Польза пиццы и дрессировка хирургов: игнобелевская премия-2019

Вручение игнобелевских премий за странные научные исследования проходило в этом году по обычному сценарию. Как всегда зрители услышали мини-оперу на поучительный сюжет, по залу летали бумажные самолетики, а если речь лауреата затягивалась, маленькая девочка Свити-Пу прерывала его криком: «Мне скучно!». Но было и что-то совсем новое. Двое ученых в этом году стали двукратными лауреатами игнобелевской премии.

 

Мы начнем обзор премий этого года именно с них. Итак, игнобелевская премия в области физики досталась коллективу исследователей, объяснивших, почему фекалии вомбатов имеют форму куба.

Напомним, что вомбаты – сумчатые животные, обитающие в южной и восточной части Австралии и на острове Тасмания. Вес вомбата может превышать сорок килограммов. Живут они в норах, выходя по ночам, чтобы подкрепиться травой, корнями, листьями кустарников и корой деревьев. Существуют три вида вомбатов: квинследский (Lasiorhinus krefftii), длинношерстный (Lasiorhinus latifrons) и короткошерстный (Vombatus ursinus).

Помет вомбата невозможно перепутать с пометом других животных. Как уже говорилось, он имеет форму кубиков со стороной в несколько сантиметров. Другая его отличительная особенность состоит в крайне низком содержании влаги (содержание воды в помете длинношерстного вомбата всего лишь около 40%). Этой свойство неудивительно: вомбаты живут в сухом климате, поэтому их организм экономит воду. Для этого кишечник вомбата разделен на две части. В небольшой передней части происходит ферментация пищи, а все остальное – толстый кишечник – предназначено для всасывания воды из пищевых масс.

Возглавляла коллектив исследователей специалист по гидродинамике Патрисия Ян (Patricia Yang) из Технологического института Джорджии. Она специализируется на изучении движения жидкостей (крови, мочи, пищевых масс) в организме людей и животных. Заинтересовавшись особенностями помета вомбатов, она решила описать процесс его формирования. В этом исследовании ее соавторами стали Александер Ли (), Эйлин Мартин (Alynn Martin), Эшли Эдвардс (Ashley Edwards), Скотт Карвер (Scott Carver), Дэвид Ху (David Hu) и Майлз Чань ( Miles Chan), исследовательский коллектив представляет США, Тайвань, Австралию, Новую Зеландию, Швецию и Великобританию. Результаты их работы были представлены на 71-й ежегодной конференции отделения гидрогазодинамики Американского физического общества в ноябре 2018 года.

Ученые исследовали органы пищеварительной системы вомбатов, погибших в результате столкновений с машинами на дорогах Тасмании. К концу кишечника его жидкое содержимое в результате усиленного высасывания воды становится твердым, а стенки кишечника, благодаря своей изменяющейся упругости, формируют из него цепочку соединенных кубиков, которые, в конце концов, поочередно выходят наружу.

Кубическая форма помета вомбата удобна для коммуникации этих животных. Зрение у них слабое, поэтому свою территорию они метят при помощи запаха помета. Для этого вомбаты оставляют и регулярно пополняют кучки помета на границах индивидуальных участков. Обычно это делается на камне или небольшом холмике. Кубическая форма фекалий позволяет им не скатываться с камня, оставаясь заметным знаком для вомбатов-соседей.

Двукратными лауреатами стали два члена исследовательской группы: Патрисия Ян и Дэвид Ху. Впервые игнобелевскую премию они получили в 2015 году за то, что обнаружили фундаментальный закон, согласно которому, акт мочеиспускания млекопитающих занимает примерно 21 секунду, независимо от размера животных и объема их мочевого пузыря.

