно, есть. Достаточно сказать, что каждый год в России разбивается девять миллионов градусников. В реПо данным ЮНЕП, наиболь- зультате в окружающую попадает 18 тонн шие выбросы ртути созда- среду ртути (утилизируется ют Китай и Индия с бурно лишь одна тонна). Но это развивающейся экономикой. лишь один источник. Пока Переработка и сжигание угля что в России нет госпров огромных количествах, про- граммы, которая регламентировала бы процесс изводство ПВХ и различных утилизации ртути. Поэтобатарей — все это вносит му суммарно каждый год весомый вклад в глобальное в воду и в воздух попадазагрязнение мира ртутью. ют десятки тонн опасного А территории Китай и Индия больше всего металла. вокруг некоторых химипотребляют и больше всего ческих предприятий, мевыбрасывают опасного ме- таллургических заводов, талла — более 1,3 тысячи целлюлознобумажных тонн на двоих. комбинатов, ТЭЦ, мест добычи золота и мусорных полигонов испытывают серьезное ртутное давление Все подробности об источниках и потребителях ртути в России, а также загрязненных территориях мы узнаем через два с половиной года, когда будет создан «Кадастр ртути и ртутных загрязне-

в обращении, иначе жди беды. А где можно обойтись без нее, там лучше её и вовсе не использовать. Потому Конвенция вводит ограничения на промышленные производства, использующие ртуть, и продукты, её содержащие.

Война по правилам Эксперты и юристы работали над текстом Конвенции Минамата более четырех лет. К январю 2013 года документ был готов и одобрен 140 странами на совещании в Женеве. В октябре прошлого года на конференции в Японии Конвенцию открыли для подписания. Стороны, принявшие конвенцию, признают, что ртуть — опасное вещество, требующее чрезвычайной аккуратности

К 2020 году придется отказаться от многого, что содержит ртуть, и постараться заменить его чем-то более экологичным. Во-первых, это батареи, содержащие ртуть, в том числе таблеточные аккумуляторы, которые вставляют в часы, игрушки и пульты дистанционного управления. Исключение составляют серебряно-цинковые и воздушно-цин-ковые таблеточные аккумуляторы, в которых ртути меньше 2% и которые используют в имплантируемых медицинских устройствах. Под запрет попадают переключатели и реле, за исключением высокоточных конденсаторных мостов для измерительных приборов, если содержание ртути в них менее 20 мг на каждый мост, переключатель и реле. Конечно, нам придется отказаться от люминесцентных лам, включая лампы с холодным катодом и внешним электродом для электронных дисплеев, чему лично я очень рада: на мой взгляд (или ощущение, если хотите), свет в них не физиологичный, да к тому же дрожит. Нам придется забыть (если кто о них помнил) о пестицидах, биоцидах и локальных антисептиках, содержащих ртуть, а также о барометрах, гигрометрах, манометрах, термометрах и сфигмоманометрах (исключение составляют измерительные устройства, установленные на крупногабаритном оборудовании или используемые для высокоточных измерений, если отсутствуют безртутные альтернативы). Все это к 2020 году уже не сможет быть предметом производства, экспорта и импорта. Что касается химических производств, на которых применяют ртуть и ее соединения, то Конвенция предусматривает их поэтапный вывод из обращения. Скажем, хлорно-щелочное производство с использованием ртути (в России их четыре) должно быть постепенно свернуто к 2025 году.

84/85

Публицистика

Трижды настоящий герой Подготовил Л.Хатуль

Каждый май страна празднует День Победы. Пышные торжества, речи, парады, салюты, и забываются ужасы войны, забываются люди, которым мы обязаны. Сегодня, 9 мая, в День Победы, я пишу этот текст, чтобы напомнить тем, кто забыл, и рассказать тем, кому не рассказали, о военных подвигах ученого-генетика, академика Иосифа Абрамовича Рапопорта. Слова не вмещают того, что несет война, и нет средств, способных передать животный ужас человека, поднимающегося под пули, боль разрываемой плоти, запах смерти, усталость, жизнь на пределе. Можно пытаться представить себе — представить нельзя. Помните об этом, когда будете читать мой рассказ о Герое, это краткое описание его боевых подвигов и заслуг. И пытайтесь себе представить. Когда началась война, ему было 29. Молодой, но уже состоявшийся ученый-генетик, Иосиф Рапопорт готовился к защите диссертации 28 июня. он не воспользовался бронью. Будто сказал себе: «Война мешает мне работать» — и ушел на фронт побеждать врага, и так спешил вернуться к своей науке, своей генетике, что не было силы, способной остановить его. он воевал по-своему — так, как считал правильным, так, будто это — его личная война, так, что его трижды представляли к высшей награде. Но Золотой Звезды Героя Советского Союза он не получил, и это — чудовищная несправедливость, с которой ничего нельзя поделать. Первый раз Рапопорт был представлен к высшей награде за форсирование Днепра осенью 1943 года. он возглавлял штаб полка, которому отвели участок для форсирования напротив добросовестно укрепленного немцами правобережья. Оценив перспективы, Рапопорт счел преступлением вести солдат на верную смерть и поступил по-своему: приказал провести рекогносцировку, нашел слабину в обороне противника и добился от командования изменения участка форсирования. С минимальными потерями полк переправился через Днепр. Однако немцы сдаваться не собирались, завязался бой, и командир полка, не желая попасть в окружение, скрылся с ротой разведчиков, оставив свои батальоны. За такое полагался расстрел, и, когда опасность миновала, он появился в расположении войск и как ни в чем не бывало потребовал доложить обстановку. Рапопорт, который принял командование оставленными батальонами на себя, вышел перед строем и назвал командира полка трусом и подлецом. Это уже не военное — гражданское мужество: взять на себя ответственность, нарушить приказ, если этого требует успешное выполнение поставленной задачи и сохранение жизней солдат, принять командование, сказать старшему по званию: «Вы трус и подлец!» Трус и подлец, а также еще 31 участник операции по форсированию Днепра получили Золотые Звезды Героя, Рапопорт — нет: гражданское мужество было не в чести. Второй раз Рапопорт был представлен к высшей награде в 1944 году за операцию под Балатоном. Здесь батальон под командованием Рапопорта творил настоящие чудеса и выбил противника из трех населенных пунктов. Далее, как написано в представлении к награде, «не имея задачи овладеть переправой через канал Севаш, но учитывая, что последний соединяет озеро Балатон с Дунаем», Рапопорт «проявил разумную инициативу»: перебравшись на северный берег через заминированный мост, бойцы взяли штурмом городок Мозикамаром и удерживали его четверо суток, отражая непрекращающиеся атаки, а затем в ночном сражении захватили еще один населенный пункт и железнодорожную станцию. Десять дней и ночей шли бои, солдаты Рапопорта взяли и удерживали еще два населенных пункта. Из представления к награде: «Во всех перечисленных боях тов. Рапопорт, беспрерывно находясь в боевых порядках, умело обеспечивал взаимодействие пехоты с приданными средствами, в критические моменты боев лично руководил приданной артиллерией, действовавшей по прямой наводке.

25.12.44 г., будучи тяжело ранен, не ушел с поля боя до отражения батальоном всех контратак. Личной храбростью, бесстрашием в борьбе с противником воодушевлял бойцов на выполнение боевых задач. Достоин высшей правительственной награды звания “Герой Советского Союза”». Эта операция завершила окружение Будапешта. Она вошла в учебники по тактике ведения боя. Но Золотую Звезду Героя Рапопорту не дали — он нарушил приказ командования, проявил «разумную инициативу». К слову, о тяжелом ранении… Пуля попала в глаз и прошла навылет, задев мозг, после такого не живут, а он как будто не заметил — сначала окончил бой. А через месяц бежал из госпиталя и вернулся в свою 7-ю Гвардейскую воздушно-десантную дивизию.

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015 Третий раз Рапопорт был представлен к высшей награде в 1945 году за выполнение задания по соединению советских войск с частями бронетанковой дивизии США в районе немецкого города Амштеттен. И здесь он снова проявил — цитата из представления к награде — «исключительно ценную инициативу». Рапопорт возглавлял передовой отряд, состоявший из стрелкового батальона и дивизиона самоходных пушек. Отряд прорвался через оборону противника и навязал немцам бой в тылу. Но силы были неравны, и Рапопорт пошел ва-банк. он вышел навстречу немецким танкам, постучал по броне рукояткой пистолета и на хорошем немецком объяснил открывшему башенный люк танкисту, что за головным отрядом следуют советские войска, дальнейшее сопротивление бесполезно, и предложил сдаться. Удивительно, но это сработало — посовещавшись, немцы стали сдаваться в плен. Когда колонна пленных двигалась по шоссе, налетевшие штурмовики стали её обстреливать, приняв за скопление войск. Люди бежали, падали, прятались в придорожных рытвинах и воронках. на дорогу вышел Рапопорт и, стоя во весь свой невеликий рост, просигналил: «Свои». Стрельба прекратилась, самолеты улетели. Передовой отряд 7-й Гвардейской воздушно-десантной дивизии под командованием Рапопорта прошел сквозь 100-тысячную группировку войск противника, захватив при этом три города и несколько сел, взяв несколько тысяч пленных и немыслимое количество военной техники и военного имущества, и 8 мая соединился с американскими войсками. на этом месте стоит обелиск с надписью: «Здесь окончилась война». Американцы наградили Иосифа Рапопорта орденом Почетного легиона (Legion of Merit). Командование представило гвардии майора Рапопорта к высшей государственной награде, но и на этот раз представление отклонили: уже после окончания боевых действий он задержал адъютанта командира корпуса резерва верховного главкома и составил на него рапорт в прокуратуру: пьяный адъютант на «опеле» сбил молодого лейтенанта из недавнего пополнения. Адъютанта избили и заперли. Командир корпуса же представил дело так, будто Рапопорт сорвал выполнение важного задания, арестовав адъютанта. К слову, адъютант вез спиртное: что может быть важней? Против Рапопорта возбудили уголовное дело, которое, впрочем, замяли, но высшей государственной награды он не получил и на этот раз. Закончилась война. От младшего лейтенанта до гвардии майора, грудь в наградах — два ордена Красного Знамени, орден Суворова, два ордена Отечественной войны... И ни одной высшей награды. Уже в наши дни начальник управления по увековечению памяти погибших при обороне Отечества Министерства обороны генерал-майор Александр Кириллин сказал в беседе корреспонденту одной из газет: «Я не раз читал представления к званию Героя Советского Союза. у многих одного эпизода хватало, чтобы это звание присвоить...У Рапопорта таких эпизодов пять... у меня волосы дыбом вставали, когда я читал документы на этого человека. Что он творил!» В постсоветское время группа академиков обращалась в Министерство обороны с просьбой восстановить справедливость и присвоить Иосифу Рапопорту, которого, увы, уже не было в живых, звание Героя. Но просьбу не удовлетворили — на все представления награды получены, а то, что они не высшие, не имеет значения. Сам же Рапопорт никогда не сетовал, не придавал этому значения: не за награды воевал, он делал дело. Как всегда добросовестно и с полной отдачей. он пять раз был ранен и, даже вынужденно оказавшись в тылу, не тратил времени зря: получил второе высшее образование — окончил ускоренный курс Высшей военной академии Фрунзе, защитил в МГУ уже написанную докторскую диссертацию «Феногенетический анализ независимой и зависимой дифференцировки» и, не дождавшись решения ВАКа, вернулся на фронт. А после войны была другая война — с мракобесием, с лысенковщиной, и снова Рапопорт шел впереди и вел за собой. Его уволили из Института цитологии, гистологии и эмбриологии, где он продолжил свои исследования после войны, отлучили от науки, запретив заниматься генетикой, изъяли и уничтожили тираж тома трудов института, где он работал, с текстом докторской диссертации, исключили из партии... Но он стоял на своем и в итоге победил. он доказал свою правоту, вернулся в науку. В 1962 году Нобелевский комитет выдвинул кандидатуру Иосифа Рапопорта на присуждение премии за открытие химического мутагенеза. Для этого ему нужно было снова стать членом КПСС, но вступать в партию он отказался. В результате Отдел науки ЦК партии ответил на запрос Нобелевского комитета, что присвоение Нобелевской премии Иосифу Рапопорту преждевременно. он совершил еще целый ряд научных открытий, за что получил два ордена Трудового Красного Знамени, звание Героя Социалистического Труда, Ленинскую премию, которую раздал сотрудникам своей лаборатории. Но это уже другая история. А сегодня, 9 мая, в день Победы, я пишу, чтобы напомнить тем, кто забыл, и рассказать тем, кому не рассказали, о военных подвигах Иосифа Рапопорта — трижды настоящего Героя Советского Союза.

