Доверие зависит от голоса

Невыразительному и низкому голосу мы доверяем намного меньше, чем голосу высокому и с меняющейся интонацией.

По голосу о человеке можно сказать много чего – собственно, совсем недавно мы писали о том, что голос выдает наши эмоции в большей степени, чем выражение лица. И эмоции – это еще не все: например, несколько лет назад группа исследователей из Университета Глазго и Принстонского университета установила, что доверять или не доверять человеку мы тоже решаем по его голосу. В новой статье, опубликованной в PLoS ONE, те же авторы описывают, как должен быть голос, чтобы ему поверили.

Александр Тодоров (Alexander Todorov) и его коллеги хотели более точно определить, что именно заставляет поверить нас в то, что с говорящим можно иметь дело: тембр, интонация или что-то еще. Исследователи «собрали» синтетический голос, ориентируясь на параметры настоящих голосов из более ранних экспериментов, причем параметры синтетического голоса можно было менять. В нынешнем эксперименте участвовало 500 человек: механический голос приветствовал их, говоря «hello», а слушатель должен был оценить, насколько голос внушает доверие.

Оказалось, что ключевое свойство здесь – напевность, то есть интонация должна меняться, даже в пределах такого короткого слова, как «hello»: голос сначала должен подняться вверх, затем опуститься, и затем снова подняться. Если же участники эксперимента слышали монотонный голос с выровненной высотой звучания, они считали его совсем не внушающим доверия.

Проще говоря, если хотите, чтобы собеседник стал вам доверять, нужно говорить более живо, избегать плоского, невыразительного звука. Другой параметр – общая высота звуков голоса: высоким голосам, как оказалось, доверяют больше, чем низким. Причина тому, возможно, коренится в каких-то древних инстинктах: у многих животных низкое рычание и вообще низкие звуки означают угрозу, тогда как высокие возгласы обычно означают игривое настроение и приглашение порезвиться.

В перспективе авторы работы собираются повторить эти эксперименты, но уже с моделью женского голоса, а также с участием людей из разных культур и этносов. С учетом того, что гаджеты и роботы вокруг нас все чаще начинают говорить человеческими голосами, такие исследования, безусловно, заинтересуют тех, кто занимается разработкой разнообразных приложений, от навигаторов до каких-нибудь помощников в изучении иностранного.

По материалам Science.

Автор: Кирилл Стасевич

Источник: Наука и жизнь (nkj.ru)

Палочки и колбочки делятся едой с соседями

Фоторецепторные клетки сетчатки отдают соседним клеткам питательные молекулы, а взамен соседи беспрепятственно пропускают к ним глюкозу из крови.

Рецепторным клеткам сетчатки – палочкам и колбочкам – нужно огромное количество энергии, ведь им приходится постоянно реагировать на попадающие в глаз фотоны и генерировать электрические импульсы для мозга. Между тем довольно долго не было понятно, как именно палочки и колбочки пополняют свои энергетические запасы.

Питательные вещества, то есть в данном случае глюкозу, в сетчатку приносит кровь. Но фоторецепторные клетки непосредственно с кровью не контактируют – для этого естьдругие специальные клетки, которые формируют так называемый пигментный слой сетчатки и которые находятся сразу за слоем палочек и колбочек. Клетки пигментного слоя берут глюкозу из крови и передают ее фоторецепторным клеткам.

Но тут возникает вопрос, почему сам пигментный слой не усваивает всю глюкозу, которую он взял – ведь именно так должна поступать любая клетка?

В статье в eLife исследователи из Вашингтонского университета пишут, что на самом деле пигментные клетки живут за счет того, что им отдают палочки и колбочки. Часть глюкозы палочки и колбочки полностью перерабатывают в энергию для самих себя, а то, что остается, превращают в молочную кислоту (молочная кислота, или лактат, образуется при определенных условиях в ходе длинной цепи реакций расщепления глюкозы), и именно этот лактат отправляется обратно в пигментный слой.

Эксперименты с культурами клеток и с мышиной сетчаткой показали, что клетки пигментного слоя настроены именно на переработку молочной кислоты, так что глюкозу они свободно пропускают к своим соседям, палочкам и колбочкам. Но если пигментный слой лишить молочной кислоты, то он сам начнет перерабатывать саму глюкозу, и тогда фоторецепторным клеткам придется плохо.

