Смылсл в Интернете с помощью картинок и образов

В Сети ежегодно появляются около 100 миллиардов изображений. Цифра внушительная, и, чтобы хоть как-то с ней справиться, необходимо совершенствовать критерии поиска. Работа в этом направлении в последнее время активизировалась, и кое-какие интересные результаты могут изменить наше отношение не только к визуальным, но и к обычным текстовым запросам.

Стандартный подход к "графической" проблеме выглядит достаточно просто. В том смысле, что ведущие поисковики, как, например, Google с его системой PageRank, полагаются в первую очередь на хорошо известную методику оценки релевантности контекста.

В основном анализируют содержание интернет-страницы, где расположен тот или иной объект. То есть если вы на своём сайте поместили сочинение на тему "Как я провёл отпуск на Багамах" с фотографиями собственной персоны, на запрос "Багамы" машина выдаст именно ваши весёлые улыбки. Разумеется, в случае популярности ресурса.

В самом простом своём варианте визуальный анализ подразумевает анализ совпадения цветов и яркостей участков двух изображений. В более продвинутом – сопоставление соответствующих точек. На данном примере видно, как все вариации на тему "Джоконды" программа сравнивает с оригиналом и друг с другом (иллюстрация Yushi Jing, Shumeet Baluja).

Принимаются во внимание и названия графических файлов (например "Я_на_Багамах.jpg"), и ряд других параметров. Однако "картинка" в подавляющем большинстве случаев никак не учитывается – слишком сложная задача.

Даже в рамках заданных понятийных категорий (то есть программа знает, что надо искать самолёты, к примеру) существующие технологии поиска "похожих" изображений неидеальны.

Наибольший прогресс в этом направлении достигнут в области распознавания лиц и фотографий – в настройках расширенного поиска "Гугла" или "Яндекса" такие опции уже предусмотрены. Есть и специализированные ресурсы, работающие с визуальными запросами, как, например, Riya, TinEye или Picollator.

Все они так или иначе используют технологию поиска изображений по содержанию – CBIR (Content Based Image Retrieval). Методика эта позволяет оценивать сходство рисунков или фотографий на основании их цвета, текстуры, формы и, реже, других параметров.

Загрузив фото Арнольда на Picollator, мы получили такой вот набор лиц. Нет, всё, конечно, можно понять, но за дам обидно. Видимо, сервис пока ещё сыроват (иллюстрация MEMBRANA).

В основном это реализовано на достаточно скромном уровне. То есть сервисы анализируют совпадения цветов и яркостей соответствующих друг другу участков сравниваемых изображений или, например, взаимное расположение каждой пары точек объекта.

Как видите, даже в лимитированной базе фотографий сервисы работают не очень успешно. Хотя теоретически для фото можно было бы разработать систему, аналогичную по своей точности анализу отпечатков пальцев.

Однако для поисковика с неограниченным количеством индексируемых изображений это будет слишком дорого. А самое главное – долго: результатов выдачи в течение нескольких (в лучшем случае) минут не многие пользователи готовы дожидаться.

Ещё одним и даже более фундаментальным ограничением является сложность механизма зрительного восприятия человека. Основная проблема здесь – разрыв восприятия или так называемый семантический разрыв.

Сервис TeenEye предлагает найти похожие фото и изображения относительно указанного образца. На деле в ходе серии загрузок портретов известных людей мы получали одни и те же фото, отличающиеся лишь по размерности, яркости и чёткости, – порой на 20 страницах (иллюстрация MEMBRANA).

Если перевести на обычный язык, это означает, что не всегда возможно сознательно сформулировать "правильный" текстовый запрос – по крайней мере, если речь идёт о поиске. Один пользователь, вводя слово "солнце", ожидает увидеть звезду в окружении планет, а другой – лужайку, голубое небо и много-много света.

Но в этой сложности и кроется значительный потенциал. Только представьте: вы только подумали о чём-то, родился в голове какой-то образ, мелькнула неясная мысль – и вы ищите соответствующую картинку. А уж дальше получаете необходимую информацию.

Впрочем, просто найти "желаемое" изображение, даже не абстрактное, а вполне конкретное, – тоже совсем неплохо.

В последнее время работу в этом направлении активно ведут и гиганты вроде Google, и независимые разработчики. Так, например, группа учёных из университета Пенсильвании (Pennsylvania State University) объявила о регистрации патента на "семантическую" систему визуального поиска ALIPR (Automatic Linguistic Indexing of Pictures in Real-Time).