Peter Barham et al. Molecular Gastronomy: A New Emerging Scientific Discipline.

«Chemical Reviews», 2010, 110, 4,: 2313—2365.

Gunther Ohloff, Wilhelm Pickenhagen, Philip Kraft. Scent and Chemistry, WileyVCH, 2012.

86/87

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

88/89

Парадигма

Попытка футурологии Подготовил Л.Хатуль

Сначала немного критики Ссылкой на книгу «Фантастика и футурология» Станислава Лема избавим себя от необходимости критики предшественников. После тех помоев, которые вылил на футурологов пан Станислав, нам здесь просто нечего делать. Причину неудач футурологов он видит в отсутствии системы в их размышлениях, в отсутствии понимания законов, которым должно подчиняться движение общества. Футурологи пока не пытаются сформулировать эти законы, есть только «живое созерцание», но нет даже обобщения — следующего шага. В качестве причины непредсказуемости некоторые люди, закатив для внушительности глаза, произносят слово «нелинейность». Это слово — заклинание, как у некоторых «синергеФутурологи пока не пы- тика», «хаос» и так далее. таются сформулировать на малом интервале любая эти законы, есть только непрерывная функция аппроксимируется с лю«живое созерцание», но нет бой точностью линейной, даже обобщения — следую- на большом — нет. И что щего шага. с того? Аппроксимация ничего не доказывает и не дает возможности ничего предсказать, если не возникло понимание механизма. Серьезное ограничение предсказуемости — неустойчивость. Которая означает невозможность предсказания времени выхода системы из некоторого положения и направления этого выхода. Но во-первых, мы не знаем, устойчива или нет на самом деле та или иная ситуация — это не физика с ее уже сформулированными признаками и возможностью (кроме космологии) экспериментальной проверки. А во-вторых, и при наличии неустойчивости кое-что предсказать вполне можно, если есть законы, связывающие ситуацию «до» и ситуацию «после» некого процесса, законы сохранения (помните – импульса, энергии…). Даже если именно ход процесса непредсказуем. Сложность прогнозирования часто влечет в качестве психологически понятной защитной реакции: — декларирование невозможности прогнозирования, — замену прогноза перечнем вариантов, — ограничение прогнозирования вероятностями, то есть утверждениями, что то-то случится с такой-то «вероятностью» (при невозможности её посчитать, а чаще — при отсутствии понимания того, что есть

вероятность), — использование научных слов либо неправильно (вероятность), либо только для придания научности (бифуркация, хаос, аттрактор), без понимания смысла, — поиски простых закономерностей (гиперболы, экспоненты, периодические функции) и лихие экстраполяции, — перенос сложности в сферу интерпретации, то есть изложение настолько туманное, что его можно интерпретировать как угодно (метод Нострадамуса/Ванги), — смешивание прогноза и рекомендации (непонятно кому, уж не властям ли?) по действиям. Однако высокая вероятность ошибок (тут её можно — хотя тоже с натяжками — посчитать) и «замусоренность» вопроса не означают, что нельзя попытаться что-то понять – и про футурологию как явление, и про будущее, то есть что-то прогнозировать.

Модели Футурологические работы естественно классифицировать по глубине прогноза. И даже можно разделить на группы по двум естественно коррелирующим признакам — глубина прогноза и доминирующие при рассмотрении факторы. Первая группа — это прогноз на первые десятилетия, доминирующий фактор — политика и природные ресурсы (нефть, вода). Вторая группа — это середина века, тут самостоятельная роль политики меньше, авторы понимают, что на таких интервалах политика подчиняется ресурсным ограничениям — с учетом прогресса техники, вложением в которую денег политика может частично сглаживать ресурсные проблемы. Наконец, более далекий прогноз — ближе к концу века и далее. Тут доминирующим фактором становятся ресурсы и демография. Заметим, что выражение «доминирующий фактор» не имеет, естественно, точного смысла, оно скорее отражает степень внимания, которую авторы уделяют тому или иному фактору. Но эта степень — особенно если поведение серьезных авторов когерентно — не случайна. Хорошая модель должна учитывать все четыре фактора — политику, науку с техникой, ресурсы и демографию. Если что-то из этого не учитывать, то либо получается какой-то частный случай, либо прогноз становится списком вариантов по тому фактору, который мы не учли. Причем науку и технику

можно учесть — и некоторые авторы это указывают, — как сглаживатель ресурсных ограничений. Разницу во влиянии политики легко увидеть, сравнив две публикации одного автора, А.В.Акимова: «Цивилизации XXI века: конфликты и контакты» и «Население мира: 2300 год». Прогноз на 300 лет в основном учитывает демографию и ресурсы, политика прямо не упоминается, а косвенно — только через некие крайние варианты, которые приводятся, так сказать, для полноты рассмотрения. Прогноз на 100 лет хотя и опирается на те же факторы, но рассматривает человечество как систему восьми цивилизаций и упоминает сознательное управление с целью избегания конфликтов — а это и есть политика. К сожалению, в основном надгосударственная, в существование и тем паче рациональность коей верится плохо. «История учит, что все люди и все народы без исключения брались за ум не раньше, чем испробовав все другие альтернативы» — Абба Эбан, представитель Израиля в ООН (1949 — 1959). Если не рассматривать слишком разумные и идеалистические варианты и включить в рассмотрение то, что видят в будущем В.Л.Иноземцев («Расколотая цивилизация») и Джордж Фридман («Следующие 100 лет: Прогноз событий XXI века»), то экстремально упрощенно картина будущего окажется такой: — увеличение населения Земли примерно в два раза за век и последующее плавное снижение за три века до сегодняшнего уровня (Акимов), — на ближайший век — доминирование Америки при одновременном росте регионального влияния Китая (Фридман), — доминирование стран, создающих интеллектуальный продукт (Иноземцев). При этом позиция Иноземцева сфокусирована на уровне стран, но кажется, что во многих странах (прежде всего в Китае и Индии) усилится разделение на классы — интеллектуальный и, скажем так, базовый, что сгладит межстрановое соперничество. И если брать из Фридмана основное и не придираться к деталям (чем упоенно занимаются некоторые критики), то позиции этих авторов не противоречат одна другой, а скорее согласуются или уточняют друг друга.

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

Законы Динамические законы связывают причину и следствие. Например, если масса такая-то и сила такая-то, то ускорение будет вот таким. Возможно, что и для общества удастся найти подобные законы. Например, после революции следует реставрация, откат, точнее — колебания: закон Гутера. Механизм здесь понятен: массовая психология. Тот, кто что-то ухватил, — затаился, а обиженный громко кричит. И находится политик, который говорит: голосуй за меня, я тебя защищу, отниму неправедно полученное, верну тебе. Врет, конечно, но

законы психологии срабатывают, и — реставрация, откат. Если этот закон понят, то ясно, как его использовать: сделав революцию, надо позаботиться, чтобы её результаты закрепить — законодательно, судом над преступной организацией, или люстрацией, или международными обязательствами, или — самое надежное — в школьных программах. В России ничего из этого не сделали, и вот теперь заметная часть нового поколения считает просто «эффективным менеджером, сделавшим из сохи бомбу» того, кто принял в уплату

Закон №1 Сохранение разрыва между возможностями и потребностями Если говорить о максимально достигнутых обществом возможностях и потребностях, то на больших интервалах, если сгладить колебания, возможны три ситуации: возможности могут расти быстрее потребностей, ровно с той же скоростью и медленнее. Устойчива только первая ситуация: совпадение (второй случай) тем менее реально, чем более длинные интервалы времени мы рассматриваем, а третья ситуация влечет непрерывную фрустрацию членов этого несчастного общества, а иногда и более печальные последствия, как в некоторых африканских странах, где «суммарные» потребности растут из-за роста численности, а возможности — нет. В отдельных странах третья ситуация может иметь место, если люди узнают, что где-то живут лучше, и тогда общество или найдет в себе силы измениться так, чтобы начать жить лучше, или погибнет. Поэтому пропаганда в СССР и внушала, что в Америке живут хуже, а если кто-то и лучше, то бездуховно. Ситуация с опережением роста возможностей по сравнению с потребностями выглядит странно. Кажется, что потребности человека безграничны и они изначально и всегда должны быть больше хоть и возрастающих, но очевидно ограниченных возможностей. Но это не так — потребности общества создаются его возможностями. Инженеры создают, торговцы предлагают, а люди смотрят и думают, хотят они эту штучку или нет. Именно поэтому потребности отстают от возможностей, и этот разрыв будет всегда. на этом разрыве существует культура — свободные возможности влекут игру, культуру, гуманитарное творчество и т. д., — следовательно, культура будет всегда.