Новые результаты помогают понять одну их загадок, связанных с физиологией глаза: известно, что если в палочках окажется какой-нибудь опасный дефект, то колбочки начнут погибать вслед за ними, хотя сами колбочки будут нормальными. Причина же в том, что когда палочки выходят из строя, клетки пигментного слоя перестают получать нужную порцию молочной кислоты, и переходят на глюкозное питание, лишая энергии все рецепторные клетки, как дефектные, так и здоровые.

Все это лишний раз подтверждает, что в сложноустроенных тканях и органах человеческого тела никто не существует сам по себе, любой тип клеток находится в тесной взаимосвязи с соседями, и в исследованиях подобные взаимосвязи необходимо учитывать.

Вполне вероятно, что многие проблемы со зрением связаны как раз с тем, что нарушается «торговый баланс» между разными клетками сетчатки. Например, какая-нибудь мутация вполне может перенастроить фоторецепторные клетки на то, чтобы не отдавать лактат своим соседям, а пигментные клетки из-за какой-то другой мутации вполне могут стать охочими до самой глюкозы.

Впрочем, прежде чем думать о клинических проблемах, здесь еще предстоит проверить полученные результаты в экспериментах с животными, а не только с культурами клеток и фрагментами сетчатки.

По материалам Science.

Автор: Кирилл Стасевич

Источник: Наука и жизнь (nkj.ru)

В Мурманской области нашли средневековый саамский памятник

Вместе со средневековым очагом удалось обнаружить несколько примечательных украшений, которые попали сюда из Европы или Северо-Западной Руси.

Кольская экспедиция Института истории материальной культуры Российской Академии Наук (ИИМК РАН) обнаружила в Ковдорском районе Мурманской области уникальный средневековый памятник – прямоугольные каменные очаги, которые, скорее всего, принадлежали саамам. Очагов нашли целую серию, но раскопали пока только один; по словам руководителя экспедиции Евгения Колпакова, раскопанный очаг относится приблизительно к XII–XV вв. Раньше над ними стояли легкие жилища, но их следов не сохранилось.

Очаги нашли по наводке одного из местных дачников, Дмитрия Печкина, который сообщил археологам о нескольких случайных находках и указал место для раскопок. Пока что и датировка памятника, и его принадлежность к саамской культуре – это лишь предварительные результаты исследований; в дальнейшем специалистам еще придется уточнять и возраст очага, и то, кто именно его тут построил. Подобные очаги встречаются в Норвегии, однако у нас они никогда не раскапывались.

При исследовании памятника экспедиция обнаружила близко к поверхности земли вещи XI–XIV века — бронзовые и серебряные украшения, а также обломки бронзового котла и железный топор. Находки такого типа раньше в Мурманской области не попадались и являются уникальными для этого региона. Украшения представляют особый интерес: археологи полагают, что их могли привезти издалека, из Европы или Северо-Западной Руси – например, из Новгорода. Об их владельцах пока ничего сказать нельзя: украшения могут быть никак не связаны с людьми, которые строили очаги. В любом случае, изготовили их точно не здесь – это дорогие вещи, которые перевозили на огромные расстояния.

По материалам пресс-службы ИИМК РАН.

Источник: Наука и жизнь (nkj.ru)

Ультразвук позволяет заглянуть в младенческий мозг

Ультразвуковое сканирование через родничок на черепе помогает вовремя заметить аномальную активность детского мозга.

Когда человека обследуют в аппарате для магнитно-резонансной томографии (МРТ), его просят, чтобы он лежал абсолютно спокойно. Но если вы имеете дело с маленьким ребенком, с новорожденным, то спокойствия от него вы вряд ли добьетесь.

В статье в Science Translational Medicine исследователи из парижской Высшей школы промышленной физики и химии описывают устройство, которое позволяет заглянуть в мозг новорожденного ребенка, не заставляя его делать то, что ему не нравится. Суть метода – в использовании ультразвуковых волн очень высокой частоты.