Движок ALIPR разбивает картинки на пространственные точки и сравнивает их друг с другом (иллюстрация Jia Li, James Z. Wang).

Суть нового сервиса, который в своём первоначальном урезанном виде появился ещё в конце 2006 года, в объединении "пиксельного" и смыслового анализа изображений.

В базе ALIPR находится более миллиона изображений, к каждому из которых проставлены теги – группа смысловых "ключей". Основная идея в том, что восприятие тех или иных объектов у пользователей Интернета всё же подчиняется законам нормального распределения, и, следовательно, наиболее популярные связки "понятие – объект" должны совпасть с ожиданиями.

В настоящий момент система оперирует 332 понятиями, но это не означает, что найти можно картинки лишь по столь ограниченному набору слов. Посредством хитрого алгоритма, в основе которого лежит в том числе вероятностный лингвистический анализ, значительная часть англоязычных терминов, введённых в строку поиска, находит "своё" изображение. Но "шкала значений", конечно, имеет ограничения: на такое слово, как "хромосома" (chromosome), ALIPR вообще никак не реагирует.

Может быть, потому что сервис на данный момент находится в стадии "самообучения". Авторы проекта активно предлагают всем желающим загружать картинки – либо с жёсткого диска, либо скопировав URL. Проанализировав изображение (на это уходит на доли секунды больше в сравнении с обычным текстовым запросом), система присваивает каждому файлу 15 тегов и просит при этом оценить их релевантность. Или свой, новый "ключ" проставить.

ознакомиться на личной странице Цзя Ли (Jia Li) – ведущего разработчика проекта (иллюстрация MEMBRANA).">

Пример выдачи по запросу "Эйнштейн". Если вы действительно искали фото великого физика, разумнее обратиться к обычным поисковикам. Более подробно с техническими деталями визуального анализа можно ознакомиться на личной странице Цзя Ли (Jia Li) – ведущего разработчика проекта (иллюстрация MEMBRANA).

Результаты пока не особо впечатляют. Впрочем, по уверениям разработчиков, в 90% случаев хотя бы одно понятие совпадает с "мейнстримовым" восприятием у добровольцев, участвовавших в предварительных тестах.

"Даже по одному смысловому критерию результаты никогда не будут полными", — признаёт Цзя Ли. Однако, исходя из архитектуры ALIPR, даже такие скромные возможности имеют какой-то смысл: выдача генерирует ряд картинок, за каждой из которых "скрываются" похожие по смыслу образы. На взгляд машины и тех пользователей, которые ранее присвоили им обобщающие понятия, разумеется.

Кстати, единственное условие авторов при загрузке изображения – "хороший вкус". Корректировать смысловые теги, по-видимому, столь же бессмысленно, сколь глупо ожидать одинакового восприятия пейзажа за окном или нового iPhone.

Но можно, оказывается, пойти и другим путём. Например, вообще обойтись без участия субъективных семантических категорий. Точнее говоря, инженеры из компании Google считают, что они, категории эти, ничем по большому счёту не отличаются от тех смыслов, которые пользователи вкладывали в изображение, помещая его в своём блоге или на сайте. И которые находятся посредством обычного поиска.

Прототип системы VisualRank индексирует в первую очередь не только самые релевантные, но и лучшие по качеству и размеру изображения (иллюстрация Yushi Jing, Shumeet Baluja).

Ещё в апреле 2008 года крупнейший в мире поисковик разместил на своём блоге информацию о первых результатах в области разработки прототипа системы VisualRank. Учитывая возможности и свободы, которые, по слухам, предоставляет Google своим сотрудникам, не совсем понятно, насколько эта разработка является стратегическим приоритетом, но блог вроде бы официальный.

Cотрудник компании Шумит Балуя (Shumeet Baluja) и Юси Цзинь (Yushi Jing) из технологического института Джорджии предложили следующее решение: можно улучшить результаты выдачи, используя уже существующую систему оценки популярности страниц.

Речь идёт о несколько ином принципе совмещения визуального и контекстуального анализа в сравнении с "семантическим". В целом идея такова: для того чтобы получить наиболее релевантные ссылки, нужно графически сравнить индексируемые картинки с самыми популярными изображениями по теме, по возможности сгруппировав их в какие-то более общие категории.

