Тезисы:

Нейро - компьютерные интерфейсы это относительно молодое направление, которое начало активно развиваться в девяностых годах прошлого столетия. Несмотря на то, что прошло совсем немного времени в нашем мире уже имеются некоторые феноменальные достижения. Например, антропоморфные манипуляторы - протезы, построенные на принципе нейро управления.                                                                                                                Первая глава данной работы посвящена анкетированию школьников старших классов. В итоге этого анкетирования  выяснилось, что учащиеся старших классов не знают что такое нейро интерфейс и методы нейро управления. Кроме того, опрошенные считают, что управление какими либо объектами, работа с приложениями и др. невозможно по средством "силы мысли".                                                                                                         Вторая глава работы посвящена краткому историческому обзору создания нейро компьютерных интерфейсов и принципам работы нейрогаджета. Первая электроэнцефалограмма была снята всего лишь менее 100 лет назад. Для науки это небольшой срок, с тех пор неврологи всего мира стали изучать всевозможные частоты мозговой активности. Нейрогарнитура отслеживает состояние мозга и даёт пользователю возможность следить за своей активностью и повышать способность к концентрации внимания (5).                                                                                                                                                         В третьей главе работы рассматривается непосредственно процесс создания и описание строения собственного нейро компьютерного интерфейса типа "мозг - компьютер".    Преимущества нашего исследования состояли в том, что был создан бюджетный вариант, более доступный по стоимости в сравнении с аналогами.               В четвертой главе рассматриваются основные результаты собственного исследования активности различных биоритмов у взрослых и школьников. Приводятся также таблицы с итоговыми результатами проделанной работы.

            В пятой главе мы подводим итоги и формулируем главные выводы нашей проектной работы. Цель была достигнута: мы создали свой собственный нейрогаджет типа "мозг-компьютер", исследовали различные биоритмы у взрослых и школьников разного возраста. Обе гипотезы (теоретической и практической части) подтвердились. Задачи проекта также были реализованы в полном объеме. Новизна результатов заключается в том, что в данной работе самостоятельно изучены и систематизированы данные некоторых биоритмов у учащихся МОУ гимназии г. Фрязино, а также у взрослых людей. Помимо этого, учащиеся осознали важность и структуру нейро - управления и нейро - компьютерных интерфейсов. В дальнейшем планируется на базе этого проекта реализовать нейро интерфейс, способный управлять определенными объектами, так как нейро управление способствует улучшению концентрации внимания.           

ИЗУЧЕНИЕ НЕКОТОРЫХ СВОЙСТВ ХЛОРИДА КОБАЛЬТА И ЕГО РАСТВОРОВ

Шавалеев Рамиль Дамирович 

Кормухина Александра Юрьевна

7 класс,МБОУ «Лицей №1»

 г. Салават, Россия

Введение

Существуют вещества, способные менять цвет в различных условиях, я остановился на изучении свойств хлорида кобальта. В ходе работы оказались новые данные о свойствах этого вещества. Предлагаемая к исследованию проблема актуальна и интересна мне, так как предполагает проведение химического эксперимента   и критическое осмысление полученной информации. В чем же заключается новизна нашей работы? Мы предлагаем использовать нашу установку для визуального контроля за влажностью сред,так же мы опровергли фразу из школьного учебника «твердые соли не проводят электрический ток» ,что доказали опытным путем.

Цель моего исследования   – изучение изменений, происходящих с хлоридом кобальта в различных условиях

         Задачи, которые мы поставили перед собой:

        -Изучить литературу, связанную с хлоридом кобальта, и критически осмыслить информацию 

        -Узнать, действительно ли это вещество можно использовать как «индикатор» влажности и присутствия аммиака в воздухе

        -Узнать, можно ли хлорид кобальта использовать в качестве «симпатических» чернил

        -Развить экспериментальные  умения

        -Получить представления о научных принципах исследования

Кобальт не имеет собственных породообразующих минералов.Тем не менее кобальт необходим не только для животных, но в настоящее время доказана его полезность и для высших растений.Основную функцию кобальта связывают с его участием в фиксации атмосферного азота в клубеньках бобовых и небобовых растений. Применяют кобальт: в метеорологии для изготовления индикаторной бумаги, с помощью которой определяют атмосферную влажность; для протравы при крашении тканей, как микродобавки в корм скоту, пчелам; для получения катализаторов в органическом синтезе;хлорид кобальта придает стеклянной массе синюю окраску, поэтому он применяется для производства синего и голубого декоративного стекла; использование для контроля качества сварных швов тепловых труб и резервуаров, заполненных аммиаком для обнаружения утечек аммиака: на контролируемый участок накладывают фильтровальную бумагу, смоченную индикаторным раствором, при этом в качестве индикаторного раствора выбирают 3%-ный раствор CoCl₂6H₂O. Место течи определяют по появлению пятен или точек, окрашенных в цвет от голубого до сине-фиолетового, почти черного, в зависимости от количества поступившего аммиака.