Закон №2 Необходимость адаптабельности Общество живет во взаимодействии с окружающим миром, в том числе — с окружающими обществами. Даже если мы бы имели точную модель окружающего мира и могли бы предсказать действия окружающих, определить оптимальную для нас линию поведения было бы невозможно. Во-первых, из-за возможности неустойчивостей многих ситуаций, в которые общество может попасть. Во-вторых, из-за неточностей. Поэтому необходимо иметь органы восприятия окружающего мира и своего собственного состояния. Общество, которое не имеет таких органов, через какое-то время гибнет или проходит полосу таких потрясений, что непонятно — потрясения это или гибель. И надо не только иметь эти органы, но и понимать, что надо реагировать, и делать это. Скажем, в советские времена социология вообще крайне не поощрялась, исследования проводились редко, под неусыпным партийно-гэбэшным контролем, и результаты исследований не использовались. Обратная связь осуществлялась в виде репрессий. Это был эффективный механизм, но короткодействующий. В новой России ситуация на какое-то время и в некоторой мере изменилась — коммерсанты начали заниматься марке-тинговыми опросами, продвигая в народ сникерс, тампакс и памперс. Иногда обращалась к социологии и власть, но она быстро поняла — чем изучать социологию масс ради прогресса общества, так проще психологией масс управлять. Механизм — раздувание ксенофобии и «маленькие победоносные войны». Это, как мы видим, эффективно, но — опять же, короткодействующий механизм. Ибо мы заменяем контакт с природой контактом со своими фантазиями. Государства, которые существенно ослабляют адаптационные возможности — свои или общества — путем уничтожения свободной прессы, затруднением волеизъявления, использованием манипуляции и т. п., должны погибать.

за бомбу несколько десятков миллионов человеческих жизней. на самом же деле мы плохо понимаем, что общество заплатило еще больше — моралью, представлением о хорошем и плохом, о допустимом и недопустимом. Кстати, о школе. «Законом Гутера» я назвал это утверждение потому, что мне его сформулировал Р.С.Гутер, математик, который преподавал в нашей 7-й школе математику. Но для предсказания на большие интервалы нужны не динамические законы, а законы сохранения. Попробуем их сформулировать.

Ситуация с опережением роста возможностей по сравнению с потребностями выглядит странно. Кажется, что потребности человека безграничны и они изначально и всегда должны быть больше хоть и возрастающих, но очевидно ограниченных возможностей. Но это не так — потребности общества создаются его возможностями. Инженеры создают, торговцы предлагают, а люди смотрят и думают, хотят они эту штучку или нет. Именно поэтому потребности отстают от возможностей, и этот разрыв будет всегда.

90/91

Парадигма

Закон №3 Необходимость сохранения социального капитала в научной фантастике Неоднократно высказывалась такая идея: ознакомление с достижениями высокоразвитой цивилизации тормозит развитие, потому что исчезает стимул. Идея представляется разумной — если мне могут ответить на любой вопрос, то зачем иметь свою науку? Если я могу импортировать новейшие телевизоры, то зачем мне производить свои, которые хуже? Зачем развивать всю соответствующую технику, да и науку тоже? Если страна ввозит все, что устроено сложнее шпингалета, то в обществе не возникает культура отношения к труду, к вещи, к работнику, в итоге — к человеку. Человек, который не делает что-то материальное и сложное сам, не уважает того, кто это делает. Поэтому имеет смысл поставить у руля тех, кто что-то умеет делать. Кто хотя бы в молодости спускался в шахту или сидел за штурвалом комбайна. В известном изречении Ленина про кухарку, управляющую государством, есть маленькое и неожиданное рациональное зерно, ибо котлету тоже надо уметь сделать. А то получается, как говорили про партийных начальников мои слесаря: «Язык убрал, рот закрыл — рабочее место чистое». Развитие науки и техники в СССР стимулировалось в основном ВПК, военно-промышленным комплексом, который делал нищими людей, но побуждал развивать науку и технику, то есть мозги. Стоила ли военная игра свеч? Многие считают, что да; как поет Алькор, «но без этих технологий мы б не вышли из пещер». Нет, вышли бы, как вышли многие страны. Но не так быстро и не заплатив жизнями и здоровьем миллионов, «Маяком», гептилом, лейкемией, застоем и разложением, неумением работать, наркоманией, алкоголизмом и падением продолжительности жизни. Всем этим общество заплатило и будет платить за форсированную индустриализацию. Военно-промы́шленный ко́мплекс — совокупность научно-исследовательских, испытательных организаций и производственных предприятий, выполняющих разработку, производство, хранение, постановку на вооружение военной и специальной техники, амуниции, боеприпасов и т. п. преимущественно для государственных силовых структур, а также на экспорт.

Это иллюстрация действия закона сохранения: жизнь через сто лет зависит и от того, сколько интеллектуальных и физических сил люди тратят сегодня, и от того, с какой скоростью они потребляют накопления общества — материальные, культурные, моральные. Если общество не хочет «дефолтов», оно должно производить больше, чем потреблять. Причем не только сталь и цемент, а науку, технику, культуру, традиции, мораль, совесть, приятие новаций, стремление к ним, желание иметь детей и готовность иметь их, любовь и потребность в любви. я не знаю, как это измерить и с какими весами суммировать, — но мы знаем, что бывает, если общество делает с собой руками государства то, что сделало с собой российское в XX веке. Физические законы сохранения подсмотрены в природе, социальные — там же, и выведены они из факта длительного существования общества. В физике наши наблюдения всегда расположены на ограниченном интервале и имеют ограниченную точность — это ограничивает точность законов. Такова же ситуация и с обществом, и видна аналогия с антропным принципом: значения фундаментальных констант таковы, потому что при иных значениях невозможно существование звезд, планет и человека. Или, как иногда говорят физики, не брезгующие афористичностью, мы наблюдаем такой мир, потому что иной было бы некому наблюдать. Возможно, что законы общества таковы, что при других не было бы общества.

Будут ли эти законы выполняться и в дальнейшем? Закон сохранения разрыва между возможностями и потребностями действует автоматически — потребности создаются возможностями, их по сути дела создает производитель, выводя на рынок нечто новое. Поэтому возможности в масштабах человечества обгоняют, и разрыв сохраняется. Закон необходимости адаптабельности для сохранения общества прояв-

ляется так. Если орган не тренируется, он отмирает, поэтому нужна постановка соответствующих задач перед обществом. Так что нужны культурные различия, нужны экономические и природные проблемы, но за этим дело не станет. Экономического и культурного соперничества и взаимодействия Америка — Китай хватит на век точно, а скорее всего — на больший интервал времени. И это вполне корреспондирует с картиной эволюции по Акимову — Фридману — Иноземцеву. Закон необходимости сохранения социального капитала — с этим сложнее всего, ибо мы не знаем, как это измерять! Хочется в качестве первого приближения принять ИЧР — индекс человеческого

развития ООН. Но в первой половине прошлого века ИЧР, определенный стандартным способом, в СССР наверняка рос. Количество грамотных и студентов росло, продолжительность жизни до 1964 год а тоже росла (падение началось именно тогда, а не в перестройку), а валовый национальный продукт при милитаризованной экономике хоть и трудно посчитать, но из бараков благодаря Хрущеву люди перебрались в квартиры, и многие — в отдельные. А чем все это кончилось? Поэтому, как мне кажется, для сравнения на больших временных интервалах, и тем более для сравнения разных социальных систем и разных культур, и тем более для прогноза нужно что-то другое. Как будет жить человечество — вообще и в среднем, при различиях, естественно, между странами и регионами? Если следовать модели Иноземцева, то какая-то часть общества будет заниматься творческой работой, а остальные? Ведь, как одно из следствий творческой работы, потребность в прочей будет убывать. Чем займут свое время те 95 % населения, которые не будут создавать новое? на этот вопрос есть ответ, и вы можете увидеть его вокруг себя. Они будут Культурить, то есть культурно проводить время, а именно воспринимать контент — визуальный, акустический, обонятельный, вкусовой, осязательный, инерционный. Не исключено, что со временем возникнут и другие виды контента, например воздействие времяи пространственнозависимым температурным полем на поверхность тела или электрическим полем/ током на мозг. А инерционный контент — это детские качели, американские/русские горки и множество других потрясающих аттракционов, предназначенных для неинвазивного поднятия уровня адреналина в крови. Интерактивить, все то же, но с интерактивом (то есть двусторонним взаимодействием), причем доля интерактива может меняться в широких пределах, а может и устанавливаться адаптивно — приспосабливаясь к данному конкретному пользователю. Попутно интерактив будет отсасывать у человека его креативность, которую в силу других его качеств общество профессионалов не может использовать (низкая работоспособность, отсутствие знаний, низкий интеллект). Это будет важно психологически — каждый сможет почувствовать себя творцом, ощутить, как говорят психологи, «поглаживание». Грумить, то есть выискивать блох в шерсти. у наших волосатых предков груминг, то есть перебирание шерсти в поисках блох и их выкусывание (реальное или имитируемое) — способ установления психологических связей и социальной структуры, снятия напряжения и делания друг другу приятно. Мы, их потомки, грумим посредством СМСок и телефонных звонков, и тут прогресс сказал свое важнейшее, но еще не оцененное по достоинству слово — сотовая связь сделала груминг перманентным.

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

92/93

Физиология

Экзоскелет выходит в свет Подготовила С.Б.Ястребова

Традиционная нейрофизиологическая картина управления движением отводила спинному мозгу функции канала, по которому распространяются нервные импульсы, связывающие головной мозг с телом, и примитивного рефлекторного контроля. Однако данные, накопленные нейрофизиологами в последнее время, заставляют пересмотреть эту скромную роль. Новые технологии исследования позволили обнаружить в спинном мозге многочисленные сети его «собственных» нейронов, специализированных на выполнении сложнейших двигательных задач, таких как координированная ходьба, сохранение равновесия, контроль скорости и направления при движении.

