Category: наука

Category was added automatically. Read all entries about "наука".

Популярная подборка Meduza про свежие Нобелевские премии по физике и физиологии (биологии)

По физике - за открытие черной дыры в центре нашей галактики Млечный Путь
Читать здесь

По физиологии
За описание и изучение вируса Гепатита C
Читать здесь

По химии объявили вот только что
За разработку методов редактирования генома
и материал Meduza еще пишет (добавлю потом если не забуду)

Костромская уборщица как воплощение одной из дилемм гибридных режимов

Очень красочно у Шульман в свежем "Статусе" от 29го сент (лучше смотреть - с 15:30 по 20:10)



А расшифровка текста ниже:

Е.Шульман - Как выглядит политическая вариативность, давайте скажем пару слов на примере довольно выразительном того электорального случая, о котором говорили на прошлой неделе, — это выборы в Повалихинском поселении, в Чухломском районе Костромской области. Центральная Россия. 2 кандидата: глава и сотрудница администрации.

М.Курников― Уборщица, давайте уж назовем вещи своими именами.

Е.Шульман― Да, тем более, что в этом занятии абсолютно ничего нету… Вот без главы поселения поселение может отлично функционировать, а вот без уборщицы очень быстро станет очень плохо.

Марина Удгодская, зовут ее, получила 61% голосов избирателей. Там избирателей несколько сотен, тем не менее, она получила столько, сколько она получила. Мы надеемся, что эта мужественная женщина как-то достойно понесет тот груз, который на не внезапно свалился. Вообще, граждане Костромы, если вы нас слушаете, от вас нужна в этой ситуации помощь и поддержка. Есть у нас в Костромской области какое-нибудь грамотное население? Пожалуйста, отзовитесь, тут нужно человека поддержать.

Чем этот случай характерен, типичен и любим политической наукой? Смотрите, такого рода случаи бывают на самом деле на выборах самого разного уровня.

М.Курников― В Минске, например.

Е.Шульман― Вот в Минске был один случай. Мы с вами упоминали президентские выборы в ряде африканских стран. Такой там характерный сценарий. Сидит какой-нибудь вождь народа лет 30 и назначаем себе соперника, который ему кажется максимально безопасным и проигрывает ему в первом туре, потому что он всем осточертел, но он еще этого сам не понял.

Что на самом деле политологически из этого следует? Понимаете, в чем дело, выборная процедура неубиваема по своей природе. Пока у вас есть хотя бы две фамилии, два пункта в бюллетене, а не один, у вас всегда есть вероятность этого неожиданного сценария.


Для того, чтобы победить эту неопределенность, нужно поступать только как советская власть: один пункт, один кандидат, одна партия. Вот тогда да, тогда у вас есть надежность.

Режимы, не являющиеся демократическими, но вынужденные по ряду причин имитировать демократические институты, постоянно сталкиваются с этой дилеммой. Они хотят обладать внешними признаками демократии и той устойчивостью, которую на самом деле дают электоральные процедуры, распределяющие ответственность, повышающие политическую вовлеченность граждан, делают власти более легитимными, следовательно, более устойчивой и менее зависимой от насилия, но при этом они не хотят рисковать электоральной неожиданностью. Вот они бьются в тисках, которые созданы были для них мудрыми изобретателями выборной системы. Эти механизмы, они старше, чем буквы, из которых состоит наш алфавит, поэтому обхитрить их затруднительно.

Представьте себе такую, например, метафору. Те из вас, кто читал Толкина или смотрел хотя бы фильм, помнят первую часть этой эпопеи. Отряд благородных людей и иных свободных существует идет и несет некий артефакт, который служит злу по своей природе. Он им вредит всячески. Они сами по себе очень хорошие, хотят хорошего, но эта вещь притягивает к ним взоры их врагов, она сводит с ума кого-то из них время от времени, провоцирует ссоры и всякие раздоры, способствует их личностным мутациям. Вот они должны донести и как-то уничтожить.

 Представьте себе противоположную ситуацию, представьте себе отряд орков или иных, генно-модифицированных существ, которые несут какую-то вещь, которая служит добру по своей природе. Она им ненавистна, жжет им лапы. Они ее несут. Опять же не будем углубляться, по какой причине они не могут ее бросить.