Вверху – оригинальный поиск разработчиков VisualRank, внизу – наш поиск по аналогичному запросу macdonalds. Не исключено, что именно на основе схемы, предложенной в VisualRank, Google добавил дополнительные смысловые категории (подчёркнуто синим). Да и в целом результаты за каких-то полгода стали более предсказуемыми (иллюстрация Yushi Jing, Shumeet Baluja/MEMBRANA).

Авторы работы приводят в качестве примера запрос по слову McDonalds. Если вы попробуете провести аналогичное упражнение, то вам наряду со старым добрым М-образным логотипом поиск выдаст довольно странные результаты.

Рисунки необходимо ранжировать по какому-то критерию. Но дело в том, что критерий этот заранее неизвестен. Даже если последовательно "сравнить пиксели" двух изображений на предмет наличия стилизованной буквы "М", не факт, что значительная часть пользователей не будет искать при этом Рональда Макдоналда.

Эту проблему исследователи решили, совместив визуальные совпадения со смысловым индексированием. Получилось нечто вроде "прогнозируемого поведения пользователей": поиск наиболее репрезентативных текстовых маркеров сопровождался отбором графических "обобщений" – по уже известной нам технологии CBIR. Но, естественно, со своими тонкостями – подробности вы можете найти здесь (PDF-документ).

Запрос "рисунки Моне", обработанный по новому алгоритму, группирует, с одной стороны, наиболее популярные и лучшие по качеству репродукции самого Моне, а с другой –известные портреты Моне работы Ренуара (иллюстрация Yushi Jing, Shumeet Baluja).

"Полевые испытания" на 150 сотрудниках Google показали, что выдачи VisualRank отображали на 83% меньше нерелевантных картинок. Правда, не по всем запросам такая закономерность соблюдалась – 70 из 272 были более удачными для обычного Google image search.

Кстати, по состоянию на начало мая этого года технология, по заявлению разработчиков, ещё не была "живой". Но, вполне возможно, гигант поиска уже использовал ряд решений на практике.

Помимо уже упомянутых дополнительных категорий, как в случае с "Макдоналдсом", это возможность сортировки выдачи по фотографиям – опция по-тихому появилась лишь в начале октября и, судя по всему, стоит ожидать дальнейших апгрейдов популярного поисковика.

В общем, интернет-поиск – это та область, где прогресс в буквальном смысле не стоит на месте.

Вполне возможно, что в ближайшем будущем можно будет совершенно спокойно отрефлексировать свой архетип, найдя единомышленников по картинкам из сновидений, или научиться наконец без проблем находить "то-не-знаю-что".

Солнечный веломобиль

Думается, если автор отвлечётся от идиллии на картинках и построит полноразмерный прототип, его ждёт немало сюрпризов (иллюстрация Miroslav Miljevic).

"Я считаю, это именно то, что сегодня требуется", – говорит дизайнер Мирослав Мильевич (Miroslav Miljevic) из лондонской компании Z & Co Design, придумавший "солнечный" велосипед под названием Cycle Sol.

На Cycle Sol можно ехать как на обычном велосипеде, крутя педали. Правда, сидеть при этом придётся "комфортно" – откинувшись и держась за расположенные по бокам рукоятки руля.

Как Мирослав представляет себе хотя бы момент трогания с места или заезд на бордюр, остаётся только гадать. Удержать равновесие во время поездки на такой "эргономичной конструкции" наверняка непросто. Не говоря уже о высокой вероятности падения, в результате которого велосипедиста придавит нехилая рама. Почему не сделать это трёхколёсным?

Колёса должны быть сделаны из поликарбоната, кузов – из композита на основе пластмассы. Запуск движка и переключение скоростей – на правой рукоятке руля. Батареи спрятаны над передним колесом. Насчёт тормозов информации ноль (иллюстрация Miroslav Miljevic).

Но Мильевич нисколько не смущается и напирает на "зелёность" своего детища: дескать, это "экологически чистое и эффективное решение для путешествий".

По замыслу изобретателя, заднее колесо может приводить небольшой электродвигатель, разгоняя велик до 24 км/ч и облегчая подъём в гору. Литиево-ионный аккумулятор для движка собирает энергию с помощью солнечных батарей на крыше, а когда такой возможности нет, Cycle Sol заряжается от бытовой розетки за несколько часов. Одной зарядки, по идее, должно хватать на 30-50 км.

Автор продумал кучу мелочей, но, похоже, забыл о главном (иллюстрация Miroslav Miljevic).