Deus Ex: Human Revolution — компьютерная игра в жанре стелс-экшен, выполненная в стилистике киберпанк, разработанная компанией Eidos Montreal и выпущенная компанией Square Enix в 2011 году на платформах Windows, Xbox 360 и PlayStation 3. Это третья по счёту игра во вселенной Deus Ex и перезапуск всей серии.

Нейропротезирование и нейроинтерфейсы (интерфейсы мозг-компьютер) хорошо знакомы любителю научной фантастики, особенно если он тяготеет к жанру киберпанк. Нейроинтерфейс — это система, с помощью которой головной мозг может обмениваться сигналами с компьютером или каким-либо другим электронным устройством. Сообщения о новых бионических руках, сетчатках и прочих искусственных частях тела, контролируемых сигналами мозга, регулярно появляются в научных новостях. Бывают и недоразумения: например, сайт вымышленной компании — производителя высокотехнологических протезов Sarif Industries (детища разработчиков компьютерной игры Deus Ex: Human Revolution) — одна из британских газет приняла за страницу реальной корпорации и рассказала о нем в заметке об искусственных глазных яблоках. Но такая ошибка была бы невозможной, если бы реальность не догоняла фантастику. Пожалуй, самая впечатляющая демонстрация подобного изобретения прошла этим летом. Не во время научного симпозиума и не на съезде компаний-разработчиков роботов, а на открытии чемпионата мира по футболу. Двенадцатое июня 2014 года. Воз-

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015 можно, когда-нибудь этот день войдет в руководства по нейробиологии или (как знать?) в учебники истории. Первый, пусть и весьма короткий, пас мяча на чемпионате мира сделал не именитый игрок, не политик и не кинозвезда, а 29-летний Хулиано Пинто, бывший бразильский атлет, в 2006 году потерявший способность управлять собственными ногами из-за аварии. Экзоскелет, созданный совместными усилиями нескольких сотен ученых из Бразилии, Германии, Швейца-рии и США в рамках проекта Walk Again, вернул Пинто эту возможность.

Как это работает? Экзоскелет проекта Walk Again — это каркас из металла и пластика, в который встроены гидравлические двигатели и сочленения (рис. 1). Они расположены на том же уровне, что и естественные коленный, тазобедренный и голеностопный суставы. Кстати, у механизма есть имя: BRA-Santos Dumont I. Забавно, что отцу пионера авиации Альберта Сантоса-Дюмона, в честь которого назван экзоскелет, это изобретение наверняка пригодилось бы: у него развился паралич нижних конечностей после неудачного падения с лошади.

BRA-Santos Dumont управляется с помощью интерфейса мозг-компьютер. Сигналы об электрической активности мозга собирают электроэнцефалографические (ЭЭГ) электроды, объединенные в удобную шапочку. В этом, кстати, отличие нейропротезов для людей от «звериных»: в последних информацию о работе нервных клеток получают с электродов, помещенных прямо в глубь мозга. Сигнал ЭЭГ усиливается и передается на преобразователь в рюкзаке на спине пользователя. Этот преобразователь переводит частоту и амплитуду мозговых волн в команды экзоскелету передвинуть тот или иной элемент в заданном направлении. В итоге несколько таких команд сливаются в полноценный шаг. Надо отдать должное тем, кто заявляет: пара движений в экзоскелете, да еще и при физической поддержке людей по обе стороны от бразильского добровольца, возможно, не стоила тех временных и денежных затрат, что пришлись на долю проекта Walk Again. Ведь прошла же двумя годами ранее Лондонский марафон женщина с парализованными ногами! (Она использовала израильский экзоскелет ReWalk, который управляется не силой мысли, а прибором на поясе, распознающим и усиливающим движения человека.) Есть еще экзоскелет Rex, которым можно управлять с помощью разработанного специально для него прибора для снятия показаний электроэнцефалограммы — NeuroRex. По словам разработчиков, его производство намного дешевле, чем у «футбольного» аналога. Да и помощники человеку при использовании NeuroRex не нужны. В чем же тогда особенность бразильской разработки? Экзоскелет, спроектированный в рамках Walk Again, может не только получать сигналы от мозга пользователя, но и давать ему обратную связь. на поверхности подошв BRASantos Dumont находятся датчики прикосновения. Они сделаны по технологии «искусственной кожи» CellulARSkin. Сенсоры в виде шестиугольников размером с монетку в 50 евроцентов передают сигналы от поверхности ступней к той части устройства,

94/95

движения руки задают и теменная кора, и лежащие под ней подкорковые ядра, и спинной мозг, и нервы, идущие от него к конкретной мышце. Если участок спинного мозга, отвечающий за движения руки, поврежден, можно регистрировать активность нейронов коры или подкорковых ядер и передавать её по проводам сразу к нужным мускулам. которая соприкасается с пальцами пациента. Человек в экзоскелете чувствует движения ног руками и может включить устройство в собственную схему тела, ощутив его как часть себя, а не как инородный предмет. Говорят, что передвижение в BRASantos Dumont ощущается так же, как хождение на своих двоих. Это выгодно отличает его от продвинутых механизированных костылей, какими, по сути, являются все остальные модели.

Макака и телекинез Теперь надо отдать должное участникам проекта Walk Again, разработавшим экзоскелет для чемпионата мира. Их руководителю Мигелю Анжело Лапорта Николелису — в особенности. В лаборатории этого нейробиолога, бразильца по происхождению, в Медицинском центре Университета Дьюка в США раньше никто не разрабатывал интерфейсы мозгкомпьютер, которые управлялись бы сигналами ЭЭГ. Большинство исследований лаборатории Николелиса сосредоточено на записи электрических сигналов от отдельных нейронов, а не обобщенных ритмов мозга с поверхности скальпа. Одной из первых знаковых работ коллектива в этой области стало создание интерфейса мозг-компьютер, который позволил обезьяне перемещать механическую конечность, не двигая собственными. Одна из первых статей об этом достижении вышла 11 лет назад в электронном журнале открытого доступа «Public Library of Science» (Carmena J.M. et al., «PLoS Biology», 2003, 1: 193 — 208, doi: 10.1371/ journal.pbio.0000042). Нейроинтерфейс, созданный лабораторией Николелиса, использовал тот факт, что наши движения управляются несколькими областями мозга на разных уровнях организации. А это значит, что, если одно из звеньев цепи управления сломается, его можно будет обойти, задействовав только те элементы, которые в этой цепочке расположены ближе к исполняющему концу. Например,

Фактически так и было сделано в экспериментах 2003 года. Вот только вместо мышц родной конечности сигналы направлялись роботизированной «руке». Двум самкам макаки-резуса вживили десятки проволочек-электродов (если быть точным, 96 — одной и 320 — другой) в дорсальную премоторную кору, первичную моторную кору и дополнительную моторную область обоих полушарий. Все эти зоны находятся под теменем и отвечают за выполнение задуманных животным движений. Такое большое количество электродов — не роскошь и не демонстрация возможностей нейробиологии, а необходимость, вызванная тем, что за большие движения и нейронов отвечает немало. К тому же некоторые клетки могут погибнуть в ходе эксперимента, и на замену им никакие другие уже не придут. После того как животные оправились от операции, экспериментаторы обучили их выполнять три типа заданий, сидя перед монитором компьютера и держа левой рукой палочку-джойстик. Левая рука была выбрана потому, что у обеих макак сигналы от нейронов правого полушария были лучше различимы, а движениями той или иной конечности управляет противоположное полушарие. В качестве первого задания обезьяне несколько раз показывали два диска — большой и маленький. Они каждый раз появлялись в новой, случайной точке на экране. Большой диск служил целью, на которую надо было максимум за 5 секунд передвинуть маленький кружок — аналог курсора — и задержать его там чуть меньше чем на 0,2 секунды. При этом обезьяны пользовались джойстиком, а датчики в коре и на поверхности руки регистрировали электрическую активность нейронов и мышц, задействованных при его перемещении. Вознаграждением за верно выполненное задание для макак служили небольшие порции сока. Если животное оставляло курсор у цели недостаточно долго, большой круг исчезал и награды не следовало. В другом варианте задания передвигать джойстик не требовалось, однако нужно было сжимать его с определенной силой. С какой именно, можно было понять по размеру курсора, который на сей раз неподвижно стоял посередине экрана, окруженный двумя концентрическими кругами. Чем больше становился курсор, тем сильнее нужно было вдавить руку в джойстик. Наконец, последняя задача включала в себя элементы первой и второй.

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

Сначала обезьяны должны были привести курсор к цели, а потом, задерживая его на одном месте, сжимать пальцы вокруг джойстика. Как и в предыдущем задании, сила такого сжатия зависела от того, насколько большой указатель видело на экране животное. Сравнив данные, полученные от мозга и мышц в каждом конкретном случае (а было несколько десятков попыток!), экспериментаторы создали математическую модель соотношения быстроты и силы движений руки с активностью нервных клеток в моторных областях коры. Затем они проверили, соответствует ли эта модель действительности, попробовав на её основе предсказать, куда животное передвинет джойстик, исходя из последовательностей нейронных сигналов. Когда математические приближения показали себя дееспособными, экспериментаторы добавили в интерфейс возможность двигать курсор не только джойстиком, но и за счет одной только активности нейронов. Впрочем, при нескольких первых испытаниях в новой серии «ручное управление» сохранили и убрали лишь тогда, когда обезьяны поняли, что без него вполне можно обойтись, и стали двигать курсор только за счет сигналов нервных клеток. Эти сигналы сначала передавались на роботизированную конечность, а курсор перемещался уже исходя из её движений (рис. 2). Конечно, у макак не сразу получалось идеально передвигать курсор силой мысли. В процессе обучения работа одних и тех же нейронов изменялась: из десятков клеток, которые сначала работали со средней и примерно одинаковой у всех частотой, выделились единицы, чья активность заметно повысилась. По словам исследователей, мозг оказался еще более пластичным, чем они думали.

