Топ научных ожиданий 2025 года, рыбки для лечения рака и помпейские фрески

Главные ожидаемые научные события 2025 года

Журнал Nature представил свою версию того, чем порадует 2025 год в плане научных открытий и развития мировой науки. Вот какие ожидаемые события и явления вошли в этот хит-парад.

Чудодейственные лекарства для похудения. Ошеломительный успех семаглутида, на котором худеет вся мировая элита, стал лишь первой ласточкой. Скорее всего, в 2025-м будут одобрены новые методы лечения ожирения. Так, завершается третья фаза испытаний препарата, который разработала компания Eli Lilly — он дешевле семаглутида, проще в производстве и, как показывают первые фазы исследования, безопасен в долгосрочной перспективе. За 11 месяцев на нем люди теряли до 24,2% веса (семаглутид дает за аналогичный период до 20% похудения). Еще одна компания, Tamgen, тоже готовит третью фазу испытаний своего препарата — его прием будет не ежедневным, а ежемесячным, и он будет в том числе участвовать в контроле уровня глюкозы крови.

Подготовка к будущим пандемиям. В 2025-м исполняется 5 лет с начала пандемии коронавируса, которая унесла миллионы человеческих жизней. А еще подстегнула быструю разработку и внедрение вакцин. Мир учится готовиться к будущим эпидемиям, а ВОЗ пытается разработать и внедрить глобальный международный договор о пандемиях. Пока переговоры зашли в тупик: между странами возникли разногласия по правилам обмена образцами и геномными последовательностями патогенов, а еще — по технологиям, которые помогли бы бедным странам быстро налаживать производство вакцин. Текст соглашения ожидается к маю 2025 года.

Исследование элементарных частиц. Физики надеются, что в 2025-м заработает Европейский расщепительный источник в шведском Лунде — ускорительный источник нейтронов, колоссальный агрегат, который будет генерировать нейтронные импульсы, запуская пучок протонов, разогнанный до скорости света, в мишень из тяжелого металла. Ученые будут использовать эти нейтроны для исследования структуры материалов. А в швейцарском Церне готовится технико-экономическая документация для строительства суперколлайдера стоимостью в 17 миллиардов долларов. Этот ускоритель частиц будет иметь окружность в 91 километр. Планируется, что он заменит Большой адронный коллайдер.

Аппаратура для чтения мыслей. В 2025 году Китай планирует протестировать технологии интерфейса мозг-компьютер, которые будут конкурировать с нейроимплантами фирмы Neuralink. Министерство промышленности и информационных технологий Китая объявило о планах по разработке таких устройств для различных областей применения — от медицинской реабилитации до виртуальной реальности.

Исследование космоса. В 2024 году частный космический корабль успешно приземлился на Луну — и, похоже, в 2025-м лунный трафик усилится. В январе японцы запустят миссию Venture Moon с посадочным модулем и микроровером. Через несколько месяцев американская Intuitive Machines отправит посадочный модуль, вооруженный ледовым буром и масс-спектрометром, на южный полюс Луны. А корабль NASA Lunar Traiblazer будет вращаться вокруг Луны и составлять карту ее поверхности.

В 2025-м будут запущены две миссии по изучению солнечного ветра. Спутник SMILE (совместный проект Европейского космического агентства и Китайской академии наук) будет изучать, как солнечный ветер взаимодействует с магнитным полем Земли. А миссия NASA под названием PUNCH будет глубже изучать солнечную активность, делая трехмерные изображения нашей звезды.

В 2025 году должна быть запущена еще одна важная миссия NASA — обсерватория SPHEREx, которая впервые составит карту космоса в 102 цветах с использованием ближнего инфракрасного излучения. Два года космическая обсерватория будет собирать данные о более чем 450 миллионах галактик и более 100 миллионах звезд Млечного Пути, чтобы помочь ученым понять происхождение Вселенной.