Экспериментальная часть

1. План эксперимента и его выполнение
   1. Высушить до постоянной массы в сушильном шкафу хлорид кобальта
   2. Взять с точностью до второго знака с помощью аналитических электронных весов навески
   3. Поместить навески в эксикатор, заполненный водой и выдержать сутки при высокой влажности, которую измеряли с помощью психрометра
   4. Взвесить навески спустя сутки и рассчитать возможный состав соли
   5. Приготовить индикаторные бумажные полоски и испытать предельную чувствительность на аммиак
   6. Сделать заготовки «симпатическими чернилами» и испытать их чувствительность к нагреванию и аммиаку
   7. Сделать необходимые расчёты и выводы о проделанной работе
   8. Исследовать электропроводимость раствора хлорида кобальта в зависимости от концентрации с помощью установки «Архимед»
   9. Придумать прибор, позволяющий автоматизировать наблюдение за влажностью воздуха

Обсуждение результатов

При влажности 89,4% кристаллы превращаются в темно красную жидкость,произведя расчеты, мы получили примерный состав ее: СоСl2*42Н2О

Эксперимент весной, при температуре воздуха 29 градусов и влажности 90%, но, когда осенью стали повторять опыт, он не удался. Температура воздуха была 17 градусов, а влажность 70%. Тогда получается, что осенью давление насыщ.пара составляло: 1,980*0,7= 1,386 кПа, а весной было: 4, 9978*0,9=4,498 кПа. 

Испытали приготовленные заранее надписи на фильтровальной бумаге  3%-м раствором хлорида кобальта на действие паров аммиака. Бесцветная надпись стала читаемой!Сделать надпись видимой возможно мгновенно, подержав над горячей электрической плиткой. Объяснить переходы цветов у щестиводного хлорида кобальта можно тем, что комплексные соединения кобальта неустойчивы, поэтому легко вступают в реакции замещения. Одновременное присутствие в окружающей среде двух лигандов ( вода и аммиак, вода и ацетон, вода и хлорид ион), приводит к равновесию, которым легко управлять, меняя концентрацию или температуру. Для продолжения работы мы использовали Цифровую лабораторию «Архимед» Мы построили свой график зависимости удельной электропроводности от концентрации раствора хлорида кобальта(см.в работе опыт№3).

Продолжили эксперимент, используя школьную установку для определения электропроводности (электролиза) растворов, опустив медные электроды в твердый хлорид кобальта, и анод покрылся зелеными кристаллами, значит в цепи появился электрический ток, но сила его мала для того, чтобы лампочка горела, а вот на аноде идут процессы, характерные для растворимого анода: образуется основной хлорид меди:Сu – 2eàCu²⁺Cu²⁺ +2 Cl^- + H₂OàCuOHCl

Включив в цепь миллиамперметр, оказалось, что в цепи напряжение     6В, а сила тока в цепи равна. 3мА.Ток в цепи сохранялся в течение недели. Сухой шестиводный кристаллогидрат способен проводить электрический ток.  Объяснение этому явлению мы нашли в литературных источниках:кристаллическая структура твердых электролитов имеет избыток кристаллографических позиций, в которых находятся подвижные ионы, как правило, имеющие наименьший радиус и заряд. Наличие таких дефектов определяет способность ионных кристаллов проводить электрический ток.«К твердым электролитам относятся… комплексные соединения, типа CuSO4*5H2O и некоторые твердые растворы, проводящие ток при комнатной и повышенных температурах»;таким образом, фраза из школьного учебника «твердые соли не проводят электрический ток» оказалась условной, что мы и доказали.

Когда работа считалась законченной, хлорид кобальта снова нас удивил: считавшиеся «сухими» кристаллы шестиводного хлорида кобальта, оставленные в стакане под вытяжным шкафом, вдруг начали «расти», превратившись в друзы и дендриты:

Выводы:

- хлорид кобальта одноводный практически неограниченно впитывает влагу из воздуха при влажности 90 % и температуре окружающей среды 30 градусов и более в течение 16 суток. Это может быть использовано для осушения воздуха в замкнутых пространствах;

- Гигроскопичность хлорида кобальта сильно зависит от  давления насыщенного пара, при парциальном давлении водяных паров  4,498 кПа, хлорид кобальта впитывает влагу практически неограниченно;тем не менее, учитывая  возможный перепад температуры, давления и влажности окружающей среды насыщенный раствор хлорида кобальта и хлорид кобальта шестиводный хранить можно только в закрытой таре при влажности, не превышающей 73-80%;

- мы установили, что зависимость гигроскопичности хлорида кобальта во времени – прямо пропорциональная и не зависит от количества взятого вещества при парциальном давлении водяных паров более 4 кПа;в природе происходит непрерывный влагообмен между веществами и окружающей средой: если парциальное, давление водяного пара в воздухе больше парциального давления водяного пара у поверхности вещества, то вещество поглощает влагу из воздуха, т. е. вещество увлажняется; предел насыщаемости хлорида кобальта водой при парциальном давлении водяных паров более 4 кПа; он соответствует составу СоСl2*68Н2О или 9,7%-му раствору хлорида кобальта. Следовательно, при необходимости такой раствор можно готовить с достаточной точностью, если просто оставить навеску хлорида кобальта во влажном и теплом воздухе на время, чуть большее двух недель;

- простейший прибор ( напряжение 6В и светодиодная лампа от фонарика)  дают возможность визуального контроля за влажностью среды.