От мозга к мозгу В отличие от печально известного исследования «передачи душ» под руководством К.В. Судакова («Химия и жизнь», 2012, № 9), результат работы команды Мигеля Николелиса, о которой сейчас пойдет речь, выглядит вполне проверяемым и научно обоснованным. Через десять лет после интерфейса мозг-компьютер, который позволял обезьянам двигать курсором без рук, сотрудники лаборатории Николелиса создали интерфейс мозг-мозг и смогли с его помощью передать сигналы нейронов от одной крысы к другой (Vieira M et al., «Scientific Reports», 2013, 3:1319, doi:10.1038/srep01319). Метод работал даже тогда, когда животные находились в разных странах: одно в Международном институте нейронаук города Натал в Бразилии, другое — в Университете

Дьюка в США. Расшифровать электрические сигналы мозга животного и на их основе построить математическую модель — дело непростое, но возможное. А как насчет другого мозга? Сможет ли он распознать, что закодировано в импульсах нейронов собрата? В экспериментах под руководством бразильца — смог. В первой серии опытов крыс разделили на две категории: «кодировщики» и «расшифровщики». И у тех, и у других микроэлектроды в виде тончайших проволочек были встроены в моторную кору. Они могли регистрировать сигнал от нейронов или, наоборот, стимулировать эти клетки. Каждое животное сидело в отдельной экспериментальной камере. Кодировщиков обучали простому условному рефлексу: нажимать на тот рычажок из двух, над которым загоралась лампочка. Если животное выбирало правильный рычаг, оно получало капельку сока. Расшифровщики не знали, как действовать в такой ситуации. Но их цель была другой: научиться воспринимать электрические сигналы от микроэлектродов в коре. В тот момент, когда животные научались справляться со своими задачами почти безошибочно, в дело включался интерфейс мозг-мозг (рис. 3). на сей раз в каждом эксперименте грызуны, которым перед этим несколько часов не давали пить, работали в паре. Кодировщик вновь нажимал на рычаг под включенной лампочкой и получал за это свой сок. В этот момент электроды регистрировали активность его нейронов, а преобразователи переводили её в последовательность сигналов, которую затем передавали животному-расшифровщику. Крыса-расшифровщик в это время сидела в другой камере и видела перед собой два рычага и сразу две зажженные лампочки. Сигналы от микроэлектродов побуждали животное нажимать на левый или правый рычаг. Если расшифровщик выбирал рычаг с той же стороны, что и кодировщик, то обе крысы получали награду. Грызун-кодировщик в этом опыте выполнял львиную долю работы, зато и подкрепление получал в двойном объеме. Правда, только тогда, когда товарищ понимал его правильно, — а так было в 70% слу-

96/97

Физиология

Наука без проводов Нобелевский лауреат Эрик Кандель в своей книге «В поисках памяти» (она вышла на русском языке в переводе П.Петрова) признается, что когда он в 1960-х стал изучать нервную систему моллюсков, то почувствовал облегчение. Ведь записать электрическую активность даже нескольких нейронов гиппокампа кошки — а именно этим занимался Кандель до исследований на аплизиях — тогда было очень сложно. Многие эксперименты не получались совсем, а те, которые приносили хоть какие-то результаты, могли длиться сутками.

чаев. Если расшифровщик ошибался и нажимал не на тот рычаг, при следующей попытке крыса-кодировщик каким-то образом подавала более четкие сигналы без «нейронного шума», которые второму животному было проще понять. И действительно: после провальной попытки расшифровщики всегда исправлялись и почти никогда не ошибались дважды. Университет Дьюка — частный исследовательский университет, расположенный в городе Дарем, Северная Каролина, США. Официальное русскоязычное название, принятое администрацией университета — Дюкский университет. Основан методистами и квакерами в 1838 году. В 1924 году усилиями табачного промышленника и мецената Джеймса Дюка университет получил новое имя в честь его покойного отца Вашингтона Дюка.

Оказалось, что помимо сигналов движений животные могут передать и распознать ощущения, притом точно таким же способом. Во второй серии экспериментов кодировщик пользовался своими вибриссами. Как известно, вибриссы (усы) у млекопитающих — это органы чувств, и ощущения, которые они воспринимают, похожи на те, что дают нам подушечки пальцев. В опыте крыса-кодировщик должна была оценить с помощью вибрисс ширину отверстия и в зависимости от того, широкое оно или узкое, повернуть голову направо или налево. Если грызун поворачивал голову в нужную сторону, ему, как и в опыте с рычажками, давали капельку сока. на сей раз электроды находились в сенсорной коре животных, которая анализирует информацию о прикосновениях от вибрисс. Суть опыта оставалась той же: сигналы нейронов коры кодировщика преобразовывали в электрические стимулы, которые подавали на ту

же область мозга расшифровщика. И в этом случае второе животное с вероятностью 65% правильно выбирало, в какую сторону повернуть голову, руководствуясь только командами от стимулятора. В эксперименте расшифровщик не видел перед собой норки и не трогал ничего вибриссами. ЦСам Мигель Николелис отмечает, что мозг крысы-расшифровщика реагировал не только на сигналы непосредственно от коры больших полушарий кодировщика, но и на прикосновение к вибриссам другого животного. Это значит, что в мозге грызуна-расшифровщика сложился образ тела товарища. Если уж у нас получилось объединить два мозга, то теоретически ничто не запрещает сделать сеть из множества животных и множества органов. Скорее всего, система, которая получится при таком объединении, будет иметь собственные уникальные свойства. Какие, мы пока сказать не можем. Но о потенциале такой мозговой сети вполне можно пофантазировать, учитывая то, что людей на планете 7 миллиардов, а нейронов в мозге каждого из них — в 10 раз больше.

Сейчас ситуация изменилась. Микроэлектроды, которые погружают в толщу мозга животных, часто объединяют на пластинке по нескольку десятков штук. Если бы в Книге рекордов Гиннесса была подходящая номинация, то в ней, безусловно, победила бы одна из недавних работ лаборатории Мигеля Николелиса (Schwarz D. et al., «Nature Methods», 2014, doi:10.1038/ nmeth.2936). Ученым удалось подключиться к максимальному числу клеток мозга макаки-резуса (1874 нейрона!) и при этом одновременно записать активность 500 нейронов. А самое интересное то, что во время записи обезьяна не находилась под наркозом, как кошки Канделя, а могла двигаться совершенно свободно: её голову и регистрирующую установку не связывали никакие провода. Как удалось зарегистрировать сигналы от стольких клеток сразу? Одна из причин — особое расположение микроэлектродов. В этом опыте они не находились на пластинке, а входили в состав кубика из полиамидных трубочек (рис.

4). В первых версиях кубика электроды не могли двигаться друг относительно друга. Позже они стали подвижными, что позволило уменьшить повреждения мозговой ткани, вызванные проникновением микропроводов. За счет этого срок работы электродов увеличился по сравнению с предыдущими исследованиями: животные жили с имплантированными кубиками-регистраторами минимум год, максимум пять лет. Такое время эксперимента, конечно, не сравнить с опытом по падению капли битума («Химия и жизнь» писала об этих опытах, иллюстрирующих относительность понятия о твердом теле: такой капле, чтобы упасть, нужны десятилетия). Но для живого организма, внутрь которого вторглись пока еще довольно грубыми методами, срок вполне приличный. Всего в эксперименте использовали пять обезьян с разными вариантами строения кубиков электродов и шапочек, эти кубы накрывающих. Все модели были напечатаны на 3D-принтере. в самой сложной версии устройства в мозг макаки внедрили четыре кубика, в каждом из которых было 448 каналов записи. на некоторые из каналов пришлось больше одного нейрона, поэтому в сумме удалось заре-

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

98/99

Публицистика

Иоганн Вольфганг Гёте естествоиспытатель Подготовил К.Г.Михайлов

Переводы биологических сочинений автора «Фауста» известны в России уже в течение столетия. Не забудем, что сам термин «биология» появился лишь в самом начале XIX века, а прижился в науке гораздо позднее, поэтому Гёте говорит в первую очередь о морфологии растений и животных. Термин «морфология» введен как раз Гёте. Ныне под морфологией понимают изучение наружных структур животных и растений, хотя исходно, у Гёте, речь шла о науке, исследующей динамику формы.

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

Владимир Осипович Лихтенштадт (1882-1919) русский революционер (эсер-максималист, меньшевик, затем коммунист), переводчик.

Из крупных изданий переводов Гёте по естествознанию можно назвать переводы В.О.Лихтенштадта (1920) и И.И. Канаева (1957, в академической серии «Классики науки»). Печальная история еще одного, несостоявшегося издания разобрана в комментариях к рецензируемой книге. В 1929 году Госиздат принял решение об издании 13-томного издания сочинений Гёте, и в последний, 13-й том предполагалось поместить научные сочинения великого немца. Редактировать этот том согласился В.И.Вернадский. Перевод текстов выполнил известный историк и педагог И.М. Гревс, а редактировали тексты специалисты-биологи, в том числе носитель немецкого языка (ботаник З.Ф.Руофф). Но вскоре некоторые редакторы были репрессированы, сам Гревс скончался в начале 1941 года. В том же году Госиздат расторг договор с В.И. Вернадским, и это издание не состоялось. Вводный очерк самого В.И. был опубликован уже посмертно, в 1946 году, в «Бюллетене Московского общества испытателей природы». Нынешний трехтомник научных сочинений И.В.Гёте выходит по инициативе Фонда «Терапевтическая эвритмия» (Москва) под редакцией и с примечаниями С.В.Казачкова. Ему же принадлежат и несколько переводов. Некоторые биологические комментарии даны Г.Ю.Любарским. Ранее не опубликованные рукописи переводов были разысканы в Российском государствен-

ном архиве литературы и искусства и в Архиве Российской академии наук. Через несколько лет, надеюсь, следует ожидать томов по физике (учение о цвете, учение о звуке) и геологии с метеорологией. Главное отличие нового издания — значительно более полная, многосторонняя подборка работ Гёте по биологии. Основной

текст книги состоит из трех больших разделов — это сочинения, изданные при жизни автора, неизданные очерки, вместе с черновиками и набросками, и — в качестве приложения — пять вводных статей Рудольфа Штайнера к работам Гёте по естествознанию, написанные в 1880 — 1890-е годы. Справочный аппарат велик и занимает почти треть общего объема книги. Для первых двух разделов использованы переводы И.М.Гревса (в основном), В.О.Лихтенштадта, С.В.Казачкова и др. Некоторые материалы Гёте, а также статьи Штайнера публикуются на русском языке впервые. Справочный аппарат книги помимо подробных примечаний включает список изданий научных сочинений Гёте, краткий очерк о Гёте как биологе (по пунктам, с чисто немецкой аккуратностью), историю несостоявшегося тома под редакцией В.И.Вернадского, хронологию работ Р.Штайнера над изданием научных произведений Гёте и обоснованием его идей, краткую биографию Е.С.Смирнова (энтомолога, автора одного из переводов), перечень публикаций в журнале Гёте «О естествознании вообще, преимущественно о морфологии», в серии «О морфологии», именной и терминологический указатели и список литературы. В комментариях Г.Ю.Любарского обсуждаются многие проблемы биологической систематики и морфологии XX и даже XXI века — это и гомеобоксные гены,

