Правильные маски от коронавируса и эффект голодания на продолжительность жизни: главные открытия июня

Раз в месяц Reminder рассказывает о самых интригующих и многообещающих новостях медицины, психологии и трансгуманизма. Вот что привлекло наше внимание в июне.

Тканевая маска может быть не хуже респиратора

Главный путь распространения нового коронавируса — капли, которые выделяет зараженный человек, когда кашляет, чихает, говорит или просто дышит. Эти капли могут быть разного размера, но для самых маленьких из них тканевые маски не являются препятствием: те легко проникают сквозь волокна ткани.

Из какой ткани должна быть сделана маска, чтобы действительно защищать нас от заражения? Ученые поэкспериментировали и нашли рецепт. Сначала они создали аэрозоль с похожими по размеру частицами, потом установили вентилятор, который имитировал движение воздуха от человеческого дыхания. Вентилятор «продувал» аэрозоль через различные типы и сочетания тканей, а ученые измеряли количество частиц в воздухе до того, как они прошли сквозь «маску», и после того, как «маска» отфильтровала «дыхание».

Наиболее эффективной оказалась не одна конкретная ткань, а комбинация нескольких. Плотная хлопковая ткань вместе с шифоном, натуральным шелком или фланелью отфильтровала 80–99% частиц. Эффективность «двойной маски» объясняется так: плотно сплетенные ткани (хлопок) создают механический барьер от частиц, а ткани, которые сохраняют больший статический заряд (шифон, натуральный шелк, фланель), — электростатический барьер. 

Чем плотнее плетение хлопка и чем больше слоев шифона, тем лучше маска. Кстати, по подсчетам исследователей, классический респиратор №95 дает примерно ту же защиту, что и маска из плотного хлопка и четырех слоев шифона. Но если решите смастерить такую маску, учите: зазоры между тканью и лицом снижают эффективность фильтра более чем на 60%. Так что лучше все же купить респиратор №95, который плотно прилегает к лицу.

Можно улучшить память, если подобрать правильную награду

Вознаграждение стимулирует память. Но насколько большим оно должно быть? Не большим и не маленьким, а средним, выяснили исследователи из Женевы. Они провели эксперимент в игровой форме: загадывали участникам задачи на память; каждый правильный ответ давал баллы, а неправильный — отбирал, при этом баллы конвертировались в реальные деньги. Пока испытуемые зарабатывали баллы, их мозг сканировала функциональная магнитно-резонансная томография. По ней ученые отслеживали, как активируются области мозга, связанные с памятью и вознаграждением.

Количество баллов за верный ответ варьировалось. Как ни странно, самая большая награда не была связана с лучшей работой памяти. Более желанной оказалась средняя награда — не слишком высокая, не слишком низкая, где-то посередине. Почему? Виноват мозг. Он умеет награждать и мотивировать нас эффективнее, чем ученые: вырабатывает нейромедиатор дофамин, чтобы мы сделали полезные для выживания действия.

Но тратить время на слишком простые или слишком сложные задачи кажется мозгу невыгодным, и за них он награждает нас меньшей порцией дофамина — а значит, и память работает хуже. «Представьте, что собираете ягоды в лесу, — объясняет одна из авторов исследования Софи Шварц. — Если они повсюду, вам не нужно помнить, где их найти. Если есть только несколько ягод, то усилие, необходимое для их сбора, слишком велико по сравнению с возможным выигрышем — несколько ягод нас не накормят. Но если гроздья ягод разбросаны по всему лесу, вы можете запомнить их точное местоположение, и это позволит вам собрать больше ягод за короткое время».

Так что если хотите выучить новый язык, не стоит дробить эту цель на совсем маленькие шаги вроде «запомнить одно слово в день»: наш мозг любит трудности. Но стоит следить, чтобы цель была по силам — амбициозное намерение «выучить язык с нуля за пару месяцев» только снизит мотивацию и не поможет работе памяти. Правильная цель требует усилий, но не сурового преодоления. Готовых рецептов здесь нет, потому что для одних золотой серединой будут двадцать слов в день, для других — двадцать слов в неделю. Главное — найти баланс. И не забыть наградить себя за успехи в запоминании — чем-то средним, в соответствии с достижением.

«Гормон объятий» вызывает агрессию

Кстати, о нейромедиаторах. Окситоцин обычно связывают с самыми светлыми социальными чувствами: доверием, привязанностью, заботой. Но недавнее исследование на мышах показало, что влияние окситоцина на поведение не такое однозначное и позитивное.

Для него ученые использовали экспериментальную технологию — оптогенетическую активацию: на голову мыши надевали крошечное устройство, которое позволило активировать нейроны ее гипоталамуса светом и заставило их синтезировать окситоцин. Что делала в момент активации мышь, фиксировали камеры.

Результаты оказались противоречивыми. Окситоцин должен был вызывать чувство доверия и помочь им наладить социальные связи, но имел противоположный эффект. Исследователи предположили, что нейромедиатор работает сложнее: усиливает восприятие тех или иных социальных сигналов, которые диктуют то проявить поддержку, то пойти на конфронтацию.