 

Перейдем к другим лауреатам. Премию в области психологии получил немецкий ученый Фриц Штрак (Fritz Strack) из Вюрцбургского университета. В 1988 году он совместно с Леонардом Мартином и Сабиной Степпер провел исследование с целью проверить, есть ли обратная связь между положением мимических мышц лица и эмоциями человека. В исследовании участникам предлагалось выполнять различные задания, например, оценивать, насколько смешные картинки и мультфильмы им показывают. При этом участники должны были держать во рту ручку. Ручка располагалась горизонтально, причем в первой серии экспериментов ее сжимали вытянутыми вперед губами, что, естественно, мешало улыбаться. А во второй серии ручку сжимали зубами, при этом уголки рта растягивались в стороны, и положение мышцы становилось похожим на то, которое они принимают при улыбке. Исследование показало, что принудительная улыбка делает людей более веселыми, о чем авторы рассказали в статье, которую опубликовал Journal of Personality and Social Psychology.

Но это достижение вряд ли бы потянуло на премию. История имела продолжение. В 2013 – 2016 году Фриц Штрак принял участие в масштабном исследовании, посвященном всё той же проблеме: оказывает ли положение мышц, свойственное той или иной эмоции, воздействие на эмоциональное состояние человека. Исследование охватило 1894 участника и показало, что существенного влияния не обнаруживается. Фриц Штарк в 2017 году опубликовал статью в журнале Frontiers in Psychology, где честно рассказал об этом и обсудил возможные причины расхождения результатов 1988 и 2016 – 2017 годов.

 

Статья коллектива дерматологов из Великобритании, Саудовской Аравии, США и Сингапура (British Journal of Dermatology, 2016) принесла своим авторам игнобелевскую премию мира. Исследователи пытались оценить, насколько эффективно чесание для устранения зуда и оценить корреляцию между степенью удовольствия от чесания и облегчением зуда. Для этого они пригласили восемнадцать добровольцев и вызвали у них зуд, использовав для этого растение с красноречивым названием мукуна жгучая. Листья и плоды мукуны покрыты мелкими волосками, прикосновение к ним вызывает сыпь, покраснение кожи и очень сильный зуд. В эксперименте волосками мукуны раздражали один из трех участков кожи добровольцев: на предплечье, лодыжке или спине. Затем исследователь чесал добровольца при помощи цитологической щетки, а доброволец должен был оценить интенсивность зуда, а спустя 30 секунд – степень удовольствия, доставленную ему чесанием.

Удалось выяснить, что средняя оценка интенсивности зуда и приятности почесывания на лодыжке и спине были выше, чем на предплечье. Наиболее эффективным средством снятия зуда чесание оказалось для кожи на спине. Для предплечья и лодыжки верным оказалось, что более сильное чесание доставляет большее удовольствие. Удовольствие от чесания в целом соответствовало степени уменьшения зуда, однако для лодыжки удовольствие было выше среднего и незначительно снижалось по мере падения зуда. Основным выводом исследования стало существование топографических различий в интенсивности зуда, эффективности чесания для его ослабления и сопутствующего этому процессу удовольствия.

 

Турецкий врач Хабип Гедик (Habip Gedik) и двое голландцев – отец и сын Тимоти и Андреас Воссы (Timothy A. Voss, Andreas Voss), работающие в Неймегене получили премию в области экономики. Их интересовало, на денежных купюрах каких государств легче выжить болезнетворным бактериям. Чтобы выяснить это, на купюры наносили бактерий трех видов: кишечную палочку, устойчивый к метициллину золотистый стафилококк и устойчивый к ванкомицину энтерококк. Затем банкноты сушили в течение суток при температуре 35° C и подсчитывали, сколько бактерий выжило. В отдельном эксперименте проверялось, могут ли бактерии передаваться с купюры на пальцы добровольцев. Исследовались доллар США, евро, канадский доллар, хорватская куна, марокканский дирхам, румынский лей и индийская рупия. Наиболее благоприятной средой для выживания бактерий оказался румынский лей, а вот на хорватской куне бактерии росли плохой. Ученые не смогли найти информацию о каких-либо особых компонентах хорватских банкнот, но признают, что она была бы полезна для предотвращения заражений опасными инфекциями через деньги в других странах. Исследование опубликовал медицинский журнал Antimicrobial Resistance and Infection Control.