"На данный момент Cycle Sol является лишь концепцией, но я надеюсь, что буду иметь возможность строить и выпускать его", – сообщил Мирослав, добавив, что уже вроде как нашёл одного заинтересовавшегося производителя. Слабо верится, что такой курьёзный веломобиль доберётся до массового производства, не так ли? "А если случится худшее и пойдёт дождь, благодаря крыше вы останетесь сухим", – отмечает дизайнер.

Впрочем, видали мы и не такие фокусы. Взять хотя бы электрический одноколёсный байк. Кстати, первый "полностью солнечный велосипед" поступил в продажу ещё в мае 2006 года.

---

Источник: Daily Mail

Солнечный веломобиль

Думается, если автор отвлечётся от идиллии на картинках и построит полноразмерный прототип, его ждёт немало сюрпризов (иллюстрация Miroslav Miljevic).

"Я считаю, это именно то, что сегодня требуется", – говорит дизайнер Мирослав Мильевич (Miroslav Miljevic) из лондонской компании Z & Co Design, придумавший "солнечный" велосипед под названием Cycle Sol.

На Cycle Sol можно ехать как на обычном велосипеде, крутя педали. Правда, сидеть при этом придётся "комфортно" – откинувшись и держась за расположенные по бокам рукоятки руля.

Как Мирослав представляет себе хотя бы момент трогания с места или заезд на бордюр, остаётся только гадать. Удержать равновесие во время поездки на такой "эргономичной конструкции" наверняка непросто. Не говоря уже о высокой вероятности падения, в результате которого велосипедиста придавит нехилая рама. Почему не сделать это трёхколёсным?

Колёса должны быть сделаны из поликарбоната, кузов – из композита на основе пластмассы. Запуск движка и переключение скоростей – на правой рукоятке руля. Батареи спрятаны над передним колесом. Насчёт тормозов информации ноль (иллюстрация Miroslav Miljevic).

Но Мильевич нисколько не смущается и напирает на "зелёность" своего детища: дескать, это "экологически чистое и эффективное решение для путешествий".

По замыслу изобретателя, заднее колесо может приводить небольшой электродвигатель, разгоняя велик до 24 км/ч и облегчая подъём в гору. Литиево-ионный аккумулятор для движка собирает энергию с помощью солнечных батарей на крыше, а когда такой возможности нет, Cycle Sol заряжается от бытовой розетки за несколько часов. Одной зарядки, по идее, должно хватать на 30-50 км.

Автор продумал кучу мелочей, но, похоже, забыл о главном (иллюстрация Miroslav Miljevic).

"На данный момент Cycle Sol является лишь концепцией, но я надеюсь, что буду иметь возможность строить и выпускать его", – сообщил Мирослав, добавив, что уже вроде как нашёл одного заинтересовавшегося производителя. Слабо верится, что такой курьёзный веломобиль доберётся до массового производства, не так ли? "А если случится худшее и пойдёт дождь, благодаря крыше вы останетесь сухим", – отмечает дизайнер.

Впрочем, видали мы и не такие фокусы. Взять хотя бы электрический одноколёсный байк. Кстати, первый "полностью солнечный велосипед" поступил в продажу ещё в мае 2006 года.

---

Источник: Daily Mail

Бессмертие

Бессмертие – заветное желание человечества. И с научной точки зрения оно не является априори несбыточным. Вопрос упирается в механизм старения: деградируют ли клетки сами по себе, накапливая "мусор", или это обусловлено генетически. В последнем случае "программа смерти" теоретически отключаема. Помогут ли черви нематоды нащупать "выключатель"?

Напомним, что все формы жизни сохраняют самовосстанавливающую среду на молекулярном уровне. Однако со временем она перестаёт поддерживаться, и происходит повреждение клеточных структур, называемое оксидативным стрессом.

Последние полвека учёные пытались понять, за счёт чего происходит "смена режима" и в организме повышается выработка активных форм кислорода – свободных радикалов, к примеру.

Исследования метаболизма нематод показали, что при снижении уровня окисления срок жизни круглых червей-паразитов увеличивается. В некоторых экспериментах – почти в два раза по сравнению со "стандартом".

"Звёздами танцпола" области исследования "генов старения" являются нематоды Caenorhabditis elegans (фото с сайта basis.ncl.ac.uk).

А с помощью анализа ДНК удалось выяснить, что старению сопутствуют какие-то изменения на генетическом уровне. Например, у мышей был локализован ген p16INK4a, способный влиять на регенерацию, – с возрастом он активизировался, приводя к деградации клеток.