Дальше у них начинается беда. Она притягивает взоры наблюдательных эльфов, от которых они не могут совсем спрятаться. Она начинает вызывать мутации у них. У кого-то вдруг выпадает шерсть, клыки уменьшаются. Остальные набрасываются на него со страшными криками, но все равно ничего не могут сделать. Вот это постоянно происходит.

Если это кажется вам слишком сказочной картиной, то я вас адресую к одной из самых цитируемых статей в политической науке, называемой «Три дилеммы гибридного режима». У нее как раз три автора: один — это американский политолог Генри Хейл, и двое наших соотечественников: Николай Петров и Мария Липман. Это такая, ставшая классической статья «Три дилеммы гибридного режима». Вот одна из этих дилемм — это эта самая неубиваемая вариативность выборов.


Вот наш с вами костромской повалихинский кейс вне зависимости от того, что там дальше будет происходить, иллюстрирует именно его.

*********************************

И про упомянутую статью
Nikolay Petrov, Maria Lipman & Henry E. Hale (2014) Three dilemmas of hybrid regime governance: Russia from Putin to Putin, Post-Soviet Affairs, 30:1, 1-26, DOI: 10.1080/1060586X.2013.825140 скачать можно здесь.

The dilemma of elections
Hybrid regime leaders face an important dilemma when it comes to elections: contested elections create political uncertainty that can threaten authorities’ ability to stay in power during election periods, but elections can also have major benefits for the incumbents, including those that in principle can help them retain oraugment their power.

Еще одна крутая статья от участников Motus project в Current Biology

Казалось бы на первый взгляд очень неинтересная для широких специалистов находка о дальних летних перемещениях эндемичной североамериканской воробьиной птички - певун Киртланда (Kirtland's warbler, Setophaga kirtlandii).

На самом деле речь идет о том, что новые технологии и развернутая инфраструктура automated radiotelemetry (проект Motus.org) позволили, среди много прочего, выявить дальние (75 км и возможно больше) летние предмиграционные перемещения у воробьиных, которые за столетие кольцевания и birdwatching не были выявлены, потому что их без трекинга хрен выявишь. Смотрите summary принятой статьи Cooper, Marra 2020 и их video abstract.

Выводы и перспективы:

- птицы могут в период гнездования перемещаться очень широко, так что в практическом смысле - для охраны угрожаемых видов (а например певун Киртланда в статусе near threatended из-за узости ареала - вот карта) нужно охватывать намного бОльшую территорию, а выявлять перемещения глазками или кольцеванием часто бесполезно - это только с помощью сети automated telemetry towers (спутниковая телеметрия не подходит - размер тела мал для бОльших трекеров)

- почему птицы шарахаются по большой территории еще нужно выяснять. Функций у этого informed dispersal может быть много (разведка для гнездования в следующие годы, разведка для формирования когнитивной карты конечной точки весенней миграции для улучшения navigational accuracy, попытка загнездиться вдали от места, где неполучилось и проч)

- для понимания эволюции - шарахающиеся по большой территории особи - потенциальные агенты gene flow, которые могу сформировать изолированную популяцию, а могут быть "клеем" для вида, обеспечивая его панмиксию и спасая местные группки от эффектов инбридинга. Не в текущий, так в следующий год эти особи могут оказаться на совершенной другой территории, далеко от их обычного breeding home range. Так же широко перемещающиеся особи могут на границах ареала быть агентами расширения ареала - авангардом вида. Непонятно еще, эти особи склонны уходить в новые для вида территории или это с одинаковой вероятностью делают более оседлые и широко перемещающиеся

- значения для экологии - непонятно, какие факторы ассоциированы с этими широкими перемещениями - н-р успешное или неуспешное гнездование? а на уровне физиологии - какова роль тех или иных гормонов?





DeepLabCut - automatic body part labelling of zebrafish

Обучился работать с новой deep learning library для Python - DeepLabCut (ранее более подробно писал тут). Вот что, к примеру, можно сделать для простенького видео с данио-рерио (видео замедленно в 1/8 т.к. оно короткое и всё происходит быстро).