- электропроводность раствора с увеличением концентрации хлорида кобальта прямо пропорциональна только на участке до 15%-го раствора; хлорид кобальта шестиводный, как и некоторые кристаллогидраты, способен проводить электрический ток;простейший прибор ( напряжение 6В и светодиодная лампа от фонарика)  дают возможность визуального контроля за влажностью среды.

-комплексные соединения кобальта неустойчивы, поэтому легко вступают в реакции замещения. Одновременное присутствие в окружающей среде двух лигандов (вода и аммиак, вода и ацетон, вода и хлорид ион приводит к равновесию, которым легко управлять, меняя концентрацию или температуру, что приводит к изменению внешнего вида комплексов (симпатические чернила и индикаторные бумаги на основе  хлорида кобальта); индикаторная бумага, пропитанная хлоридом кобальта – указывает на малейшее присутствие аммиака в воздухе;

Нейро - компьютерные интерфейсы это относительно молодое направление, которое начало активно развиваться в девяностых годах прошлого столетия. Несмотря на то, что прошло совсем немного времени в нашем мире уже имеются некоторые феноменальные достижения. Например, антропоморфные манипуляторы - протезы, построенные на принципе нейро управления.                   Первая глава данной работы посвящена анкетированию школьников старших классов. В итоге этого анкетирования  выяснилось, что учащиеся старших классов не знают что такое нейро интерфейс и методы нейро управления. Кроме того, опрошенные считают, что управление какими либо объектами, работа с приложениями и др. невозможно по средством "силы мысли".                                                                                                                                  Вторая глава работы посвящена краткому историческому обзору создания нейро компьютерных интерфейсов и принципам работы нейрогаджета. Первая электроэнцефалограмма была снята всего лишь менее 100 лет назад. Для науки это небольшой срок, с тех пор неврологи всего мира стали изучать всевозможные частоты мозговой активности. Нейрогарнитура отслеживает состояние мозга и даёт пользователю возможность следить за своей активностью и повышать способность к концентрации внимания.                                            В третьей главе работы рассматривается непосредственно процесс создания и описание строения собственного нейро компьютерного интерфейса типа "мозг - компьютер". Преимущества нашего исследования состояли в том, что был создан собственный бюджетный вариант, более доступный по стоимости в сравнении с аналогами.                                                    В четвертой главе рассматриваются основные результаты собственного исследования активности различных биоритмов у взрослых и школьников, а также исследование по гендерному признаку. Приводятся также таблицы с итоговыми результатами проделанной работы.                                                                                                                                            В пятой главе я исследую спектры различных состояний человека. Исследования, описанные выше, ранее проводились многими учеными. Однако, информация о спектрах различных состояний человека на сегодняшний день крайне мала. Какие частоты отвечают за сознательную речь? За психоэмоциональное состояние во время прослушивания музыки? Решение математических задач и задач на "смекалку"? Данное исследование позволит ответить на эти вопросы.                                                                                                                             В шестой главе я рассматриваю ноотропные препараты и способы улучшения концентрации внимания с помощью НКИ. Далее я сравниваю эффективность тренировок на собственном НКИ и ноотропные препараты.                                                                                                                В седьмой главе я рассматриваю метод нейро управления линейным пневматическим приводом. Как уже упоминалось в актуальности моего проекта, НКИ могут быть полезны не только обычным людям. НКИ - это спасение для людей с ограниченными возможностями здоровья.                                                                                                                                     В восьмой  главе мы подводим итоги и формулируем главные выводы нашей проектной работы. Цель была достигнута: мы создали свой собственный нейрогаджет типа "мозг-компьютер", исследовали наличие различных биоритмов у взрослых и школьников разного возраста, исследовали спектры состояний человека. Гипотезы теоретической и практической части подтвердились. Задачи проекта были реализованы в полном объеме. Новизна результатов заключается в том, что в данной работе самостоятельно изучены и систематизированы данные биоритмов у учащихся МОУ гимназии г. Фрязино, а также у взрослых людей. Изучены спектры различных состояний человека, создан собственный бюджетный вариант НКИ и проведен сравнительный анализ эффективности тренировок на НКИ и ноотропных препаратов. Помимо этого, учащиеся осознали важность и структуру нейро - управления и нейро - компьютерных интерфейсов. В дальнейшем планируется на базе этого проекта реализовать НКИ, способный управлять антропоморфным манипулятором.

