«Московский комсомолец» вместе с представителями тематических отделений РАН отобрал наиболее яркие разработки и открытия.
Медицина. 3D-моделирование сердца
Предоперационное 3D-моделирование сложных и редких аномалий сердца и сосудов начали применять для лечения своих пациентов специалисты Национального медицинского исследовательского центра сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева. Статья об этом была опубликована в журнале «Креативная кардиология».
Предоперационное планирование – это передовой метод, который позволяет хирургам детально изучить сложную анатомию сердца до операционного вмешательства при помощи создания его объемной физической или цифровой модели. Метод нужен для того, чтобы снизить риски операции, так как позволяет заранее выбрать точное место разреза, спланировать реконструкцию сосудов, особенно при сложных пороках сердца.
Перед операцией проводится компьютерная или магнитно-резонансная томография сердца, полученные данные обрабатываются специальной программой для создания трехмерного цифрового макета сердца и сосудов. Цифровая модель может быть распечатана на 3D-принтере, дав возможность хирургу тактильно познакомиться с больным органом в его реальном масштабе заранее: изучить аномалии сосудов и камер сердца, а также расположение дефектов. Например, дефекта межжелудочковой перегородки – врожденного порока сердца в виде отверстия в стенке между левым и правым желудочками, из-за которого смешивается артериальная и венозная кровь, перегружая сердце и нарушая кровообращение.
Физика. Нейтрино из Млечного Пути
Пересмотра теории галактических космических лучей потребует открытие ученых Института ядерных исследований РАН, работающих на Байкальском нейтринном телескопе. Ими в 2025 году были открыты очень энергичные нейтрино – больше 200 ТэВ – из Млечного Пути. Работа была опубликована в международном журнале The Astrophysical Journal.
Напомним, что нейтрино – это частицы, которые некоторые называют «призраками» за то, что они почти никак не взаимодействуют с веществом. Раньше считалось, что очень энергичные нейтрино могут рождаться только за пределами нашей Галактики.
Однако специалисты из ИЯИ РАН обнаружили такие экстремальные нейтрино при помощи российского глубоководного нейтринного телескопа Baikal-GVD. Направление прилета указывало на их происхождение в Млечном Пути. Есть подозрения, что источниками могут быть сверхновые, говорят ученые. Это пока никак не вяжется с современными теоретическими моделями, предсказывающими в 10 раз менее энергичные нейтрино в родной Галактике. Значит, предполагают исследователи, теперь придется пересматривать теоретические модели о космических лучах – той самой радиации, которая будет угрожать людям при полетах к дальним космическим объектам.
Математика. Невидимая защита от дипфейков
Ученые из Института системного программирования им. В.П. Иванникова РАН и Математического института им. Стеклова РАН разработали скрытые метки для ИИ- контента. При помощи них можно будет отличить реальные статьи и изображения от тех, что сгенерированы нейросетями.
По словам специалистов, метки могут быть в виде надписи на изображении, оповещающей, что этот контент (видео или картинка) сгенерированы ИИ. Но есть и незаметные водяные знаки, – это как раз то, что разработали в ИСП РАН. Внедрение их в цифровое изображение, например картину, означает модификацию его пикселей при помощи математических алгоритмов, причем эта модификация визуально незаметна.
Надо отметить, что обычные пользователи распознавать скрытые водяные знаки не смогут. Это под силу только специалисту при помощи специально разработанной программы.
Археология. Уникальная печать Ярослава Мудрого
Уникальную печать князя Ярослава Мудрого нашли сотрудники Института археологии РАН в Великом Новгороде Открытие было сделано в ходе спасательных раскопок, при прокладке тепловой сети перед благоустройством территории Ярославова дворища.
По словам ученых, это первая печать, связанная с новгородским княжением Ярослава Мудрого, и вторая после находки его печати киевского периода княжения (1010–1019 годов).
На печати (или булле) хорошо сохранились изображения: на одной стороне – образ святого Георгия с копьем у правого плеча, на другой — княжеский родовой знак в виде трезубца с кружком на вершине среднего стержня. Вокруг знака еле прослеживаются следы не полностью оттиснутой круговой греческой надписи, разделённой вверху крестом.
Находка представляет собой одну из древнейших русских печатей и имеет чрезвычайно важное научное значение: она даёт дополнительную информацию о первом столетии существования Новгорода.
Сельхознауки. Насекомые-защитники из лаборатории
Специалисты Всероссийского научно-исследовательского института лесоводства и механизации лесного хозяйства нашли нового помощника в борьбе с 13 видами опасных вредителей лесов и сельскохозяйственных культур. Насекомое-наездник Trichogramma dendrolimi – перепончатокрылая оса миллиметрового размера была обнаружена в яйцах сибирского шелкопряда — вредителя, поражающего многие виды хвойных деревьев. Результаты работы опубликованы в журнале Insects.
Осы из рода Trichogramma широко используются для борьбы с бабочками сибирского шелкопряда и других вредителей путем откладывания своих яиц внутрь яиц вредителей. Теперь ученые обнаружили новый вид и проверили, насколько он силен против различных вредителей. Яйца взрослых наездников поместили в пробирки с яйцами 17 разных видов и семейств чешуекрылых насекомых-вредителей. Среди них были те, кто встречается с Trichogramma dendrolimi в природной среде, а также незнакомые ему виды.
Спустя пять дней выяснилось, что трихограммы успешно заразили яйца почти всех «представленных» им видов вредителей (их было 17). Не по силам мини-осам оказались только американская белая бабочка, а также винный и липовый бражники.