и филогенетическая систематика В.Хеннига, и мерономия С.В.Мейена, и гомологические ряды Н.И.Вавилова... Главное чувство, которое возникает при знакомстве с текстами, приложениями и комментариями, — вот, наконец, настоящий, аутентичный Гёте, очищенный от неокантианской и позитивистской

шелухи. Посмотрите хотя бы обстоятельные комментарии к «Сомнению и смирению» (с.546 — 551). Фигура Рудольфа Штайнера воспринимается в наше время более чем неоднозначно, но его заслуги в деле анализа и развития естественно-исторических взглядов Гёте несомненны. Прежде чем попытаться изложить суть научно-философских взглядов Гёте, приведу три цитаты: «...уровень воззрений современного человека измеряется его отношением к гётевскому мировоззрению» (Р. Штайнер); «Миросозерцание Гёте самое многостороннее, какое только можно себе представить» (Р. Штайнер); и еще: «Есть два Гёте: Гёте извне, почитаемый и не читаемый, а если и читаемый, то по всем правилам кабинетно-филологического этикета, и Гёте изнутри — открытая книга, чтение которой равно непрерывному соавторскому риску» (К.А.Свасьян). К сожалению, Гёте не оставил нам полного последовательного изложения своих биологических воззрений, хотя за такой труд он принимался как минимум трижды в течение своей долгой жизни, два раза в 1790-е годы и потом еще раз в 1806 — 1807-е... Так или иначе, в 1790 году был издан лишь «Опыт объяснения метаморфоза растений» (позднее переименован автором в «Метаморфоз растений»), а основные морфологические работы (среди них — важнейшие) стали выходить после 1817 года, в серии сборников «О морфологии» в выпусках журнала Гёте. Необходимо также различать собственно большие и малые биологические гипотезы и открытия Гёте (теория, согласно которой череп состоит из видоизмененных позвонков, открытие межчелюстной кости и т. п.) и его общую теорию органического мира, включая методы, приемы обобщения и логику работы. Отдельные открытия никогда не были для Гёте самоцелью. Хотя, читая его сочинения по ботанике или остеологии, нельзя не признать его превосходным специалистом в данных областях знания, и гипноз «Гёте-поэта» отходит в сторону.

100/101

Публицистика

Итак, в самом общем виде. Гёте понимает морфологию как науку о форме, об органической форме в первую очередь. Причем эта форма изменчива и динамична, подвержена метаморфозу. В этом отношении Гёте — полная противоположность Линнею с его систематизаторством. «У природы нет системы, у нее есть жизнь...» Перефразируя, система, как и форма, должна быть динамична, а не статична. То есть природа изменчива и способна к развитию. Отсюда можно несколько односторонне перекинуть мостик к трансформизму и даже к эволюционным воззрениям, победившим в середине XIX века.

Гёте выдвигает особый, антикантианский способ познания, который можно было бы назвать «рационально сверхчувственным». он применим в первую очередь к органическим объектам. Великий немец, несомненно, некоторым образом «увидел» свое знаменитое «прарастение» (Urpflanze) во время путешествия в Италию. Но к мистике и иррационализму это никакого отношения не имеет, речь идет об интеллектуальном созерцании, интеллектуальной интуиции в правильном понимании этого термина (по Гёте, «созерцающая способность суждения»), понятии, чуждом современному естественно-научному сообществу и, как считается, дискредитированном всем развитием науки и философии XIX и XX веков. Гёте же полагал, что наш мозг, «духовные глаза», «мысленный взор» — это тоже некоторым образом орган восприятия мыслей. Эту точку зрения развивал в начале XX века известный немецкий философ Эдмунд Гуссерль.

Наука Гёте идет от частного к общему и снова — к частному. Одним из ключевых понятий здесь служит понятие типа (проявляющейся в организме закономерности), который понимается как динамический архетип; «в качестве такого сравнительного канона ни одно отдельное животное предложить невозможно»; «опыт должен показать нам, какие части общи для всех животных и в чем эти части различаются. Идея должна управлять всей этой совокупностью и генетически выводить общий образ». Тип Гёте имеет очень мало отношения к филогенетическому предку той или иной группы животных или растений, на чем в 1860-е годы настаивал великий биолог-эволюционист Эрнст Геккель и с чем радостно согласились многие последующие исследователи научного творчества Гёте. Удивительным образом чистую теорию динамического архетипа, правда редко ссылаясь на Гёте, в середине XX века развивал российский биолог Б.С.Кузин; как водится, его работы были опубликованы лишь посмертно, в 1980 — 1990-х годах.

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

Эдмунд Гуссерль — немецкий философ, основатель феноменологии.

Как соотнести мировоззрение Гёте с современным естественно-научным мировоззрением? Философы и методологи науки признают, что тип для органического мира представляет собой то же, что закон — для неорганического. Мышление биолога насквозь типологично, но он не всегда это осознает, как мольеровский Журден не осознавал, что говорит прозой. Самый простой пример — типологическая экстраполяция. Глядя на любое млекопитающее, мы точно знаем, что его самка выкармливает детенышей молоком, а кровь у него теплая, и для этого вовсе не нужно исследовать каждый попадающийся нам экземпляр. Потому что это — часть характеристики класса млекопитающих. У Гёте (и затем у О.П.Декандоля, в русском переводе в 1837 году) выражено понятие мерона, или гомологизированного признака, правда, без употребления самого этого термина. Здесь мы видим перекличку с трудами советского ботаника, палеонтолога и теоретика биологии С.В.Мейена 1970-х годов, хотя сам Мейен на работы Гёте в этом отношении не ссылается (с. 572 — 573 и 581, примеч. Г.Ю.Любарского). Гёте говорит даже о фрактальности природы, хотя само это понятие было сформулировано лишь в 1975 году. Серьезный анализ типологического подхода в биологии был проведен Г.Ю.Любарским в его работе «Архетип, стиль и ранг в биологической систематике» (1995). Дальнейшее развитие

этого направление в российской науке прослеживается очень фрагментарно. В англосаксонской же науке, ставшей теперь мировой, этот подход принято, к сожалению, игнорировать. А дальше и глубже — предлагаю читателю исследовать данный вопрос самостоятельно. Один из очерков Штайнера дан в переводе Е.С.Смирнова. Автору этого перевода посвящен краткий биографический очерк, вошедший в книгу. Евгений Сергеевич Смирнов (1898 — 1977) в течение 30 лет заведовал кафедрой энтомологии в Московском государственном университете; еще в своих ранних работах 1920-х годов он постарался применить теорию типа Гёте к зоологической систематике. Похоже, он состоял в теософских и антропософских кружках и даже в «темные» 1940-е и 1950-е годы сохранил свой интерес к этому направлению, хотя в те времена такого рода деятельность «решительно пресекалась» советскими органами внутренних дел. Но — тогда обошлось. В библиотеке Е.С. хранился ряд книг Штайнера (по-немецки и в русских переводах), а в архиве были обнаружены рукописи переводов таких сочинений, как «Философия свободы», «Мировоззрение Гёте» и др. Все это выяснилось после кончины его вдовы, Милицы Сергеевны, в середине 1980-х годов, при разборке архива на квартире ученого. Рукописи переводов, записанные Е.С.

David Rowe. Chemistry and echnology of Flavours and Fragrances. Blackwell, 2004.

Gordon M. Shepherd. Neurogastronomy: How the Brain Creates Flavor and Why It Matters.

Columbia University Press, 2011.

В школьных тетрадках и на листочках блокнотов, были затем усилиями Г.Ю.Любарского отпечатаны на пишущей машинке (добрая диссидентская традиция), а позднее, в 2000-е годы, набраны на компьютере при участии автора настоящей рецензии. Эти материалы были в свое время переданы редактору данного тома и пока опубликованы лишь фрагментарно. Насколько я понимаю, перевод «Философии свободы» Штайнера, написанный не занудно-дословно, а в художественном и при этом классически-научном ключе, особенно интересен для публикации. Все издание очень тщательно отредактировано и откорректировано. Шероховатости в переводах ничтожны. Например, я бы сказал не «о компаративной анатомии», а все-таки «о сравнительной анатомии». В текстах Штайнера есть ссылки на так и не написанные им примечания – все эти места в книге заботливо помечены. Приятно удивляет использование для форзацев рисунка так называемой мраморной бумаги, характерной для обложек книг конца XVIII — начала XIX века.

102/103

Физиология

Камни боли Подготовил А.Ю.Пульвер

Что побуждает людей заниматься коллекционированием? Много слов сказано на эту тему, особенно психологами, но ко мне они не имеют отношения. А тут все просто. Несколько лет, пока позволяло здоровье, я работал видеоэндоскопическим хирургом и делал операции по удалению желчных пузырей, а в удаляемых пузырях были — конкременты, в просторечии «камни». Часто больные после операций забирали их на память, но многие оставались валяться, пока не оказывались в помойке после очередной уборки. По слухам, где-то в каком-то хирургическом отделении, подобном нашему, из не забранных пациентами камней некие остроумцы повадились клеить миниатюрные башенки и замки.

Сам я до таких высот не дорос. Почти сразу я обратил внимание на красоту этих камней, сопоставимую с красотой птичьих яиц, янтаря, жемчуга, малахита, опала. И как-то жалко стало обрекать их на уничтожение. Столько боли и страданий, связанных с каждой горстью или даже с единичным камешком... Сколько врачебных Столько боли и страда- усилий, связанных с их выявлением и последуюний, связанных с каждой щим извлечением. Они, горстью или даже с еди- как любой противник, ничным камешком... все-таки заслуживают некоего уважения. Больше всего желчные камни напоминают мне жемчуг — это ведь тоже объекты, формирующиеся в организме из продуктов жизнедеятельности. В Википедии жемчуг называют «минералом класса органических соединений», что, если вдуматься, звучит странновато. Правда, на этом сходство кончается.