• Данный проект самостоятельно могут использовать ученики для расширения своего кругозора и знаний

Литература:

1. Физиология человека: Учебник / В двух томах. Т. I / В.М. Покровский, Г.Ф. Коротько, В.И. Кобрин и др.; Под ред. В.М. Покровского, Г.Ф. Коротько. — М.: Медицина, 1997. — 448 с.
2. В.В. Жуков, Е.В. Пономарева. Анатомия нервной системы: Учебное пособие / Калинингр. ун-т. - Калининград, 1998. - 68 с.
3. За гранью возможностей. Силой мысли / В. Белявский // Планета. - 2015. - № 4. - С. 60-67
4. ПоляковГ. И., О принципах нейронной организации мозга, М: МГУ, 1965
5. Нейрокомпьютерная техника: теория и практика.Ф. Уоссермен.
6. Нейрокомпьютер. Проект стандартаЕ.М.Мирке
7. Конспект лекций по курсу "основы проектирования систем искусственного интеллекта", 1997-1998.Сотник С. Л.
8. Вестник ВГУ, Серия: системный анализ и информационные технологии, 2012, № 1

ВЛИЯНИЕ ИСКУССТВЕННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА СКОРОСТЬ, СТЕПЕНЬ ПРОРАСТАНИЯ СЕМЯН И РОСТ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ

 Маркова Наталья Юрьевна, ученица 10 класса МБОУ «Лицей «Бригантина»

 Научный руководитель:

Зырянова Марина Дмитриевна, учитель физики МБОУ «Лицей «Бригантина»

Цель исследования: выявить влияние искусственного магнитного поля на скорость, степень прорастания семян перца и огурца, рост рассады под воздействием искусственного магнитного поля и  дальнейшее наблюдение после высадки культурных растений в открытый грунт.

В соответствии с целью, поставлены следующие  задачи исследовательской работы:

1. Разработать эксперимент по исследованию влияния искусственного магнитного поля на скорость, степень прорастания семян и рост рассады болгарского перца и огурца обыкновенного.
2. Провести эксперимент.
3. Провести наблюдение за дальнейшим ростом рассады в открытом грунте.
4. Проанализировать результаты эксперимента. Разработать рекомендации.

Актуальность исследования. В 21 веке наша страна начинает новый путь развития - постиндустриальный. Чтобы обеспечить население экологически чистыми продуктами питания, нужно выращивать натуральные овощи и фрукты. Недостаток благоприятных дней, климат, неожиданные природные явления — все это может привести к снижению урожая. Магнитное поле является очень обширным и интересным явлением в природе. На большом экспериментальном материале доказано реагирование биологических объектов на действие искусственного магнитного поля [2, 5]. Механизмы действия магнитного поля до настоящего времени окончательно не установлены, поэтому мы решили провести исследование.

Новизна. В работе показано, что выращивание растений в условиях искусственного магнитного поля в течение всего жизненного цикла приводит к увеличению скорости, степени прорастания семян, роста растений, а также урожая. Полученные результаты вносят существенный вклад в магнитобиологические исследования.

Практическая значимость: воздействие искусственного магнитного поля может быть использовано на практике в приусадебном хозяйстве для увеличения скорости и степени прорастания семян различных культурных растений.

Для создания магнитного устройства использовались полосовые магниты, штатив c муфтами, кольцо. В каждый из держателей вставили по полосовому магниту так, чтобы вверху был южный полюс, а внизу - северный, оставив расстояние межу ними 10 сантиметров (Приложение 1).

Измерили индукцию магнитного поля с помощью датчика измерения магнитной индукции DT156 (Цифровая лаборатория «Архимед»). Магнитная индукция составила 1мТл. Семена исследуемых культур( болгарский перец и огурец обыкновенный) были разделены на две группы: экспериментальную (№ 2А болгарский перец – 50 шт. и № 2Б огурец обыкновенный – 50 шт.) и контрольную (№ 1А болгарский перец – 50 шт. и № 1Б огурец обыкновенный – 50 шт.). В экспериментальной группе осуществлялось воздействие постоянного искусственного магнитного поля. Контрольная группа не подвергалась воздействию постоянного искусственного магнитного поля.

На основании полученных данных можно заключить, что искусственное магнитное поле не оказало внешнего влияния на семена болгарского перца и огурца обыкновенного экспериментальной площадки № 2А,Б. Большую скорость и степень прорастания имели семена экспериментальной группы, находившиеся под воздействием постоянного искусственного магнитного поля, которое ускорило скорость прорастания семян, рост рассады культурных растений. Рассада болгарского перца и огурца обыкновенного  экспериментальной площадки, высаженная в открытый грунт, быстрее развивалась и дала больший урожай.