Прога после довольно простенького обучения автоматически и на всех фреймах довольно точно (здесь с точностью 1-2 пикселя по сравнению с "ручной" разметкой) отмечает нужные body parts (в данном случае это "nose" + "body centre" + "tail" - см цветные точки). И на выходе получаем csv файл где для каждого фрейма есть XY координаты для каждой body part и likelihood определения (т.к. можно фильровать менее точные разметки). С этим уже потом можно работать где угодно (хоть в Питоне с pandas, хотя в R). К примеру, для той же рыбы я могу определить

- ориентацию оси тела и heading (куда она направляется/смотрит головой)
- где и когда та или иная часть тела расположена в пространстве - к примеру точки и моменты пересечения определенных zones, бюджеты времени в тех или иных "зонах". Это уже потом можно использовать для автоматического определения ориентации при перемещении тела в данной арене

Подобные вещи (quantification of complex behaviours) присутствуют в некоторых довольно дорогих проприетарных продуктах типа известного Ethovision от Noldus, но это £5-10k за лицензию (да еще и ограничения на количество компов, где можно работать). Плюс их точность иногда хромает, их зашитые алгоритмы непрозрачны и/или с довольно ограниченной гибкостью (а порой и без нее) и заточены на preclinical studies (обычно грызуны, реже зебрафиши). Да, там point-and-click, но всё равно нужно приличное время разбираться, а здесь нужно знать базовый python и тоже разобраться с документацией.

Короче, open source всё равно рулит :)

Magnetic set-up своими руками

На новом месте работы в Keele University приходиться медленно организовывать лабу с нуля, с относительно небольшими startup деньгами, но зато впервые в жизни делаю именно для себя. Хотя всё же, судя по рассказам коллег из UK, startup у меня стандартный, да и school/faculty помогают, чего например в Bangor University не было бы (вообще у мелких валлийский универов дела последние годы так себе). Например, Faculty в Keele вложил 2/3 в профессиональный zebrafish racking system, что я таки недавно купил (но еще не установили - тоже еще тот длительный процесс).

Параллельно начал своими руками делать небольшую систему магнитных колец из говна и палок с помощью подручных средств и 3D printing. На мировом рынке есть ну может дюжина (известных мне) компаний, которые продают такое в называется "под ключ", но обычно речь о $10k-$40 (даже если это Китай), т.к. продают серьезным организациям, ну а я решил "хакнуть рынок" и сделать (с большой долей своего собственного труда) за менее чем 1k.

Сначала CAD designer сделал по моему эскизу 3d model и stl файлы (последние для 3d печати). Выглядеть будет примерно так.


Нарезанные куски алюминиевого профиля (все стороны куба) будут соединены пластиковыми уголкам и скобами (то что на правой картинке выделено красным). Заказать нарезанный профиль не просто, а очень просто, а вот уголки и скобы нужного размера конечно уникальные и их нужно печатать, вот и занимаешь сейчас 3d печатью в домашних условиях. Печатается медленно. Уголок с 25% infill (всё равно довольно прочный) и с fast printing mode занимает 9,5 ч, т.е. считай весь рабочий день. Но зато меня очень забавляет процесс - нажимаешь на кнопку и смотришь, как за день из нулей и единичек рождается деталь.



Еще впереди сборка framework и намотка колец - займет еще пару месяцев. Буду докладывать при возможности. Но когда весь workflow будет отлажен, то намерян популяризировать такой способ производства среди коллег. Например, возможно поделиться файлами, записать тьюториалы и организовать воркшопы, а для тех, кто вообще не хочет всем этим заниматься, можно и продавать "за толику малую" подобные кольца (но тогда нужно найти apprentice студентов в Keele и обучить их печатать и мотать - это просто и довольно рутинно, но время занимает).

Beauty этого подхода в том, что это scalable и transportable. Постепенно можно напечатать много таких кубов. Если в эксперименте нужно и есть логистическая возможность делать 2-3-4... ориентационных теста одновременно (нужны экспериментальные животные и ассистенты), то вуаля - напечатаем больше систем. Каждую обслуживает 2 DC power supplies и они сейчас подешевели (теперь можно за £500/шт найти приличный, а не за тысячи, как еще в 2000-х гг. это было). Ну и это всё разборно ("квадраты" можно сложить в ящики и за недорого отправить по всему земному шарику). Логистика становится намного дороже при максимальной длине какой-то части за 1 м, а до этого размера она более стандартная и более доступная.