Жемчужины образуются в раковинах моллюсков, если туда попало инородное тело. Вокруг него откладывается тонкими пленками перламутр, образующий концентрические слои. Это отдаленно похоже на то, как изолируются соединительнотканной капсулой инородные тела, попавшие в ткани человека. А желчные камни (конкременты) образуются из-за нарушения соотношения компонентов желчи, в результате чего её соли выпадают в желчном пузыре, реже — в печеночных желчных протоках. И, вопреки распространенному мнению, они — не причина желчнокаменной болезни, они её следствие. Конкременты в желчном пузыре и в желчных протоках известны с глубокой древности. Гален, величайший врач времен Античности, во множестве находил их при вскрытиях. Также описания желчнокаменной болезни

встречаются в трудах Фолиньо (Gentile da Foligno, 1348) и Везалия (Andrea Vesalius, 1546). Первую классификацию типов желчных камней предложил в XVII веке Альбрехт Галлер, швейцарский анатом, физиолог и ботаник, в своих знаменитых трудах «Opuscula pathologica» («Патологические брошюры») и «Elementa

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

По данным ЮНЕП, наибольшие выбросы ртути создают Китай и Индия с бурно развивающейся экономикой. Переработка и сжигание угля в огромных количествах, производство ПВХ и различных батарей — все это вносит весомый вклад в глобальное загрязнение мира ртутью. Китай и Индия больше всего потребляют и больше всего выбрасывают опасного металла — более 1,3 тысячи тонн на двоих.

physiologiae corporis humani» («Элементы естественного развития человеческого тела») (1757 — 1766). Подразделял он их на крупные яйцеобразные камни из «безвкусного желтоватого вещества, которое плавится при подогревании, как сургуч, и способно гореть», и темноокрашенные. Безвкусно-желтоватые — это явно были либо холестериновые, либо смешанные камни по современной классификации. Насчет вкуса «темноокрашенных» — не знаю, но, по логике вещей, должен был быть горьким, потому как это явно черные пигментные.

в длину. Но даже более 5 — 6 сантиметров — уже редкость. Опаснее всего, как ни странно, мелкие конкременты, особенно диаметром 2 — 3 миллиметра. Камни поменьше, размером с песчинку, как правило, могут свободно выходить в полость двенадцатиперстной кишки и выводиться из организма. Более крупные камни иногда перегораживают общий желчный проток (холедох), нарушая отток желчи и вызывая тем самым механическую желтуху. Однако самая опасная ситуация — когда камень умудряется протиснуться сквозь общий желчный проток в двенадцатиперстную кишку, но по пути процарапать холедох. В результате после заживления на ме-

Также Галлер показал, что желчные конкременты встречаются не только у людей, но и у лошадей, свиней, коров, сурков, обезьян и других животных. Хорошо, что ему верблюд не попался! у него (так же, как и у большинства грызунов и китообразных) желчный пузырь отсутствует.

Университет науки и техники штата Айова, более известный как Университет штата Айова — общественный университет США, расположенный в Эймсе, штат Айова. Основан в 1858 году. До 1959 года назывался — Колледж сельского хозяйства и механики искусств штата Айова. С 1958 года университет является членом Ассоциации американских университетов. В состав университета входят 8 колледжей.

Современная классификация со времен Галлера усложнилась не намного. Различают конкременты по количеству, размерам, составу и форме. Одиночные камни увеличиваются со временем и, «полируясь» о стенки желчного пузыря, приобретают овоидную (яйцевидную) форму. При недостатке свободного пространства множественные конкременты, а они встречаются чаще всего, образуют фасеточную структуру (медики почему-то упорно говорят «фасетчатую») с плоскими гранями — результат трения друг о друга во время движений хозяина. Иногда камни могут срастаться между собой и приобретать неправильную форму, вплоть до кактусовидной. Относительно крупные камни, локализующиеся в шейке пузыря, вытягиваются и становятся похожими на цилиндры, а редкие камни, формирующиеся в печеночных протоках, могут быть даже ветвистыми, подобно почечным камням.

Количество, форма, размеры Трудно представить, что количество камней в желчном пузыре одного пациента может доходить до нескольких тысяч. Зарегистрированный рекорд — аж 7802 штуки. Самые крупные желчные камни могут занимать весь объем желчного пузыря — 10 — 15 сантиметро

в желчных путях осколки с последующей механической желтухой, или — самое худшее — потенциальные холедохоцарапательные осколки с острыми краями.

Внутри «Холестериновые», «черные пигментные», «коричневые пигментные» и «смешанные», а еще и «кальциевые камни», которые я не выделял бы в отдельный подвид, — вся эта классификация довольно условна. Чистых «сферических желчных конкрементов такого-то типа в вакууме» в природе практически не существует. Иногда можно спорить до судорог: «Холестериновый!.. Нет, коричневый пигментный! Смешанный!.. Нет, черный пигментный!» Все камни, за редчайшим исключением, можно смело обозвать смешанными. А если взять и расковырять эти редчайшие исключения, то наверняка их сердцевина покажет свое истинное смешанное нутро! Холестериновые камни встречаются наиболее часто, состоят в основном из кристаллов холестерина (до 95%) и меньшего количества билирубината кальция.

сте раны возникает рубцовая стриктура, которая сужает проток и затрудняет эвакуацию желчи. Это повод для серьезной сложной операции — гепатикоеюностомии, когда петлю тонкой кишки подшивают к месту сужения желчных протоков. Правда, в последние годы развиваются микрохирургические методики, восстанавливающие проходимость холедоха — но тоже долго, сложно и трудно. Обратите внимание на примечательный образец, представленный в моей коллекции черных пигментных камней (рис.

2). Это ужас гепатолога. К сожалению, в коллекцию попала только небольшая часть этого образца, да и подвыцвел он за годы. А на момент извлечения наша реакция была: «Не понял!..» Свежеизвлеченные камни были черные, блестящие, легко спутать с черной икрой. Тысячи потенциальных источников опасности для жизни. Именно поэтому литотрипсия (дробление ультразвуком или лазером) желчных камней – это почти вредительство: она порождает или застревающие

Кстати, само открытие холестерина связано как раз с холестериновыми желчными камнями. В 1769 году Пулетье де ла Саль получил из желчных камней так называемый жировоск — горючее плотное белое вещество. В 1808 году Антуан де Фуркруа доказал, что этот жировоск — основной компонент желчных камней. А название свое холестерин обрел в 1815 году благодаря французскому химику-органику Мишелю Шеврёлю: «холе» — желчь, «стерин» — жирный. Большая часть холестериновых камней в мою коллекцию не попадала, поскольку свежеобразовавшиеся (вовремя выявленные и удаленные) конкременты довольно непримечательны — желтые мягкие комки диаметром 3 — 5 мм в форме тутовой ягоды. я просто взял себе четыре штуки из одного образца — чтобы было. Со временем они высохли и стали похожи на хрупкие кусочки хозяйственного мыла, которые, впрочем, не мылятся. А вот если такие мелкомягкие конкременты не удалять, то, не выводясь из желчного пузыря из-за сниженной функции выброса желчи, они потихоньку начинают расти. Со скоростью где-то 1 — 3 миллиметра в год... И чем дальше, тем больше их эстетическая ценность для ненормального коллекционера, и пропорционально больше

104/105

Физиология

проблем — для их хозяина. Вообще, формирование всех типов желчных конкрементов начинается с таких вот холестериновых комочков, которые постепенно сливаются между собой и дают приют на своей поверхности разнообразным веществам, осаждающимся из желчи. Чаще всего они образуются в желчном пузыре из-за повышенной концентрации холестерина, нарушенного соотношения желчных кислот и недостатка лецитина. В результате холестерин выпадает в осадок в виде кристаллов, которые любят соединяться друг с другом, обволакиваясь слизью, которую выделяет слизистая оболочка желчного пузыря.

синтез белка, а также в митохондрии, нарушая окислительное фосфорилирование. Кроме того, он устраивает хаос в транспорте калия через мембраны клетки и органелл и легко проникает сквозь гематоэнцефалический барьер — прямо в мозг! Но хитрый организм приспособился давить билирубин прямо на корню. В крови его ловит альбумин и передает на расправу гепатоцитам, основным

Хотя «затравкой» для образования желчного камня может стать буквально что угодно! Начиная от мельчайших кристалликов разных солей кальция, выпадающих из застойной желчи, мертвых клеток, слущенных с пузырной слизистой, и заканчивая глистами, в недобрый час заползших куда не надо и сдохших там в ознаменование своей глупости. К факторам риска образования желчных камней относят избыточный вес, женский пол (женщины страдают желчнокаменной болезнью в два раза чаще), возраст свыше сорока лет, диабет II типа (инсулинонезависимый), множественные беременности, особенно многоплодные, наследственную предрасположенность, применение некоторых лекарственных средств, парентеральное питание и так далее. Даже увлечение диетами для похудания тоже может привести к образованию конкрементов при быстром сбросе веса.

Университет Дьюка — частный исследовательский университет, расположенный в городе Дарем, Северная Каролина, США. Официальное русскоязычное название, принятое администрацией университета — Дюкский университет. Основан методистами и квакерами в 1838 году. В 1924 году усилиями табачного промышленника и мецената Джеймса Дюка университет получил новое имя в честь его покойного отца Вашингтона Дюка.

Самая низкая заболеваемость желчнокаменной болезнью (менее 1%) отмечена у народов Африки. Однако мне представляется, что дело тут не в расовой принадлежности, а в том, что белые зажрались и обленились. Ну, не то чтобы именно белые — по статистическим данным, в США самая высокая заболеваемость у латиноамериканцев… Черные пигментные камни — на втором месте по частоте встречаемости. Из всех видов камней в них наименьшее содержание холестерина, основную часть составляют соли полимеризованного билирубината кальция и продукты его распада, карбоната и фосфата кальция. Чаще всего они образуются у людей пожилого возраста. Желто-красный ядовитый пигмент билирубин (продукт распада гемоглобина крови, точнее, гема — небелковой его части) после смерти эритроцитов попадает в кровь. он нерастворим в воде, поэтому почками из организма не выводится. Но растворим в жире, отчего норовит пролезть сквозь мембраны клеток прямо в цитоплазму, нарушая

клеткам печени. Они соединяют его с глюкуроновой кислотой, делая водорастворимым. А чтобы долго не возиться с почками, сразу выделяют его в желчь, 60 — 80% в виде диглюкуронида и 20 — 40% моноглюкуронида билирубината — в таком виде он способен послужить на благо пищеварения... В отместку он норовит при любом удобном случае стать причиной образования черных желчных камней.