Список литературы:

1. Асеев В.Ю. Влияние предпосевной обработки семян физическими полями на рост, развитие и урожайность различных сортов яровой пшеницы // Дисс. на соискание учёной степени канд. с.-х. наук. Рязань. – 1998. – 200 с.
2. Батыгин Н.Ф. Метод предпосадочной обработки клубней картофеля градиентным магнитным полем / Н.Ф. Батыгин, Р.Д. Говорун, В.И. Данилов // В сб.: Перспективы использования физических факторов в с.-х. М. – 1995. – С. 53 – 55.
3. Бинги В.Н. Магнитобиология: эксперименты и модели. – М.: МИЛТА, 2002. – 592 с.
4. Кабардин О.Ф., Орлов В.А. Физика 10 класс: Учеб. для общеобразоват. Учреждений и шк. С углубл. изучением физики.-  13-е изд. - М. : Просвещение, 2011.- 431 с.: ил.
5. Колчанов Р.Н. Влияние искусственных магнитных полей на ростовые и обменные процессы у колумбовой травы. Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: естественные науки. №11(66)/ том 9-1/2009.
6. Электронный ресурс: http://cyberleninka.ru

ТЕЗИСЫ.

ФИО автора работы: Фомичева Светлана Александровна

Образовательное учреждение: ГБОУ Школа 1329

ФИО, должность и место работы научного руководителя:

Власов Пётр Константинович, к.ф.-м.н. Senior Postdoc, Centre for Genomic Regulation (CRG) and Universitat Pompeu Fabra (UPF), Barcelona, Spain

КРАТКАЯ ПОСТАНОВКА ЦЕЛЕЙ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объект изучения: белки-ферменты семейства PAD, в частности, PAD4. Белок PAD4 играет ключевую роль в процессе цитруллирования. Избыточное цитрулирование, поддерживаемое сверхактивностью белка PAD4, увеличивает интенсивность иммунного ответа и воспалительных процессов, что провоцирует как развитие аутоиммунных заболеваний, так и рост некоторых видов раковых опухолей. Таким образом, PAD4 оказывается перспективной мишенью в лечении патологий иммунного ответа, а поиск подходящих ингибиторов для PAD4 имеет высокий терапевтический потенциал.

Цель исследования: методом Rational Drug Design предсказать наиболее перспективные низкомолекулярные лиганды для белка–мишени PAD4.

Задачи:

1. по существующим базам данных исследовать структуру, необходимую информацию по сверх-активности белка-мишени PAD и модели его работы;
2. установить координаты активного сайта PAD4, определить оптимальные характеристики лиганда-ингибитора и сам перспективный ингибитор белка-мишени.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

В организме человека существуют пять белков-ферментов семейства PAD (peptidyl arginine deiminase): PAD 1-4 и PAD6.  Отмечено, что PAD4 в присутствии свободного Ca2+ заменяет в факторе транскрипции E2F-1 аминокислоту аргинин на цитруллин. В результате цитрулляции меняется структура белка, что в ситуации избыточной экспресии PAD4 вызывает иммунный ответ и, в конечном итоге, запускает цикл хронического воспаления.

Нами были изучены работы, в которых ингибиторы PAD4 исследовались (in vitro и in vivo) на моделях аутоиммунных заболеваний, связанных с аномальным регулированием PAD4. В результате анализа полученных данных мы сделали следующие выводы:

• - PADI4 (ген, кодирующий PAD4) является также геном риска аутоиммунных болезней, связанных с неконтролируемым цитруллированием белков;
• - цитрулляция пептидов, вызываемая PAD4, влияет на жизненно важные клеточные реакции, приводящие к апоптозу с помощью нейтрофильных ловушек;
• - торможение PAD4 уменьшает образование нейтрофильных ловушек;
• - после выключения PAD4 его частично заменяет PAD2, но численные значения экспрессии PAD2 оказываются в разы меньше PAD4, что в итоге приводит к резкому снижению выработки противовоспалительных цитокинов. Так что данная замена все равно оказывается благоприятной для организма.

Основная задача, которую необходимо решить, чтобы подавить избыточную деятельность PAD4 и остановить цикл воспаления, - это подавить активность PAD4. Для этого требуется подобрать лиганд, с помощью которого возможно заблокировать один из активных сайтов PAD4. В ходе исследования мы нашли такой сайт, изучили его расположение, произвели докинг (молекулярную стыковку) и скрининг. В результате был выбран перспективный ингибитор - утвержденный сердечный гликозид Digitoxin.

АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Воспаление, провоцируемое в определенных условиях белком PAD4, является основной характеристикой аутоиммунных заболеваний, сложность лечения которых состоит в том, что провоцирующий реакцию аутоантиген удалить из организма невозможно. Кроме того, воспаление является ключевым фактором в развитии некоторых разновидностей рака.