В более ранних исследованиях удалось выяснить, что такие волны позволяют заметить даже незначительные изменения в потоке крови в мозге человека. Иными словами, высокочастотный ультразвук может работать так же, как функциональная МРТ – ведь МРТ-сканирование тоже показывает, где кровоток сильнее, где слабее, и какие области мозга соответственно более активны, а какие – менее.

Правда, с ультразвуком возникает другая проблема: он с трудом проходит сквозь кости черепа, и если бы мы хотели с помощью ультразвука исследовать мозг взрослого человека, в черепной коробке пришлось сверлить бы отверстие. Но у маленьких детей есть родничок – зазор между костями черепа, который закрыт мягкой соединительной тканью и кожей. Родничок зарастает к двум годам, а до этого через него можно сканировать мозг ультразвуком.

Устройство, которое сконструировали авторы работы, довольно невелико, весит всего 40 г, легко крепится к голове с помощью силиконовых креплений, и никак не ограничивает движения ребенка. Ультразвуковой сканер легко различает, к примеру, фазы сна – как и электроэнцефалография (ЭЭГ), но от самой ЭЭГ ультразвук отличается тем, что с его помощью можно заглянуть в более глубокие структуры мозга.

Проверив устройство на спящих детях, исследователи решили узнать, сможет ли ультразвук заметить отклонения в работе мозга. Оказалось, что сможет: высокочастотный ультразвук различает аномалии в мозговой активности, которые могут быть причиной различных неврологических патологий, вроде судорожного синдрома.

Используя ультразвуковое сканирование вместе с ЭЭГ, можно достаточно точно предсказать время судорожного припадка и зону мозга, где он начнется – соответственно, родители и врачи могут заранее к нему подготовиться. И в целом, если мозг новорожденного развивается с проблемами, эти проблемы можно заметить сразу и предпринять какие-то меры, чтобы они не обернулись впоследствии тяжелыми заболеваниями, которые будут преследовать человека всю жизнь.

Ребенок с ЭЭГ-электродами на голове. (Фото: Michael Crabtree / Flickr.com.)

По материалам Science.

Автор: Кирилл Стасевич

Источник: Наука и жизнь (nkj.ru)

Современные люди стали еще ближе к неандертальцам

В геноме современных людей нашли еще один процент ДНК неандертальцев.

Давно известно, что в геноме современного человека остались неандертальские следы: результаты генетических и археологических исследований говорят о том, что неандертальцы и предки современных людей не только жили рядом друг с другом, но и активно скрещивались, обмениваясь генами.

Неандертальский геном удалось прочесть несколько лет назад – это была ДНК, выделенная из останков, найденных в пещере Виндия в Хорватии, и из останков, найденных на Алтае. В итоге оказалось, что неандертальские гены есть у современных европейцев и азиатов, но не у африканцев; иными словами, предки Homo sapiens встретили неандертальцев лишь после того, как начали мигрировать из Африки на другие континенты.

Геном алтайского неандертальца (точнее, неандерталки – останки из алтайской пещеры были женскими) стал первым, который удалось прочитать с высокой точностью – каждый нуклеотид в ДНК читали не менее 10 раз. И вот сейчас в статье в Science выходит описание второго сверхточного неандертальского генома – на сей раз его читали по ДНК, выделенной из останков из той же пещеры Виндия.

Эти останки нашли тут еще в 1980 году – они принадлежат женщине, жившей около 52 000 лет назад. Известно, что последние значимые контакты предков современных людей и неандертальцев происходили где-то между 50 000 и 60 000 лет назад в районе Ближнего Востока.

Иными словами, по сравнению с алтайскими останками (возраст которых – около 122 000 лет), геном хорватской неандерталки дает больше информации о том, какие гены должны были достаться нам от неандертальцев – так как и по времени, и по месту жительства останки из пещеры Виндия находятся ближе к «зоне контакта».

Кроме того, на сей раз при чтении генома использовали самые современные методы, позволяющие отличить нужную ДНК от ненужных загрязнений, и точность чтения сейчас была тоже намного выше – каждый нуклеотид прочитывали в среднем 30 раз.