 

Премию в области техники получил иранец Иман Фарахбакш (Iman Farahbakhsh), который изобрел внушительное устройство для подмывания младенцев и смены у них подгузников. Младенца для этого нужно поместить в «основную камеру», зафиксировав на сиденье ремнем безопасности. В прозрачной передней стенке основной камеры есть два отверстие, через которые можно «удерживать по меньшей мере одну ножку младенца». Вода для подмывания подается через распылитель. В целом изобретение производит впечатление комбинации пеленального столика с дополнительным устройством для фиксации младенца и стиральной машины. В описании аппарата изобретатель указывает, что он может быть полезен для родителей-инвалидов, которым трудно менять подгузник своему ребенку вручную. В качестве дополнительного достоинства указывается снижение расхода воды. На свое изобретение автор получил патент в США.

 

Коллектив японских ученых из отделения детской стоматологии Стоматологической школы Университета Хоккайдо, задавшихся целью определить, сколько слюны вырабатывает организм ребенка в течение суток, получил за это исследование премию в области химии. Они установили, что средняя скорость выделения слюны без дополнительной стимуляции составляет 0,26 ± 0,16 мл / мин, а при жевании шести различных продуктов – 3,6 ± 0,8 мл / мин. Выделение слюны во время сна считалось равным нулю (что вызывает некоторые сомнения). Также исследователи стали установили, сколько времени в сутки пятилетние дети бодрствуют, принимают пищу и спят. Для этого они в течение двух суток записывали, чем занимаются пятнадцать мальчиков и девочек. В итоге было определено, что средний объем слюны у ребенка за сутки составляет 500 миллилитров. Исследование напечатал журнал Archives of Oral Biology.

 

Бурра Бенгудифа (Bourras Bengoudifa) и Рожер Мюссе (Roger Mieusset) из группы по изучению фертильности человека Университета Тулузы III награждены премией за достижения в области анатомии. Их работа называется «Термальная асимметрия человеческой мошонки». Температура правого и левого яичка измерялась исследователями в трех сериях экспериментов. Первая проводилась в условиях лаборатории, в ней участвовали восемь мужчин 20 – 48 лет, у которых имелся по крайней мере один ребенок. Температуру измеряли сначала у полностью раздетых добровольцев при разном положении тела (лежа на спине, стоя, сидя с расставленными ногами (под углом примерно 70°) и сидя со скрещенными ногами). Каждое положение занималось в течение 15 минут. Затем участники одевались и проводилась еще одна серия измерений в тех же позициях.

Во втором эксперименте участвовали 11 почтовых служащих, измерения проводились во в течение 90 минут, пока они занимались сортировкой почты. В третьем эксперименте аналогичные измерения делались у 11 водителей автобусов за 90 минут непрерывного вождения. Во всех трех экспериментах оказалось, что температура левого яичка (34,56 ± 0,25°С) выше, чем правого (34,38 ± 0,37°C). Но, когда участники были голыми, дело обстояло противоположным образом: правое 33,24 ± 0,67°C, левое 32,99 ± 0,78° C. Отличались также графики изменения температуры. Результаты опубликованы в журнале Human Reproduction.

 

Премия по биологии была присуждена коллективу исследователей под руководством Томаша Патерека (Tomasz Paterek) из Национального университета Сингапура, изучавших магнитные свойства живых и мертвых тараканов. Для исследования были выбраны тараканы Periplaneta americana . Тараканов помещали в сильное магнитное поле, линии напряженности которого были направлены перпендикулярно телу таракана. Затем при помощи атомного магнитометра, исследователи отслеживали динамику наведенного магнитного поля тела насекомого. Основной целью работы было продемонстрировать новую технологию, позволяющую неинвазивно определять магнитные свойства «биологических образцов при физиологической температуре», то есть живых организмов.

Попутно авторы выяснили, что динамика наведенного магнитного поля у живых тараканов совершенно иная по сравнению с мертвыми тараканами. В частности у живых тараканов намагниченность экспоненциально затухала за 50 ± 28 минут, а мертвых она сохранялась значительно дольше – 47,5 ± 28,9 часов. Обнаруженную разницу ученые объясняют броуновскими колебаниями магнитных частиц в жидкой среде с различной вязкостью. В организме мертвых тараканов жидкости на два порядка более вязкие, чем у живых. Работа напечатана в журнале Scientific Reports.