Проблема в том, что привязать нарушения метаболизма к каким-то конкретным механизмам, случайным или генетически обусловленным, достаточно проблематично. "В таких случаях очень сложно сказать, где причина, а где следствие", — поясняет биохимик Брайан Кеннеди (Brian Kennedy) из университета Вашингтона (University of Washington).

Имеется в виду, что все вышеописанные негативные процессы на молекулярном уровне могут сопровождать старение, а не вызывать его.

В ходе ряда исследований уже удавалось установить, что изменения в экспрессии некоторых генов (то есть в их активности) могут повлиять на срок службы организма. Однако уверенности в том, что именно эти участки ДНК ответственны за "настоящее" старение, не было.

У всех животных репродуктивный возраст ограничен, а с ним – и жизненный цикл. Изменчивость необходима для успешного развития и реагирования на эволюционные вызовы. Будь сине-зелёные водоросли бессмертными, нас бы не было (academic.sun.ac.za, Eisvogel/Kingfisher, greenexpander.com, texasobserver.org, bearstudy.org).

И вот теперь молекулярные биологи из Стэнфорда под руководством Стюарта Кима (Stuart Kim) утверждают, что им впервые удалось добыть прямые свидетельства существования генетических "программ старения". Отчёт об этой работе опубликован в журнале Cell.

Учёные провели полный сравнительный анализ экспрессии генов у молодых и старых нематод. Было выявлено около тысячи различий, которые, тем не менее, в основном контролировались лишь тремя транскрипционными факторами – ELT-3, ELT-5 и ELT-6.

Эти белки служат своеобразными "тумблерами", которые запускают передачу наследственной информации, активируя или дезактивируя отдельные гены. И алгоритм их работы у старых и молодых червей существенно отличался.

"Все негативные процессы, связанные со старением, удалось свести к трём транскрипционным факторам", – поясняет Стюарт Ким (фото с сайта ipam.ucla.edu).

Но как проверить, что же управляет самими транскрипционными факторами – накопление вредных мутаций или наследственная программа? Для этого исследователи подвергли червей нескольким видам вредного воздействия – оксидативному стрессу, заражению вирусами и радиоактивному облучению.

Ничто, однако, на экспрессию трёх ключевых протеинов не повлияло. На основании полученных результатов учёные сделали вывод, что запуск механизмов старения обусловлен генетическими причинами. "В геноме червей предусмотрены соответствующие инструкции", — полагает доктор Ким.

Чтобы ещё раз проверить "наследственную" гипотезу, американцы нейтрализовали экспрессию двух факторов (ELT-5 и ELT-6) у червей в пожилом возрасте. В результате подвергшиеся вмешательству особи прожили в полтора раза дольше, чем их обычные собратья.

По мнению доктора Кима, три выявленных его группой транскрипционных фактора не "запрограммированы" напрямую, но каким-то образом "становятся разбалансированными" с возрастом (иллюстрация с сайта current.com).

Ведущий автор исследования называет процесс изменения работы генов "дрейфом развития" (developmental drift) и связывает его с размножением: "Транскрипционные факторы ELT-3, ELT-5 и ELT-6 могут играть важную роль в развитии молодой нематоды, но после выполнения своей функции они просто-напросто перестают работать как надо – как только репродуктивный возраст подошёл к концу".

Впрочем, по мнению доктора Кеннеди, на основании полученных данных нельзя однозначно исключить и влияние клеточного "мусора", и других (отличных от выявленных) генетических механизмов. Организм – штука сложная.

Есть и другие версии. В частности, мы уже писали о попытках найти "гены старения" у нематод. Тогда учёные пришли к выводу о том, что старение – генетическая программа, но проявляющая себя именно в накоплении клеточного мусора.

	Долгожители любят рассказывать, что им помогло продержаться столь длительный срок – апельсиновый сок, свежий воздух, молоко горного козла и так далее. Однако реальные данные свидетельствуют о том, что многие из людей старше 100 лет курили, употребляли алкоголь и вообще – мало в чём себе отказывали (фото с сайта adarshcha.blogspot.com).

С другой стороны, с выводами группы из Стэнфорда в какой-то степени согласуются данные, полученные в ходе другого эксперимента – на сей раз на людях. Его провела группа геронтологов из Тихоокеанского института исследований здоровья (Pacific Health Research Institute) во главе с Брэдли Уиллкоксом (Bradley Willcox). Отчёт об этой работе опубликован в журнале PNAS.