Таким образом, появление лекарственных веществ-ингибиторов, позволяющих нейтрализовать сверх-активность PAD4, может стать решением проблемы самоподдерживающегося воспалительного процесса.

ЗНАЧИМОСТЬ И НОВИЗНА ИССЛЕДОВАНИЯ

От обнаружения подходящего ингибитора до вывода нового препарата на рынок проходит несколько лет. Уже найденные ингибиторы могут оказаться неэффективны при определённых условиях, риск нежелательных эффектов может превысить оценку ожидаемой пользы. Поэтому поиск подходящих перспективных соединений происходит постоянно, оставаясь актуальным до момента получения препарата с оптимальными свойствами.

Разработка более эффективных и селективных ингибиторов PAD поможет установить роль отдельных изотипов PAD и может иметь значимый терапевтический потенциал. Кроме поиска подходящих ингибиторов, перспективным является и обнаружение  лигандов с различными принципами действия.

ИТОГИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Проанализированы и систематизированы функции белка-фермента семейства PAD - PAD4
2. Отмечена ключевая роль PAD4 в генерации циклических воспалительных процессов, которые являются основной причиной аутоиммунных и некоторых онкологических заболеваний.
3. Выявлен новый активный сайт PAD4, позволяющий заблокировать активность данного белка-фермента.
4. Определены оптимальные характеристики лиганда-ингибитора и выбран перспективный ингибитор - Digitoxin.
5. В случае достижения положительных договоренностей с коллабораторами, которые профессионально занимаются экспериментами с данным каскадом, будет осуществлена экспериментальная проверка эффективности найденного лиганда.

 Антагонистическая активность лактобактерий микрофлоры кишечника человека в отношении патогенных бактерий

Соколова Александра Вадимовна
МАОЦ ОЦ "Горностай"
Руководитель: Ильина Мария Владимировна, учитель биологии МАОУ ОЦ "Горностай", Воронина Елена Николаевна, к.б.н., н.с ЛФ ИХБФМ СОРАН.

 В настоящее время известно множество различных заболеваний, в том числе заболеваний кишечника человека. Но нет совершенных способов борьбы с ними. Поэтому сейчас актуальной проблемой является поиск различных путей подавления роста и развития патогенных бактерий в организме человека. Одним из способов подавления является использование антагонистической активности бактерий по отношению друг к другу.
   Такими бактериями-антагонистами являются лактобактерии, которые в ходе своей жизнедеятельности создают неблагоприятную среду для развития некоторых штаммов патогенных бактерий. Но тем не менее в организме здорового человека можно обнаружить условно патогенные штаммы бактерий, существующие в кишечнике вместе с лактобактериями.
   Поэтому, целью нашей работы было проверить антагонистическую активность лактобактерий кишечника человека в отношении условно патогенных бактерий. Для этого сперва отобрали штаммы Lactobacillus для теста, затем провели тест на антагонистическую активность с помощью метода перпендикулярных штрихов, далее, о степени антагонистической активности судили по зоне задержки роста.
   В результате данной работы выявили, что два штамма Lactobacillus проявляют антагонистическую активность в отношении двух штаммов Salemonella и двух штаммов Streptococcus.
   В дальнейших планах, проверить лактобактерии, проявившие антагонизм, с другими тест-культурами, расширить список исследуемых штаммов Lactobacillus. В дальнейшем эти данные могут быть использованы для разработки антимикробных препаратов и пробиотиков.
                                               

Список литературы:

1. А.Н. Иркитова, Я.Р. Каган, Г.Г. Соколова « Сравнительный анализ метолов определения антагонистической активности молочнокислых быктерий».

2.О.В. Бухарин, А.В. Семенов, С.В. Черкасов « Характеристика антагонистической активности пробиотических бактерий при их взаимодействии»,2010.

3. В.Н. Афонюшкин, И.Н. Троменшлегер, М.Л. Филипенко «Антагонистическая активность лактобактерий из кишечника сельскохозяйственной птицы в отношении клинических изолятов Salmonella enterica»
4. Н. Грин. У. Стаут. Д. Тейлор. «Биология», 1 том,1996.

ПРОТЕИНЫ КАК БАД " ПОЛЬЗА ИЛИ ВРЕД".

ФИО автора работы: Шалимова Светлана Андреевна
Образовательное учереждение : МБОУ Гимназия № 2 город Курчатов.
ФИО научного руководителя: Русакова Елена Витальевна ,учитель химии в Гимназии №2 города Курчатова.

С каждым годом повышается интерес к организации  научно-исследовательской деятельности учащихся.Предлагается работа,затрагивающая одну из проблем,поставленная перед нами современной жизнью.Актуальна проблема повышения употребления людьми БАД-протеинов.