Знаю, что многие коллеги в нашей области magnetoreception studies в том же положении, что и я, т.е. цены на рынке на подобные системы prohibitively high, а начинать делать самому многим в лом, не зная как точно делать. Будем стараться демократизировать вход в нашу "магнитную" науку, тык сказать (а не хвастаться, как делаю некоторые иные наши коллеги в большим количеством грантов, тем, что мол вот у них-то много систем, но каждая "приличная" система должна стоить минимум 40k евро, как у них, а иначе она "неприличная" и недостаточно хорошего качества :) ).

Что дальше и сколько ждать?

Ну да, такие же мысли:

Интервью 10.08.2020 (youtube link)

Корреспондент Комсомольской Правды: "...каков, как вы думаете, исход этого противостояния? Как в 2010 г. или иной сценарий?

Е. Шульман: "Ну слушайте, ну это гадание. Очень много факторов определяют исход такого рода процессов. Давайте я так скажу: с точки зрения среднесрочной исторической перспективы, конечно, в Беларуси пройдет режимная трансформация. Она и в России пройдет. Это обусловлено сменой поколений и соответствующей сменой ценностей и политических социальных запросов. Но это, понимаете ли, прогноз очень общего характера. ... Потому что для политической истории 10 лет или 20 лет - это все как бы быстро, ну или достаточно скоро, а для людей это... долго."

Серия подкастов про ученых, PhD и постдоков и их карьерные переживания и траектории

Два парня, ныне работающие в Канаде (оба PhD по химии, но оба сейчас уже не в академии после западных PhD и нескольких постдоков) рассуждают не о чистой науке, а о переживаниях, трудностях и особенностях карьеры на траектории PhD - postdoc - что-то еще (академия или в широком смысле "индустрия"/бизнес).

Первый выпуск о них самих, а второй и последующие (всего в первом сезоне 8 шт - второй сезон планируют начать осенью 2020 г.) были с приглашенными гостями.

На мой взгляд очень откровенно и интересно. И необычно, тк. обычно ты и твоя судьба на фоне науке спрашивающим (часто журналистам) не интересны и хотя только инфотеймента. А тут именно про людей - какие мотивации и сложности у людей, делающих международную карьеру в науке и в бизнесе. Что движет ими на разных этапах. Какие бывают варианты. Какие за и против у этих вариантов. И всё на примере конкретных довольно молодых людей. Всё не послушал, но уже послушал 4 выпуска. Пока нравится.

Ссылка на youtube channel playlist (см выпуски Significant Figures)

В качестве тизера - вот несколько выпусков

S1E1
Истории самих соведущих - Амир Хабибуллин и Гриша Молев (ЖЖ последнего тут)



S1E2 Дмитрий Мадера, биотех в США и России (Дмитрий сейчас в Biocad)


S1E3 Александра Борисова (сейчас научный журналист)

Учу DeepLabCut - крутой deep learning фреймворк на Python для pose estimation

DeepLabCut (DLC) - это open source проект, использующий deep learning для автоматического видео трекинга человека, животных или даже любых иных объектов (живые клетки, частички, неодушевленные объекты), и не просто трекинга "центр массы объекта" (это сейчас могут многие проги типа пакетов в R), а "умное" распознавания частей тела на каждом фрейме. При чем большой прорыв тут в том, что никаких прикрепленных markers, потенциально изменяющих поведение, не нужно, т.е. это markerless approach.

DLC - это разработка быстро растущего коллектива девелоперов, изначально вокруг такого чувака Alexander Mathis (постдок из Harward University и скоро завлаб в EPFL (École polytechnique fédérale de Lausanne), Швейцария) и его жены Mackenzie W. Mathis, но теперь проект набирает скорость и популярность, подключаются новые разработчики.