В ноябре 2025 года в Бразилии пройдет климатический саммит, который ознаменует собой 30-летие климатической деятельности ООН. На нем будут обсуждаться решения о финансировании мер по борьбе с изменением климата: в частности, где взять 300 миллиардов долларов на поддержку этих мер в развивающихся странах. А еще ООН будет обсуждать глобальный договор о пластике — чтобы создать обязательную международную структуру для регулирования оборота и производства пластиковых изделий.

Исследование мышиного сна поможет развивать нейросети

Почему новые воспоминания в нашем мозге не налагаются на старые и не «перезаписывают» их? Как мы избегаем катастрофического забывания, которым страдают, например, нейросети? Нейробиологи проводят исследования, которые не только помогают лучше понять механизм «складирования» воспоминаний и их «распаковки» при необходимости, но и, возможно, дадут ключ к решению проблемы катастрофического забывания в моделях искусственного интеллекта.

Например, нейробиологи из Корнелльского университета обнаружили, что у мышей мозг обрабатывает новые и старые воспоминания в разных фазах сна, а значит, эти события в памяти «не смешиваются». Теперь ученые надеются, что это открытие подтвердится и для других животных и в конечном итоге для человека. А значит, его принципы можно будет использовать в моделях искусственного интеллекта.

Ученые давно знают, что во время сна мозг «воспроизводит» недавние события: те же нейроны, которые участвовали в этих событиях, активизируются в том же порядке. Этот механизм помогает закрепить событие в памяти и подготовить его к долгосрочному хранению. Исследовательская группа воспользовалась тем, что мыши периодически спят с открытыми глазами: остается своеобразное «окно в мозг», в которое ученые и заглянули. Они провели серию хитроумных экспериментов, наблюдали за сужением и расширением зрачков, проверяли способность запоминания новых событий с помощью оптогенетки и пришли к выводу, что старые и новые воспоминания обрабатываются во время разных фаз сна, а значит, разделены во времени. Такая двухфазная система является возможным решением проблемы того, как мозг может сохранять старые знания нетронутыми и наслаивать поверх них новые.

Но при чем тут нейросети? Дело в том, что искусственные нейронные сети «страдают» так называемым катастрофическим забыванием — когда старая информация полностью стирается из памяти сети, а поверх нее переписывается новая. Между тем искусственный интеллект представляет собой алгоритм, смоделированный на основе наших знаний о нашем же мозге и его механизмах работы. Понимание того, как мозг избегает проблемы катастрофического забывания, может вдохновить ученых на создание тех же алгоритмов, заложенных в нейросети.

Онкологи учатся персонализировать методы лечения рака на рыбах

Португальские онкологи придумали делать персонализированные «аватары» рака для конкретного пациента: берутся эмбрионы рыбок данио-рерио, в них имплантируются раковые клетки, взятые у этого человека, и на них тестируются методики лечения. Это делается для того, чтобы заранее определять наиболее успешную терапию лечения данного конкретного человека. Ведь генетика, метаболизм, потенциал роста — уникальные характеристики для каждой отдельно взятой опухоли. Это осложняет выбор протокола лечения — то, что подействует в одном случае, будет практически бесполезным в другом. И поэтому многим пациентам приходится переходить с одного болезненного протокола на другой в поисках терапии, которая действительно поможет.

И теперь в Португалии начинается 5-летнее рандомизированное клиническое исследование: пациентки с раком груди и яичников будут получать комбинации препаратов, заранее протестированные на таких вот «рыбных аватарах». Предварительные результаты отличные: в 2017 году рыбки-данио предсказали результаты химиотерапии у четырех из пяти человек, лечившихся от колоректального рака. В 2024-м эта научная группа описала создание аватаров для группы из 55 пациентов и назначение рыбам того же типа химиотерапии, который получали эти люди. Верный прогноз «аватары» смогли предсказать для 50 пациентов.

Результат достигается быстро — в течение 10 дней, а время в случае рака — самый ценный ресурс. Дополнительное преимущество метода — аватары помогают раскрывать вероятность метастазирования опухолей.