Наиболее эффективным насекомое-наездник оказалось в отношении античной волнянки, зубцекрылой пяденицы и желтопятнистой совки, поразив до 87 % их яиц. Из ранее незнакомых ему жертв оказались капустная совка, картофельная совка и табачный бражник.
Палеогенетика. Не азиаты мы!
Предками древних скифов Восточной Европы были вовсе не азиаты, а европейцы, которые имели минимум контактов с азиатскими кочевниками. К такому выводу пришла группа российских ученых из Центра генетики и наук о жизни Университета Сириус, Института общей генетики РАН и Института археологии РАН, проведя самое масштабное генетическое исследование Великой Скифии от Кавказских гор до Днепра. Результаты работы опубликованы в журнале Science Advanced.
Расшифровав геномы 131 древнего скифа, чьи останки были обнаружены археологами в курганах Причерноморья, в предгорьях Кавказа и в среднем течении Дона, ученые впервые получили полные геномные «портреты» скифов разных периодов их истории.
Они выяснили, что европейские скифы происходят от различных популяций населения бронзового века и генетически отличаются от азиатских скифов. Ученые также реконструировали фенотипические особенности (внешние или внутренние признаки) скифов и особенности их питания. Впервые были выявлены как индивиды с темно-русыми волосами и карими глазами, так и светловолосые светлоглазые люди. Впервые была обнаружена распространенная среди скифов генетическая мутация, связанная с непереносимостью фруктозы.
Общественные науки. Денацификация мира
В издательстве ИНИОН РАН вышла в свет монография политологов Филиппа Трунова и Андрея Сидорова «Победа СССР в Великой Отечественной войне 1941–1945 годов как фактор формирования нового мирового порядка в 2020–2030-е годы».
Высокая, страшная цена нашего народа, заплаченная за Победу над фашизмом, излагается здесь в конкретных цифрах. Страна, потерявшая лучших своих сынов и дочерей, столкнулась с серьезным демографическим кризисом в последующие годы.
Но эта цена была не напрасна. Советский Союз осуществил безоговорочный разгром германского нацизма – самого мощного ультрарадикального актора во всемирной истории и установил справедливый, как никогда ранее миропорядок.
Однако с 1990-х годов этот миропорядок вновь пошатнулся: в мире снова увеличилась география вооруженных конфликтов, причем, несмотря на наличие у некоторых стран ядерного оружия.
«Приведенная причинно-следственная связь исключительно важна для понимания природы современной внешней политики РФ, безальтернативности ее масштабных усилий по дерадикализации как неотъемлемого условия для построения вновь действительно справедливого миропорядка», – пишут авторы.
Химия. Новый материал для аккумуляторов
Коллектив ученых из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН и Еврейского университета в Иерусалиме (Израиль) разработал новый уникальный материал для аккумуляторов на основе сульфида германия и максена (MXene). Он способен стабильно работать на протяжении большого количества циклов при высоких скоростях заряда-разряда батареи. Результаты работы опубликованы в Journal of Colloid And Interface Science.
Речь пока идет о материале для одного из важнейших компонентов аккумулятора – анода (дальше это может «потянуть» за собой создание нового катодного материала и электролита). Аноды аккумуляторов предложили изготавливать из максена (нового слоистого материала, в котором атомы углерода или азота чередуются с атомами металла), и соединениями германия.
На единицу массы созданного из такого анода аккумулятора можно будет запасать больше энергии. Речь в будущем может идти о существенной миниатюризации батарей, к примеру, для медицинских гаджетов, а также для еще более миниатюрных бионических конструкций, типа управляемых мини-коптеров.
Поскольку новые аноды предназначены для натрий-ионных аккумуляторов (они являются более дешевой альтернативой литий-ионным), перспективы их практического применения вполне реалистичные.
Биология. Какая температура у митохондрий?
Даже митохондрии – части наших клеток – нуждаются в измерении температуры. Температурные эффекты могут помочь ученым понять многие физиологические процессы, связанные с протеканием в митохондриях биохимических реакций. В частности, с нарушением работы митохондрий связаны многие патологические процессы, в том числе и развитие нейродегенеративных заболеваний.
Российские ученые из Института общей физики им. Прохорова РАН, и Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН (Пущино), создали для внутриклеточных субстанций специальный нанотермометр на основе микроскопических источников света – модифицированных алмазов. Они способны регистрировать малейшие колебания температуры, изменяя при этом свои оптические характеристики.
Созданный физиками, химиками и биологами инструмент позволил измерить температуру на поверхности митохондрий при протекании окислительных реакций.
География. Инвентаризация природы Донбасса
Институт степи Уральского отделения РАН завершил инвентаризацию сохранившихся участков природы Донбасса и Новороссии в рамках экспедиции академика Александра Чибилева.
Именно на Донбассе зарождалась заповедная система России более 120 лет назад. Наши ученые во главе с русским геологом, основоположником школы почвоведения Василием Докучаевым приехали тогда в эти места решать проблему с засухами. Они проводили первые лесопосадки в степях, высаживали дубравы, которым сейчас более сотни лет. Соответственно, здесь же появились и первые заповедники, такие, как Аскания-Нова, Каменные Могилы и другие.
Теперь задачей географов является интеграция сети особо охраняемых новых природных территорий (ООПТ) в российскую заповедную систему.
Александр Чибилев подготовил в 2025 году книгу «Природное наследие регионов Новороссии и Донбасса», в которой описано все, что находится на уже освобожденных землях, а также на тех, что еще предстоит освободить. Речь идет о сотнях ООПТ разного статуса: 75 объектов в Херсонской области, 300 – в Запорожье, более 70 – в ДНР, до 100 – на Луганщине. В книге описаны 14 заповедников, 6 национальных парков, около сотни заказников.