Гавайские учёные исследовали генетические комбинации 213 людей старше 95 лет и пришли к выводу, что определённая мутация одного из генов (его назвали FOXO3A) увеличивает шансы пережить вековой рубеж в два-три раза. "Если вы унаследовали эту комбинацию, то считайте, что сорвали джекпот", — поясняет доктор Уиллкокс.

Таким образом, гипотеза о наследственных основаниях старения вроде бы подтверждается. И это обнадеживает. В том смысле, что если можно выделить соответствующие гены, то и нейтрализовать их тоже будет возможно.

Профессор Ким, к примеру, настроен очень оптимистично. Он уверен, что "эликсир молодости" вполне можно синтезировать, если провести сравнительный анализ молекулярных комплексов старого и молодого человека – по аналогии с червяками нематодами.

Бессмертие

Бессмертие – заветное желание человечества. И с научной точки зрения оно не является априори несбыточным. Вопрос упирается в механизм старения: деградируют ли клетки сами по себе, накапливая "мусор", или это обусловлено генетически. В последнем случае "программа смерти" теоретически отключаема. Помогут ли черви нематоды нащупать "выключатель"?

Напомним, что все формы жизни сохраняют самовосстанавливающую среду на молекулярном уровне. Однако со временем она перестаёт поддерживаться, и происходит повреждение клеточных структур, называемое оксидативным стрессом.

Последние полвека учёные пытались понять, за счёт чего происходит "смена режима" и в организме повышается выработка активных форм кислорода – свободных радикалов, к примеру.

Исследования метаболизма нематод показали, что при снижении уровня окисления срок жизни круглых червей-паразитов увеличивается. В некоторых экспериментах – почти в два раза по сравнению со "стандартом".

"Звёздами танцпола" области исследования "генов старения" являются нематоды Caenorhabditis elegans (фото с сайта basis.ncl.ac.uk).

А с помощью анализа ДНК удалось выяснить, что старению сопутствуют какие-то изменения на генетическом уровне. Например, у мышей был локализован ген p16INK4a, способный влиять на регенерацию, – с возрастом он активизировался, приводя к деградации клеток.

Проблема в том, что привязать нарушения метаболизма к каким-то конкретным механизмам, случайным или генетически обусловленным, достаточно проблематично. "В таких случаях очень сложно сказать, где причина, а где следствие", — поясняет биохимик Брайан Кеннеди (Brian Kennedy) из университета Вашингтона (University of Washington).

Имеется в виду, что все вышеописанные негативные процессы на молекулярном уровне могут сопровождать старение, а не вызывать его.

В ходе ряда исследований уже удавалось установить, что изменения в экспрессии некоторых генов (то есть в их активности) могут повлиять на срок службы организма. Однако уверенности в том, что именно эти участки ДНК ответственны за "настоящее" старение, не было.

У всех животных репродуктивный возраст ограничен, а с ним – и жизненный цикл. Изменчивость необходима для успешного развития и реагирования на эволюционные вызовы. Будь сине-зелёные водоросли бессмертными, нас бы не было (academic.sun.ac.za, Eisvogel/Kingfisher, greenexpander.com, texasobserver.org, bearstudy.org).

И вот теперь молекулярные биологи из Стэнфорда под руководством Стюарта Кима (Stuart Kim) утверждают, что им впервые удалось добыть прямые свидетельства существования генетических "программ старения". Отчёт об этой работе опубликован в журнале Cell.

Учёные провели полный сравнительный анализ экспрессии генов у молодых и старых нематод. Было выявлено около тысячи различий, которые, тем не менее, в основном контролировались лишь тремя транскрипционными факторами – ELT-3, ELT-5 и ELT-6.

Эти белки служат своеобразными "тумблерами", которые запускают передачу наследственной информации, активируя или дезактивируя отдельные гены. И алгоритм их работы у старых и молодых червей существенно отличался.

"Все негативные процессы, связанные со старением, удалось свести к трём транскрипционным факторам", – поясняет Стюарт Ким (фото с сайта ipam.ucla.edu).

Но как проверить, что же управляет самими транскрипционными факторами – накопление вредных мутаций или наследственная программа? Для этого исследователи подвергли червей нескольким видам вредного воздействия – оксидативному стрессу, заражению вирусами и радиоактивному облучению.