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

Перенасыщение желчи свободным билирубинатом, повышение кислотности из-за воспаления в желчных путях или пузыре — и здравствуйте, начинается полимеризация и осаждение билирубината кальция. В решетку, образуемую полимерами билирубината и продуктами его распада, встраиваются мукополисахариды, гликопротеиды и прочие высокомолекулярные компоненты

желчи, а также соли кальция. Помимо пожилого возраста, фактор риска появления именно черных пигментных конкрементов — заболевания, сопровождающиеся повышенным разрушением эритроцитов в крови. Коричневые пигментные камни содержат больше холестерина, чем черные (примерно 30%), а также пальмитат, стеарат и билирубинат кальция. Последний полимеризован в меньшей степени, чем в черных пигментных камнях. По частоте возникновения они на третьем месте. Образование этого типа камней связывают с инфекционными заболеваниями. Попадая в желчь, бактерии отщепляют глюкуроновую кислоту от билирубината, и он осаждается. А дальше все идет по стандартному сценарию. Смешанные камни — конечный этап развития всех видов желчных конкрементов. Они образуются, когда конкременты, заматерев, накапливают на своей поверхности большое количество различных солей кальция. Цвет камней тоже может быть разным, от белого до темно-коричневого. А дальше уже идет совсем экзотика — кальциевые камни. Они встречаются редко, и все покрыты снаружи мощным слоем солей кальция, преимущественно карбоната и фосфата. Форму могут иметь самую различную, вплоть до шиповидных отростков, или даже напоминать кристаллическую друзу. Кальциевые камни считают ближайшим аналогом жемчуга. Вообще, во всех типах желчных конкрементов, как и в перламутре жемчужин, в том или ином количестве присутствуют соли кальция. Только не арагонит в виде шестигранных пластинок карбоната (CaCO3), а обычный карбонат, фосфат и тот же билирубинат кальция. В кальциевых камнях мы не найдем параллельных слоев органической матрицы, как в перламутре. Просто-напросто кальция в этих камнях больше, чем в остальных типах. Ну, по крайней мере, на поверхности. Так что, повторюсь, можно рассматривать кальциевые камни как светлую разновидность смешанных. Некоторые экземпляры при ярком свете сверкают, переливаясь огоньками, подобно снегу, инею или елочным игрушкам. Жаль, что на фотографиях это отразить невозможно. И все же с эстетической точки зрения жемчуг с его мерцанием, вызванным интерференцией на волнистой поверхности слоев перламутра, для неискушенного взгляда привлекательней. Хотя есть у меня в коллекции один экземпляр (ну как «один» — хозяин у них был один, а так камней с полгорсти будет), до боли похожий на речной жемчуг (рис. 6). Это группа камней смешанного типа, первоначально возникших как черные пигментные, а потом на них некоторое время оседали соли кальция, и вот что получилось. Если бы при извлечении не раскололись некоторые камешки, то так бы и сказал сразу: ух какие кальциевые!

усыпанный желтыми бутонами голографических роз, припаркован почти у самого края. Наша тачка виртуозно

Розовый лимузин моей невесты,

ского загса номер четыре.

Кореша то и дело давят на кнопки клаксонов. Без пяти двенадцать, гудя и пиликая, мы влетаем на стоянку город-

Черный лимузин несется по заранее оплаченной выделенке. Это безумно дорого, но сегодня мне не до пробок.

и хлопают меня по плечам.

коление не способно на глубокие чувства. Френды закидывают по таблеточке корефеина

А эти древние пердуны, на слюнявых блогах двадцатников, еще пишут, что наше циничное фармозависимое по-

Быстро проглатываю таблетку френдитамина. на глаза наворачиваются слезы настоящего мужского чувства.

линол. И эта ехидная троица — мои ближайшие друзья.

Dimon — мой свидетель, на лацкане костюма электронный бейдж. Конечно, все уже приняли скабрезан и прико-

тально погружаюсь в веселую, чуть фривольную атмосферу. Все в полном сборе: Dimon(1005), Ivaha777 и Padla.

Черная кишка лимузина уже ждет меня под окнами, а в кишке ждут пацаны. Ныряю в раскрытую дверь и момен-

и показываю зеркалу большой палец.

планкозанижина

Разовый костюм в мелкий серый цветочек сидит не так чтобы идеально, но я быстро глотаю таблетку

от избытка чувств, бегу одеваться.

хрумкая тостами, долистываю странички сайтов. Потом закрываю плей и, подпрыгивая

оранжевый шарик радостигена. А что? Имею полное право! Губы сами собой растягиваются от уха до уха. Лихо

Все правильно! у меня сегодня совершенно особенный день. Размышляя над этим, выуживаю из таблетницы

от знакомых акков.

а голова мыслями. Раскрываю экран голоплея и быстренько прокручиваю новости. В блогах поздравления

моментально наполняется слюной,

Пока автомат сооружает завтрак, глотаю две пилюли: хавк-стимулятор для желудка и врубинол для головы. Рот

Хлопая лосьоном по выбритым щекам, вхожу в кухню. Забиваю в меню тосты с плавленым сыром и капучино.

Съедаю таблетку. Жрать фарму на пустой желудок моветон, но по утрам мне необходима капелька бодрости.

зубной пасты, упаковка активина.

в плечо порцию дримолома. Нащупываю ногами тапки и тащусь в ванную. на зеркальной полке, рядом с тюбиком

Я просыпаюсь в половине одиннадцатого от того, что имплантат инъекторного будильника впрыскивает мне

106/107 Публицистика

Фармоzone Эдуард Шауров

В супружеских отношениях, знаете ли, главное — это холодная голова. И никогда не палить заначку с антимоногамом.

— Конечно, дорогая. Ты ведь знаешь, я обречен любить тебя вечно, — говорю я, с преданностью пялясь в глаза жены.

— Ты у меня такой рассеянный. — Lora укоризненно и нежно качает головкой. — Давай купим тебе лав-инъектор в имплантате. Хорошо?

— Прости, солнышко, — виновато шмыгаю носом. — Закрутился. С утра было столько забот.

Про лавифул я совершенно забыл.

— а это ты сегодня принимал? — На белой ладошке маленький розовый эллипс, на эллипсе оттиснуто перечеркнутое стрелкой сердечко. Черт!

Удивленно приподнимаю бровь.

Милый, ты ничего не забыл?

Страстно целую сладкие от помады губы. — Тс-с, — игриво говорит Lora, прижимая к моему рту указательный пальчик. —

Снаружи кричат свадебные речевки Ivaha и Padla, уже принявшие на грудь оторвинола.

нежно обнимаю супругу.

и, едва захлопывается дверца,

Прежде чем нырнуть в пахнущее духами и лаком бежевое нутро салона, я украдкой толкаю за щеку полтаблетки сексотомина

ных рисометов. на парковке наша смеющаяся компания рассаживается по лимузинам: молодожены — в розовый с розами, гости — в черный.

Широкий эскалатор несет нас обратно в холл, на наших пальцах блестят золотые колечки, а по головам стучат крупинки, фонтанирующие из руч-

стандартных договоров. Жених, можете поцеловать невесту… Дорогие гости, можете принять таблетки экстазола…

является ли ваше решение искренним и свободным?.. Белое ангельское платье регистраторши, черная риза святого отца, короны, свечи, бланки

Дальше все сливается в сплошную какофонию. я жалею, что не принял незамутин. В голове кавардак. Венчается раб божий DenisVGF… Lora220,

на милость. Мы бежим по ступенькам мраморного эскалатора в венчальный зал.

Как спасательный трап вытягиваю вперед руку. В кулаке мятая пачка лицензионного извинина. Lora, хмурясь, глотает фарму и сменяет гнев

— Ты с ума сошел! — яростно шепчет Lora, прожигая меня глазами. — Ты где шляешься? Церемония через две минуты!

тизола. Тянусь к невесте губами и встречаю выставленную неприступным шлагбаумом ладошку.

Лечу к ней, едва касаясь туфлями пола, а она хмурит великолепные брови. Не иначе, приняла таблетку укорина или (чем черт не шутит) конфлик-

стоит в общем зале в окружении пяти очаровательных подруг и нетерпеливо притопывает изящной ножкой. Без пяти минут жена.

Lora внутри, я вижу её сквозь стекла вертушки. Она очаровательна. Одетая во что-то легкое, пенное и пышное, будто букет мыльных пузырей, она

в крутящиеся стеклянные двери, и я на ходу глотаю таблетку восхитина.

вписывается рядом. Мы с френдами рвем с места. Универсальная церемония назначена на двенадцать. Мы влетаем

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

108/109

В следующем номере журнала «Материя. Индивидуальное» Вы узнаете:

2

№

февраль 2015

Одна абсолютно обглоданная кость Кость, как орган живого организма, состоит из нескольких тканей, важнейшей из которых является костная. Кость выполняет опорно-механическую и защитную функции, является составной частью эндоскелета позвоночных.

Корь против рака Это чудо – внезапное излечение от рака – происходит не только в кино, но и в реальной жизни, правда, чрезвычайно редко. Подобные случаи наблюдались, когда онкологический больной заражался вирусной инфекцией. Мы все были гениями Изучающему иностранный язык человеку такое вряд ли покажется справедливым: он учит спряжения, корпит над учебниками грамматики, строит сложноподчиненные предложения, а его ребенок, как промокашка, впитывает язык, рисуя каляки-маляки в детском саду. Самые маленькие таблетки Вероятно, вы уже слышали о наноботах? Первыми о них стали писать фантасты. Это роботы очень маленьких размеров, способные творить разные чудеса в человеческом организме. Ложная панацея Витамин С - один из самых раскрученных брендов в мире. И, как случается со многими брендами, не вполне заслуженно. Его положительное влияние на иммунитет и выздоровление от гриппа – вопрос все еще спорный с научной точки зрения. Что такое медитация? В настоящее время стало модным говорить про медитацию. Многие из нас проходят курсы по ознакомлению с данным феноменом, пытаются достичь определенных успехов, занимаясь в том или ином направлении.

1

№

февраль 2015

1

№

февраль 2015

Зрители хотят быть шокированными

Босс не всегда прав, но он всегда босс

Если перебрать хоть половину того, что способна подкинуть жизнь, удивляться разучишься напрочь.

Для шефа всегда существует только два типа бывших сотрудников: сотрудники, не способные ни на что, и сотрудники, пособные на всё.

Имеются в продаже первые выпуски журналов других серий.

МАТЕРИЯ индивидуальное / март 2015

Велопробег

Час земли Москва 28 марта 2015 года

В час, когда будет отключена городская подсветка, сотни велосипедистов совершат яркий и красочный велопробег по улицам Москвы. Готовим свои велосипеды, украшаем подсветкой. Пройдет при поддержке Фонда дикой природы (WWF).