 

Среди лауреатов премии в области медицинского образования – американская писательница и специалист по дрессировке животных Карен Прайор (Karen Pryor), автор знаменитой книги «Не рычите на собаку! Книга о дрессировке людей, животных и самого себя». Прайор известна как основоположник метода дрессировки собак при помощи кликера – небольшого приспособления размером со спичечный коробок, издающего щелчок при нажатии пальцем. Если не вдаваться в детали, основа метода состоит в том, чтобы приучить собаку реагировать на щелчок кликера как на положительное подкрепление ее действий. После чего, поощряя кликером желаемые действия собаки, можно обучить ее выполнять команды.

В 2015 году в журнале Clinical Orthopaedics and Related Research была опубликована статья Карен Прайор, Мартина Леви (I. Martin Levy) и Терезы Маккеон (Theresa R. McKeon), где описывался эксперимент по использованию кликера при обучении не собак, а студентов-хирургов. Они осваивали две техники: завязывание «запирающего, скользящего узла» и сверление отверстия под малым углом. Одна группа из двенадцати студентов училась по обычной методике – на основе демонстрации преподавателя, а во второй группе при отработке завязывания и сверления преподаватель подкреплял правильные действия обучаемых кликером. При итоговой проверке из тестовой группы все двенадцать студентов успешно выполнили все шесть этапов завязывания узла, тогда как из контрольной группы с этим справились только четверо. Однако студенты, учившиеся с кликером, тратили на завязывание одного узла больше времени, чем студенты из контрольной группы (271 (184–626) секунд против 163 (93–900) секунд). Но при завязывании ряда из десяти узлов среднее время у обоих групп было одинаковым. Аналогичные результаты были и при сверлении отверстий: при обучении с кликером качество выполнения задачи выше, но затраченное время несколько больше. По неясной причине, лауреатами премии названы только Карен Прайор и Тереза Маккеон, а Мартин Леви не упомянут.

 

Наконец, лауреатом премии по медицине стал Сильвано Галлус (Silvano Gallus) из Института фармакологических исследований имени Марио Негри в Милане. Он с группой соавторов опубликовал три статьи, посвященные итальянской пицце. В работе 2003 года (International Journal of Cancer) изучалась влияние регулярного поедания пиццы на риск различных видов рака. Основой для работы послужил опрос тысяч пациентов с самыми разными диагнозами, проводившийся в 1991 – 2000 годах в разных регионах Италии. Пациентам задавали вопросы об их образе жизни (курение, питание, физическая активность, алкоголь, социально-демографические условия), чтобы выявить факторы риска для разных заболеваний. Целых 78 вопросов были посвящены обычному рациону пациентов, входил в их число и вопрос о пицце. Как оказалось, поедания пиццы не менее раза в месяц снижало риск рака рта и глотки, пищевода, гортани, толстого кишечника и прямой кишки по сравнению с теми людьми, кто не ел пиццу. Если же человек ел пиццу не реже раза в неделю, риск снижался еще больше. Эффект авторы объясняли удачным сочетанием компонентов пиццы и, в частности, использованием в ней оливкового масла и помидоров, содержащих ликопин. Отрицательная корреляция потребления оливкового масла и ликотропина с разными видами рака были выявлены в предшествующих исследованиях.

Год спустя Сильвано Галлус проанализировал влияние пиццы на риск острого инфаркта миокарда (European Journal of Clinical Nutrition). Данные о привычном рационе были собраны у нескольких сотен пациентов в Милане. Здесь тоже оказалось, что регулярное употребление в пищу пиццы снижает риск. Наконец, в 2006 году группа под руководством Сильвано Галлуса опубликовала данные относительно (European Journal of Cancer Prevention) риска рака молочной железы, яичников и предстательной железы. Авторы работы обратили внимание на предшествующее исследование, где выяснилось, что среди жителей Северной Америки у едоков пиццы выше риск возникновения рака простаты. Они решили проверить, как обстоит дело в Италии. Тут оказалось, что итальянская пицца не оказывает заметного влияния на шансы заболеть. Исследователи указывают, что замеченная разница между Италией и Северной Америкой показывает, что при определении связи между рационом и риском тех или иных заболеваний следует учитывать регион, где живут пациенты.


Источник