Ничто, однако, на экспрессию трёх ключевых протеинов не повлияло. На основании полученных результатов учёные сделали вывод, что запуск механизмов старения обусловлен генетическими причинами. "В геноме червей предусмотрены соответствующие инструкции", — полагает доктор Ким.

Чтобы ещё раз проверить "наследственную" гипотезу, американцы нейтрализовали экспрессию двух факторов (ELT-5 и ELT-6) у червей в пожилом возрасте. В результате подвергшиеся вмешательству особи прожили в полтора раза дольше, чем их обычные собратья.

По мнению доктора Кима, три выявленных его группой транскрипционных фактора не "запрограммированы" напрямую, но каким-то образом "становятся разбалансированными" с возрастом (иллюстрация с сайта current.com).

Ведущий автор исследования называет процесс изменения работы генов "дрейфом развития" (developmental drift) и связывает его с размножением: "Транскрипционные факторы ELT-3, ELT-5 и ELT-6 могут играть важную роль в развитии молодой нематоды, но после выполнения своей функции они просто-напросто перестают работать как надо – как только репродуктивный возраст подошёл к концу".

Впрочем, по мнению доктора Кеннеди, на основании полученных данных нельзя однозначно исключить и влияние клеточного "мусора", и других (отличных от выявленных) генетических механизмов. Организм – штука сложная.

Есть и другие версии. В частности, мы уже писали о попытках найти "гены старения" у нематод. Тогда учёные пришли к выводу о том, что старение – генетическая программа, но проявляющая себя именно в накоплении клеточного мусора.

	Долгожители любят рассказывать, что им помогло продержаться столь длительный срок – апельсиновый сок, свежий воздух, молоко горного козла и так далее. Однако реальные данные свидетельствуют о том, что многие из людей старше 100 лет курили, употребляли алкоголь и вообще – мало в чём себе отказывали (фото с сайта adarshcha.blogspot.com).

С другой стороны, с выводами группы из Стэнфорда в какой-то степени согласуются данные, полученные в ходе другого эксперимента – на сей раз на людях. Его провела группа геронтологов из Тихоокеанского института исследований здоровья (Pacific Health Research Institute) во главе с Брэдли Уиллкоксом (Bradley Willcox). Отчёт об этой работе опубликован в журнале PNAS.

Гавайские учёные исследовали генетические комбинации 213 людей старше 95 лет и пришли к выводу, что определённая мутация одного из генов (его назвали FOXO3A) увеличивает шансы пережить вековой рубеж в два-три раза. "Если вы унаследовали эту комбинацию, то считайте, что сорвали джекпот", — поясняет доктор Уиллкокс.

Таким образом, гипотеза о наследственных основаниях старения вроде бы подтверждается. И это обнадеживает. В том смысле, что если можно выделить соответствующие гены, то и нейтрализовать их тоже будет возможно.

Профессор Ким, к примеру, настроен очень оптимистично. Он уверен, что "эликсир молодости" вполне можно синтезировать, если провести сравнительный анализ молекулярных комплексов старого и молодого человека – по аналогии с червяками нематодами.

Удивительный объект

Объект, отснятый близ звезды, сходной с Солнцем, не вписывается в привычные теории формирования планет. Специалистам ещё предстоит разобраться с особенностями рождения этого странного мира, а широкая публика просто любуется снимками. Ещё бы – не каждый день можно увидеть планету другой звезды, пусть и открыты их сотни.

Звезда 1RXS J160929.1-210524 расположена примерно в 500 световых лет от нас. Она очень похожа на Солнце. Её "вес" равен 85% массы нашей родной звезды. Правда, это светило значительно моложе нашего – 210524 возникла порядка пяти миллионов лет назад.

Новая планета, по расчётам астрономов, обладает массой примерно в восемь масс Юпитера. И она не была бы такой уж уникальной, если б не два обстоятельства. Первое – она "вживую" запечатлена на снимках. А о втором скажем позже.

Авторы открытия — астрономы из университета Торонто (University of Toronto), работавшие в обсерватории Gemini на Гавайях, радуются необычайно.

"Впервые мы непосредственно увидели объект планетарной массы на орбите вокруг звезды, такой как Солнце, — заявил один из "счастливчиков" Дэвид Лафренье (David Lafrenière) в пресс-релизе обсерватории. — Если мы подтвердим, что этот объект действительно гравитационно привязан к звезде, это будет крупным шагом вперёд".