Демонстрация возможностей DLC для автоматического определения "скелета" позы множества животных (при этом вы обучаете программу делать определение поз только на некоторых фреймах - модель далее применима на множестве новых видео с разным количеством животных, при несколько разных углах и освещениях)


дрозофила откладывает яйца


Презентация проекта от создателя


На рынке есть некоторые, даже иногда довольно развитые, программные продукты для video tracking, но они с проприетарными и негибкими алгоритмами, часто заточенными на pre-clinical trials и популярных модели типа крысы/мыши. К тому же они неоправданно дорогие (например EthoVision от Noldus начинается от 5000 фунтов и далее по 1,5k за допмодули). Эта платформа бесплатна и чрезвычайно гибкая. Есть GUI, но в целом нужно или очень желательно знать Python. Конечно есть проблемы и документация вызывает вопросы, но в целом всё круто.

Мы планируем использовать DLC для нескольких проектов для оцифровки сложных поведенческих актов у животных (например, сканирующие движения головы у птиц в изменяющемся магнитном поле или расположение разных частей тела у рыб в одиночку или в стае).

Проект с документацией, тьюториалами выложен на Github, а еще есть отдельный информационно-демонстрационный сайт.

Как заставить муху изменять поведение и делать трюки на расстоянии лазерным лучем

Нужно

1) сделать линию дрозофилл со специальными оптогенетически контролируемыми "метками" в соответствующих нейрональных популяциях мушиного мозга (например, в популяции нейронов, ответственных за поведение ухаживания за самками - "крылья расправляются в стороны", или в нейронах, заставляющие муху пятиться назад и т.п.)

2) сделать лабораторную установку, в которой программа следит за перемещающейся мухой в реальном времени и направляет на нее луч лазера. Последний нагревает нужные нейроны, активируя их и вызывая соответствующее поведение, или не нагревает из (поведение "выключается").



Смотрим, что получается сделать с мухой (видео аж 2013 г., из лаборатории Andrew Straw, Uni Freiburg)



References
Bath DE*, Stowers JR*, Hörmann D, Poehlmann A, Dickson BJ, Straw AD (2014) FlyMAD: Rapid thermogenetic control of neuronal activity in freely-walking Drosophila. Nature Methods. doi 10.1038/nmeth.2973
Flymad website at flymad.strawlab.org and the paper at www.nature.com/doifinder/10.1038/nmeth.2973

Это только один (и не очень свежий) пример, но мораль в том, что какое же, imho, нынче крутое сейчас время в behavioural neuroscience!

Громкая смерть, или Как шум убивает в Петербурге день за днём - Фонтанка.Ру


Статья кандидата биологических наук, ординарного профессора НИУ ВШЭ Василия Ключарева о проблеме шумового загрязнения (не только в Петербурге, а вообще в современном мире)

ЛИНК

Тизер (больше по линку):

"Находясь на самоизоляции, многие столкнулись с непереносимым шумом. Мало кто знает, что 20–40 процентов городских жителей чрезвычайно чувствительны к шуму, а 12 процентов жителей вообще с трудом переносят малейший шум — он превращается для них в настоящий кошмар. Это сотни тысяч горожан.

Шум традиционно измеряют в децибелах (дБ), например шум сильного дождя доходит на 50 дБ. Садящийся «Боинг» в паре тысяч метров над землей грохочет на 100 дБ. И это уже очень громко и опасно: если подвергнуться такому шуму в течение восьми часов, то начинается разрушение вашей слуховой системы

Возможно, я вас удивлю, но шум в 100 дБ выдает и мотоцикл. С первыми теплыми днями июня Петербург заполнился мотоциклистами. От неуемного научного любопытства я подсчитал, что в период с девяти до одиннадцати ночи в некоторых районах Петроградской стороны мотоциклы нарушали тишину у жилых домов каждые 20–30 секунд...

Чем все это чревато? Вероятность инфаркта увеличивается на 2–3 процента с каждыми 10 дБ дорожного шума. Пожилым жителям (за 65 лет) те же 10 дБ увеличивают вероятность инсульта на 27 процентов. Множество исследований показывают, что повышение шума жилой среды до 65–70 дБ приводит к увеличению риска гипертонии на 10–50 процентов — возможно, ваше повышенное артериальное давление связано с шумом за окном! Например, в Германии до 3% всех инфарктов миокарда связывают с уличным шумом.
"

Заявления выше не просто голословные, но основаны на серьезных исследованиях. Василий не мог рассказать много в таком коротком формате, но кое-что добавил в комментах (пост 17.06.2020 здесь https://www.facebook.com/vasily.klucharev)