Ученые давно пытаются создать предсказательные методики, которые могли бы спрогнозировать успешность терапии в максимально персонализированном ключе. Аватары рака, персонализированные испытательные стенды пытались создать на плодовых мушках, мышах и просто клеточных культурах. И каждый из этих методов имеет ограничения. Если новое исследование покажет, что аватары-рыбки будут иметь высокую предсказательную ценность, одна из главных проблем онкологии будет решена.

Новые методы генетики помогают раскрыть, куда и зачем мигрировали древние европейцы

Как известно, пять тысяч лет назад Европу заселили индоевропейцы из восточных степей. От них происходят практически все европейские народы: восточная ветвь породила греков и армян, юго-западная — племена кельтов и италийцев, северная — германцев. На это указывает и генетика, и лингвистика: большинство европейцев говорят на языках индоевропейской семьи. Как впоследствии мигрировали их потомки, ученым очень сложно разобраться. Причина проста: почти все современные европейцы (не считая новоприбывших с Востока и из Африки) происходят всего лишь от трех отцов, которые жили 5—6 тысяч лет назад. А значит, отслеживать их по генетической линии сложно — различий будет слишком мало. Между тем племена, жившие к северу от Италии по всей Европе, не имели письменности, а значит, их история совершенно непонятна.

Однако появился новый генетический метод исследований, благодаря которому стали известными любопытные факты. Например, массовая миграция готов из Скандинавии в Центральную Европу и Британию и совершенно неожиданная обратная волна — похоже, готам не очень понравилось на юге, и они зачем-то откочевали назад в скандинавские фьорды, чтобы впоследствии стать викингами.

Этот метод — Twigstats — сравнивает генетические мутации у людей (как современников, так и из разных эпох) и устанавливает генетические маркеры, по которым можно определять тех, кто являлся друг другу близким родственником.

Ученые из Европы и Японии проанализировали таким образом геномы 1556 европейцев, которые жили в первую тысячу лет нашей эры. Оказалось, что первые полтысячи лет люди массово мигрировали на юг — туда, где сейчас живут немцы, поляки, словаки и итальянцы. А вот сюрпризом стало то, что в 300—800 годах шло обратное движение, причем очень массовое. Почему — совершенно непонятно, ведь в те времена Скандинавия была максимально негостеприимной глухоманью с холодным климатом и скудными почвами. Историки предполагают, что люди убегали от вторгшихся в Центральную и Южную Европу гуннов, а в середине VI века — и от чумы, которая выкосила примерно треть населения.

Таким образом, генетический анализ может стать ценнейшим источником подробных знаний о том, кем были наши предки (а заодно и предки большей части европейцев).

Новые найденные в Помпеях фрески показывают, как пировали древние римляне

Раскопки в Помпеях продолжаются: взорам археологов открылись большой колонный зал, украшенный изысканными фресками, и богато декорированная стойка древней таверны.

На фресках изображены детализированные сцены банкетов, повседневная торговля, развлечения римлян и отдельные виды продовольствия, например морепродукты. Изображения отличаются исключительным качеством и детальнейшей проработкой. На них можно подробно рассмотреть, чем лакомились жители Помпей. Поесть они были большие охотники: здесь и куры, и куропатки, и кабан, и корзины, наполненные голубой рыбой, кальмарами и моллюсками. Любовь римлян к еде, ее значимость в общественных собраниях того времени подчеркивается тем, что фрески написаны на ярко-красном фоне.

Еще одна интересная находка — римский эквивалент таверны, точнее ресторана быстрого питания. «Вкусно и точка» в помпейском варианте была украшена от всей души — и тоже фресками. На них — изображения нереиды верхом на гиппокампусе (мифическое существо, лошадь с рыбьим хвостом), а еще разнообразные животные, мясо которых, вероятно, здесь продавали и готовили.

Исследования продолжаются, Помпеи каждый год открывают что-то из своих тайн. А мы все больше убеждаемся, что некоторые древние римляне, пожалуй, жили не хуже, а в чем-то даже лучше, чем среднестатистический современный человек.