Звезда 1RXS J160929.1-210524 и её "кандидат в компаньоны" (в верхнем левом углу). Этот кадр составлен комбинацией снимков в нескольких диапазонах волн (фото Gemini Observatory).

Интригу, впрочем, принесло не яркое достижение наблюдательной астрономии как таковое, а выявленные параметры системы.

Оказалось, что гипотетическая планета отстоит от своего светила на расстояние в 330 астрономических единиц, или более чем на порядок больше, чем удалён Нептун от Солнца.

Это входит в противоречие с имеющимися представлениями о закономерностях в формировании планетарных систем и, по мнению астрономов, говорит о том, что у Природы имеется "в запасе" несколько механизмов для рождения объектов планетарной массы у нормальных звёзд, схожих с Солнцем.

Правда, для надёжного подтверждения того, что открытый мир действительно вращается вокруг 1RXS J160929.1-210524, а не случайно попал почти на один луч зрения, потребуется провести дополнительные наблюдения, которые займут пару лет.

Пока же учёные рассчитали параметры гипотетической планеты. Этот газовый гигант необычайно молод (и даже ещё не закончил своё сжатие), а температура на его поверхности очень высока — 1500 °C.

В этом смысле (а если точнее — по особенностям спектра) он больше похож на коричневый карлик, хотя не так массивен. (Подробности можно найти в статье авторов открытия, выложенной на сервере препринтов arXiv.org).

И пусть данная экстрасолнечная планета — не первая, попавшая "на плёнку", в некотором роде она всё же первенец: поскольку родительская звезда так близка по своим параметрам к нашему светилу. Первые же внеземные миры, запечатлённые на снимках, принадлежат не вполне полноценным звёздам. Вспомним об этих находках.

Слева: снимок коричневого карлика 2M1207 и его планеты составлен из трёх кадров, сделанных на разных частотах в инфракрасном диапазоне. Справа: GQ Волка и её планета, также отснятая в ИК-диапазоне (фотографии ESO).

Прежде всего, это планета 2M1207b, попавшая в кадр в апреле 2004-го, публично "объявленная" в сентябре того же года и окончательно "подтверждённая" уже в 2005-м.

А ещё — планета GQ Lupi b, сфотографированная в июне 2004 года и "обнародованная" в 2005-м, после надлежащей проверки. Интересно, что тогда астрономам удалось выявить ту же самую планету на старых снимках (1999-2002 годов), на которых она не была замечена ранее.

Основные параметры тех пар таковы.

2M1207 — это сравнительно молодой (5-10 миллионов лет) коричневый карлик (25 масс Юпитера), "живущий" на расстоянии в 172 световых года от нас.

Его компаньон — планета массой примерно от 3 до 10 масс Юпитера. Удаление её от своего солнца составляет порядка 40 астрономических единиц. Это молодая планета, не успевшая ещё остыть: её температура достигает 1000-1300 градусов Цельсия.

GQ Lupi (то есть GQ Волка) — это очень и очень молодая звезда (ей от роду менее 2 миллионов лет), которая обладает массой в 70% от массы Солнца. Расстояние до Земли — 400-500 световых лет.

Недавно открытый мир GQ Lupi b отделяет от его родного солнца 100 астрономических единиц.

Интересно, что эта планета может оказаться коричневым карликом, поскольку масса её пока точно не определена. Известны лишь пределы: 1-36 масс Юпитера. Напомним, граница между газовыми гигантами и коричневыми карликами проходит примерно по 13 массам Юпитера.

Температура на поверхности также высока — свыше 2300 °C.

Все три сфотографированных объекта интересны и своеобразны. Но особенно важно будет соединить знания, полученные о каждом из них.

Дело в том, что данные гигантские планеты, наряду с аналогичными мирами, обнаруженными косвенными методами, значительно расширяют представления астрономов о возможных комбинациях родительских звёзд и их планетных семейств.

Действительно, пёстрая картина: горячие Юпитеры, расположенные у самых звёзд, ближе, чем Меркурий к Солнцу, и, напротив, ледяные Суперземли, лежащие где-то на окраинах своих систем; молодые гигантские планеты, обитающие необычайно далеко от своих родительских звёзд, но при этом раскалённые не хуже миров "приближённых", и компаньоны звёзд, которые сами едва ли не претендуют на звание звезды; самостоятельные пары коричневых карликов и планетарные системы с несколькими мирами разного "достоинства"; коричневые карлики, спокойно обитающие в системе своей родной звезды по соседству с обычными планетами…

Что попадётся в объективы завтра?