Актуальность выбора данной темы заключается в том,что БАДы клинически не испытываются,литература исследующая их действие на организм недостаточно хорошо отражает полезные и вредный свойства протеинов.
Новизной работы стало практической исследование использования БАДов спортсменами нашего города,изучение их осведомлённости о влиянии протеиновых смесей на организм.
Постановка проблемы: Клинические исследования БАДов не проводятся,их производство целенаправленно не отслеживается,действие на организм глубоко не изучается.Неоходимо установить: 1)Действительно ли протеиновые смеси содержат белки и аминокислоты как                                  заявляют производители.
                  2)Что известно спортсменам о действии БАДов на организм.
                  3)Какие могут быть последствия при употреблении такх смесей без контроля врачей.
Цель работы: Изучить аминокислотный состав готовых протеиновых смесей и исследовать их влияние на организм спортсменов посредством изучения литературы по данной теме и анкетированием респондентов,принимающих такие смеси.
Задачи исследования: 1) Проанализировать литературу по данной теме.
                                    2)Провести анкетирование у одноклассников и                                    спортсменов,принимающих протеиновые смеси.
                                    3)Изучить готовые протеиновые смеси на белковый и аминокислотный состав.
                                    4)Сделать выводы о действии протеиновых смесей как БАДов на организм человека.
Методы исследования: 1.Исследовательский.
                                     2.Практическая работа.
                                     3.Аналитический.
Заключение. Я проанализировала и изучила литературу о протеинах как БАДах.После специальных методов очистки получается чистый белок,лишенный жиров и углеводов,неотъемлемых компонентов пищи.Я провела качественные реакции на белки и аминокислоты,тем самым подтвердив,что образей соответствует заявленному составу.Подбор протеиновых смесей должен быть очень тщателен.Я настоятельно рекомендую принимать такие добавки под контролем врачей.

Возможность распознавания цифр с виброматрицы посредством тактильных ощущений

Шевнин Михаил Владимирович, МБОУ лицей №41 г. Ижевск

Научный руководитель: Мышкина М.Ю., учитель биологии

АМОУ “Гуманитарный лицей”

Работа направлена на исследование осязательной способности человека по извлечению информации из тактильных сигналов, а также качества получаемой информации в зависимости от зоны приложения сигнала и его вида.

Для проведения исследования автором работы была придумана и создана матрица из вибромоторов 4*5 элементов размерностью 6*8 см, которая последовательно, точка за точкой, умеет писать вибрацией цифры от 0 до 9, переданные через блютуз с сотового телефона. Данный способ передачи информации является новым и еще не исследованным.

Цель исследования - узнать, какая часть тела (спина, предплечье, ладонь или бедро) более способна распознавать цифры по вибрации, определить максимальную скорость восприятия информации и определить, влияет ли способ вибрации на результат.    

Актуальность

В последнее время современные гаджеты и инернет позволяют людям увеличивать свой круг общения. К сожалению, люди с потерей слуха и зрения лишены такой возможности. Существуют специальные тактильные экраны для чтения по шрифту Брайля, но их стоимость очень высока и они не мобильны.        

Практическая значимость и новизна

Если гипотеза подтвердится, то прототип виброматрицы может дать толчок к развитию нового типа устройств тактильной передачи информации. Данное устройство значительно повысит уровень жизни людей с потерей слуха и зрения, позволив им получить доступ к уже существующим технологиям. Устройство может быть мобильным и непрерывно транслировать информацию по смс или из интернета в режиме реального времени на кожу человека. Данный метод передачи новый и мало изученный. Похожие наработки есть у Дэвида Иглмена, но его метод требует долгого времени обучения.

В основу данного исследования легла работа Дэвида Иглмена, который проводил исследование по сенсорному замещению. Дэвид Иглмен разработал виброжилет, в котором речь преобразовывалась в вибрации моторов в виде паттернов. Он провел эксперимент, в  котором пытался за неделю научить глухого человека воспринимать слова при помощи вибрации. Человек за неделю запоминал образы вибраций отдельных слов. Через неделю испытуемый мог воспринимать отдельные слова по вибрации моторов. Эта  работа побудила меня начать исследование в данном направлении. Его метод универсален, то требует долгого периода обучения. Мой метод более простой и не требует долгого обучения.

Основные результаты и выводы

1. Человек способен воспринимать тактильно информацию с виброматрицы при коротком периоде обучения, в отличие от метода Дэвида Иглмена.
2. Информация воспринимается только последовательно; при вибрации всего образа сразу ощущается только одно большое пятно, то есть информация не воспринимается.
3. Все области тела: спина, предплечье, ладонь или бедро - способны воспринимать вибросигналы, а головной мозг преобразует их в информацию.
4. Ладонь и предплечье более чувствительны, чем бедро и спина, что объясняется частотой расположения нервных окончаний.
5. Максимальная скорость восприятия информации 14 точек в секунду.
6. Метод вибрации последовательно со следом не улучшил результаты по сравнению с последовательной вибрацией по точкам, что связано с тем, что плавное затухание вибрации на предыдущей точке не дает нервным окончаниям четко зафиксировать новую точку вибрации.