Авторам работы, большей частью из Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка, удалось в результате пополнить список генов, доставшихся нам от неандертальцев. Среди них оказались гены, регулирующие уровень витамина D и липопротеинов низкой плотности в крови (липопротеины низкой плотности называют еще «плохим» холестерином, так как они способствуют развитию атеросклероза); кроме того, среди новых неандертальских генов оказались такие, которые связаны с пищевыми расстройствами, избыточным весом, аутоиммунными болезнями и шизофренией. При этом вовсе не все неандертальские гены оказались для нас неудачным приобретением: например, те, что регулируют «плохой» холестерин, могут как повышать его уровень, так и понижать.

Тут стоит отметить, что брачные контакты между Homo neanderthalensis и Homo saрiens случались и раньше – например, около 130 000 лет назад, и следы оных  контактов есть в вышеупомянутом «алтайском геноме». Однако для современных людей большее значение имеют ближневосточные контакты, которые случились много позже – просто потому, что это было самое последнее вливание неандертальских генов перед тем, как неандертальцы полностью исчезли из Европы.

В целом долю «неандертальскости» в нас пришлось повысить: если раньше считалось, что ДНК от неандертальцев составляет у нас 1,5–2,1%, то теперь ее доля возросла до 1,8–2,6%, причем у жителей восточной Азии ее больше – от 2,3% до 2,6%, а у жителей западной Азии и Европы меньше – от 1,8% до 2,4%. (У африканцев ее, как было сказано выше, вообще нет.)

Но, как мы знаем, ген не обязательно проявляет себя во внешнем облике индивидуума, в его физиологии и т. д. Может, и неандертальские тоже сидят в нашем геноме просто так? Чтобы узнать это, Джанет Келсо (Janet Kelso) (один из руководителей исследовательской группы, занимавшейся новым секвенированием неандертальского генома) и Михаэль Даннеманн (Michael Dannemann) проанализировали геномы более 112 000 современных европейцев, и сравнили генетические данные с тем, как они выглядят, какой образ жизни ведут, чем болеют и т. д.

Среди неандертальских генов для сравнения взяли те, от которых зависит цвет волос и кожи,  которые влияют на сон, настроение и склонность к курению. В целом оказалось, что неандертальские гены довольно хорошо совпадают с тем, как человек выглядит и как он живет – то есть и цвет кожи, и цвет волос, и склонность работать вечером и ночью, а спать днем, часто проявляются как раз благодаря неандертальскому генетическому наследству.

Причем тут опять стоит уточнить, что для одного и того же признака есть несколько вариантов неандертальских генов, которые могут давать как более светлые, так и более темные кожу и волосы. Полностью результаты анализа опубликованы в American Journal of Human Genetics, что до генов, от которых зависят болезни, то пока что их проявление «в реале» столь масштабно не оценивали.

Пещера Виндия в Хорватии – один из главных «источников» неандертальской ДНК. (Фото: Tomislav Kranjcic / Wikimedia.)

Удовольствие от пива

Пивная молекула стимулирует центры удовольствия в мозге

Чего греха таить – часто мы едим и пьем не потому, что испытываем голод или жажду, а потому, что нам нравится еда и питье. И причина может быть не только в том, что вкус приятный. В недавней статье в Scientific Reports говорится, что есть целый ряд веществ, которые содержатся в продуктах питания и которые напрямую стимулируют систему подкрепления в мозге.

Система подкрепления отвечает за чувство удовольствия – когда мы, например, кладем что-то в рот и чувствуем, что это необыкновенно вкусно, то тянемся за вторым куском; именно тут срабатывает система подкрепления – она заставляет нас предпринять усилия, чтобы еще раз почувствовать удовольствие. Ее нейроны передают сигналы с помощью нейромедиатора дофамина, и исследователям из Университета Эрлангена – Нюрнберга пришло в голову, что в еде могут быть вещества, которые сами по себе связываются с дофаминовыми рецепторами центров удовольствия. Авторы работы проанализировали 13 000 пищевых молекул, среди которых нашлось семнадцать, которые более-менее надежно связываются с дофаминовыми рецепторами, а среди этих семнадцати особо отличился алкалоид хордеин. Известно, что хордеин улучшает настроение и поднимает общий тонус – вероятно, как раз из-за своего действия на систему подкрепления. Его широко используют в спортивном питании, но, кроме того, его много содержится в ячмене и в пиве. Возможно, именно благодаря хордеину людей так тянет к пиву, несмотря на его горький вкус; впрочем, сами исследователи говорят, что пока неизвестно, хватает ли того хордеина, который содержится в пиве, чтобы простимулировать центры удовольствия в среднестатистическом человеческом мозге.