Какой именно сигнал усилит окситоцин, зависит от среды, решили ученые. И тут же проверили гипотезу: сравнили поведение мышей в условиях, имитирующих естественную среду, и в стерильной лаборатории. Под действием окситоцина лабораторные мыши стали более дружелюбными. Мыши, которые жили в естественной среде, сначала проявили больше внимания к другим особям, а потом стали агрессивными.

Судя по этим результатам, мы зря привыкли ассоциировать нейромедиаторы с простыми и конкретными чувствами и действиями: окситоцин — с доверием и заботой, серотонин — с уважением, дофамин — с мотивацией. Кажется, нейрохимия мозга устроена гораздо интереснее.

Голодание продлевает жизнь, но не всем

Голод запускает аутофагию — естественный процесс регенерации, благодаря которому организм удаляет поврежденные структуры клетки: дефектные митохондрии, белки, которые подверглись окислительному стрессу. Стимулирование аутофагии ограничением питания — большая надежда в борьбе со старением. Однако новое исследование на плодовых мушках показывает, что голодание не станет панацеей от старения.

Исследователи наблюдали за более чем 50 000 плодовых мушек, которых кормили по специальной диете с урезанной энергетической ценностью. Мушек оценивали по двум параметрам: продолжительности жизни и активности в старости. В эксперименте участвовали 160 видов, поэтому ученые смогли сравнить реакцию на ограничение питания особей с разным генотипом — оказалось, что она сильно отличается.

Только 50% всех видов действительно прожили дольше и были активнее в старости. На 32% видов диета никак не повлияла. Мушки некоторых видов стали более энергичными, но умерли раньше — или, наоборот, прожили дольше, но были менее активными и здоровыми в старости. Ученые уже идентифицировали ключевые гены мушек, которые отвечают за этот механизм. Если отключить первый из них, decima, можно продлить мушке жизнь, но не оздоровить ее. Отключение второго, который назвали daedalus, сделает старую мушку более активной, но продолжительность жизни не изменит.

Авторы исследования предполагают, что найденные закономерности окажутся верными и для человека. Тогда люди с разными генами, как и мушки разного вида, будут по-разному реагировать на ограничение питания. Если же мы найдем человеческие аналоги decima и daedalus, то сможем предсказать, как конкретный организм отреагирует на голодание, — и использовать эту практику эффективно и безопасно.

IQOS без дыма, но все еще крайне токсичен

Электронные сигареты позиционируются как менее вредная альтернатива сигаретам обычным. «При использовании IQOS выделяется на 95% меньше вредных веществ по сравнению с сигаретами, а значит IQOS — это лучший выбор, чем продолжение курения», — пишет производитель самой популярной системы для нагревания табака. Но так ли это?

Команда независимых ученых решила проверить и провела собственное исследование. Чтобы оценить токсичность IQOS, им пришлось адаптировать метод масс-спектрометрии так, чтобы он выявлял небольшие молекулы газообразных веществ в режиме реального времени. Устройство идентифицировало целых 62 соединения; только о десяти из них сообщал производитель. В числе неучтенных оказались три высокотоксичных вещества (диацетил, ацетилацетон, гидроксиметилфурфурол) и одно канцерогенное (диэтилгексилфталат).

Другое свежее исследование показало, что даже безникотиновое устройство превращает рот в царство вредных микроорганизмов. Состав бактерий из-за него похож на тот, каким обладают люди с пародонтитом и инфекцией десен, и ничем не лучше микробиома обычных курильщиков. Так что нет смысла менять обычные сигареты на электронные, пусть и без никотина. Они не более здоровые, просто хуже изучены.

Гены делают нас более или менее чувствительными к стрессу

Одни люди тяжело переносят даже повседневный стресс, несмотря на поддержку друзей и психотерапию, а другие — переживают тяжелые утраты в одиночку и остаются невредимыми. Что делает одних более выносливыми, а других ранимыми? Одна из современных психологических теорий объясняет это различием в чувствительности (environmental sensitivity): некоторые люди острее других реагируют на раздражители, что означает более высокий уровень стресса и быстрое истощение. 

Есть ли в высокой чувствительности заслуга генов? Английские ученые задались этим вопросом и изучили почти 3000 подростков-близнецов.  Близнецы заполнили опросники, измеряющие уровень «чувствительности»: так, им нужно было оценить по шкале от 1 до 7, насколько для них верны утверждения вроде «громкий шум заставляет меня чувствовать себя некомфортно» и «я раздражен, когда меня пытаются заставить делать слишком много вещей одновременно».

Среди близнецов были и идентичные, с одинаковыми генами, и разнояйцевые, которые делят только часть генов, что позволило сопоставить данные об их чувствительности и отделить влияние наследственности от генетического фактора. Связанными с генетикой исследователи посчитали 47% различий в чувствительности, а оставшиеся 53% отнесли к воздействию среды. Впрочем, точные цифры не так важны, тем более что данные собирали с помощью опросников, а чувствительность все еще остается теорией. Важно другое: уязвимость к стрессу входит в науку и рассматривается как биологическая особенность, а не «плохой» характер.

Фото на обложке: Kelly Sikkema / Unsplash