«Гормон любви» действует на центр удовольствия

Прямое взаимодействие окситоциновых и дофаминовых нейронов дарит нам удовольствие от общения.

Гормон (и нейромедиатор) окситоцин часто называют «гормоном любви»: он усиливает социальную привязанность, открывает «эмоциональные каналы» в общении с близкими, влияя как на психологические аспекты взаимоотношений, так и на физиологические.

Хотя в отношении окситоцина нельзя не сделать важное уточнение: его эффект зависит от социального контекста, и порой он усиливает не любовь, а тревогу и недоверие; и все же в тех случаях, когда речь идет о родителях и детях, о влюбленных или о просто друзьях, окситоцин усиливает социальные связи. Это значит, что под действием окситоцина нам хочется еще больше общаться со своими детьми, возлюбленными и друзьями.

Социальный эффект окситоцина проверяли во множестве экспериментов, как с животными, так и с людьми. Однако всякий раз оставался вопрос о том, как он работает на уровне конкретных нейронных цепей и нейронных центров. Если под действием окситоцина нам хочется общаться, если нам становится еще более приятно от социальных контактов, то можно предположить, что тут задействована система подкрепления. Так называют группу нервных центров, которые отвечают за чувство удовольствия (собственно, один из нервных центров системы подкрепления так и называется – центр удовольствия) и мотивацию.

Когда мы съели что-то вкусное, или выполнили какую-то сложную работу и получили награду – или просто порадовались, что мы это сделали – система подкрепления запоминает связь между тем, что мы делали, и нашим удовлетворением, так что у нас возникает мотив проделать то же самое еще раз. (То же механизм работает и тогда, когда психику поражает какая-то зависимость, от наркотиков, алкоголя и т. д., только в этом случае активность системы подкрепления приобретает патологический характер.)

Нейроны в системе подкрепления работают на нейромедиаторе дофамине: они его синтезируют и с его помощью передают друг другу нервные сигналы. Ранее было замечено, что социальные взаимодействия сопровождаются выбросом дофамина в центре удовольствия. Очевидно, окситоцин и система подкрепления как-то связаны – и вот сейчас исследователям из Стэнфорда удалось показать, как.

Главный источник окситоцина в мозге – нейроны паравентрикулярного ядра гипоталамуса. Но это ядро связано с множеством других нервных центров. Роберту Маленке (Robert C. Malenka) и его коллегам впервые удалось найти нервный путь, который соединяет источник окситоцина в гипоталамусе с вентральной областью покрышки – так называют часть среднего мозга, которая лежит на перекрестье множества путей. С вентральной области покрышки начинаются дофаминовые многие нервные цепи, и сама она служит одним из важных центров системы подкрепления.

Именно через «провод», соединяющий гипоталамус с вентральной областью покрышки, окситоцин стимулирует систему подкрепления, чтобы она поддержала социальные связи. Когда активность нейронов в этом «проводе» подавляли, то мыши, на которых ставили эксперимент, теряли интерес к общению, но при том явно получали удовольствие от различных веществ, вроде кокаина – то есть в целом система подкрепления работала, но переставал понимать социальные сигналы.

Авторам работы также удалось показать, что окситоцин, который выделяют клетки, идущие в вентральную область покрышки из гипоталамуса, действительно связывается с рецепторами дофаминовых нейронов, которые связывают вентральную область покрышки с центром удовольствия, и что активность тех и других тесно взаимосвязана.

Полностью результаты исследования опубликованы в Science. Возможно, если мы научимся действовать на эту нейронную «микросхему», о которой зависит интерес к общению, то сможем лечить такие психоневрологические расстройства, как аутизм, клиническая депрессия и шизофрения – то есть те, которые сильно нарушают нашу социальность.

Автор: Кирилл Стасевич

Источник: Наука и жизнь (nkj.ru)