Метод показал свою работоспособность. Конечно, скорость чтения по тактильным ощущениям невелика, но такой метод может использоваться для передачи небольших объемов информации без использования зрения и слуха человека как у людей с ограниченными возможностями по слуху и зрению, так и у обычных людей в некоторых ситуациях. Лучше всего информация воспринималась на ладони и  предплечье, поэтому оптимальным решением для использования будет изготовление браслета или перчатки с виброматрицей. Такое устройство поможет людям с ограниченными возможностями по слуху и зрению получать информацию без посторонней помощи через блютуз с сотового телефона. Например, отображать вибрацией текст смс.

Авторы: Михайлов Олег Андриянович, Павлов Никита Владимирович, ученики 11 класса МБОУ "Лицей №2" г. Чебоксары.

Научные руководители: Михайлова Тамара Васильевна - учитель химии высшей категории МБОУ “Лицей №2” г. Чебоксары, Юрий Никитич Митрасов - доктор химических наук, профессор ЧГПУ им. Яковлева, Козлов Вадим Авенирович - доктор биологических наук, кандидат медицинских наук, доцент ЧГПУ им. Яковлева

Целью исследования является разработка метода синтеза новых перспективных соединений, обладающих свойствами молекулярных роторов, селективных к амилоиду.

Актуальность работы заключается разработке совершенно нового вещества способного выявлять и разрушать злокачественные опухоли и образования в человечестком организме.

Новизна работы в том, что препараты, содержащие вещества с подобными свойствами никогда не создавались на территории России и закупались заграницей за большие деньги.

В результате работы нами был разработан синтез вещества, обладающего всеми необходимыми свойствами для выявления злокачественных образований.

Название научно-исследовательской работы:  «Исследование влияния нагрузок экологических горных маршрутов на показатели здоровья человека».

Автор работы: Семенов Илья Александрович

Образовательное учреждение, в котором обучается автор работы: Автономное общеобразовательное учреждение муниципального образования г. Долгопрудного средняя общеобразовательная школа №11.

Научный руководитель: Семенов Александр Валерьевич, МФТИ, к.т.н., старший преподаватель ФРТК.

Целью исследовательской работы является изучение влияния Исследование влияния нагрузок экологических горных маршрутов на показатели здоровья человека.

Поставленные и решенные задачи:

1. проведен обзор факторов, которые влияют на здоровья человека;
2. рассмотрены способы «измерения» здоровья человека;
3. проведена  практическая работа по изучению влияния спорта и экологических троп на здоровье человека.

Исследовательская работа посвящена актуальным вопросам изучения влияния маршрутов экологических троп на здоровье человека.

Здоровье – бесценный дар человека – это такое состояние организма, при котором человек может работать, функции всех его систем уравновешены, отсутствуют болезненные проявления.  Наше здоровье помогает нам достигать наших целей, выполнять задачи, преодолевать трудности. Одной из составляющих здоровья является гармоничное физическое развитие личности.

Чистый воздух, физкультура, спорт и здоровье находятся в тесной взаимосвязи. Влияние экологических факторов, ритм современной жизни, постоянное присутствие в окружающей среде агрессивных микроорганизмов ослабляют человеческое здоровье.  Появление компьютеров, смартфонов и других устройств снизили физическую активность современных людей. Умственные нагрузки в школе, постоянное сидение за компьютером или перед телевизором дома ведут к тому, что организм не получает физической разрядки. Это ведёт к постепенному снижению функциональных способностей человека, ослаблению его скелетно-мышечного аппарата, изменениям в работе внутренних органов – изменениях, к сожалению, в худшую сторону. Недостаток движения и энергозатрат приводит к сбоям в работе всех систем (мышечной, сосудистой, сердечной, дыхательной) и организма в целом, способствуя возникновению различных заболеваний.

Природа и занятия физической культурой являются единственными доступными человеку формами двигательной активности, с помощью которых удовлетворяется природная потребность человека к движению и нагрузкам.

Методы исследования: анализ литературы, наблюдение, эксперимент.

Результаты исследовательской работы.

Физическое развитие личности определяют такие факторы, как рост, вес, жизненная емкость легких, пульс, сила кисти, уровень давления, координация движений и т.д. Для того, чтобы следить за физическим развитием, необходимо знать как можно измерить такие показатели. Прочитав материалы детских энциклопедий по анатомии человека, справочников по физической культуре и используя Google в сети Интернет, были найдены факторы, которые влияют на здоровье, раскрыты простые способы измерения показателей здоровья ребенка.

Исследование влияния спортивных занятий и экологических горных маршрутов на показатели здоровья было проведено на летних каникулах 2016 г. (с 1 июня по 25 августа). Для этого были выбраны две группы детей (по 10 детей в каждой, возраст 9-10 лет).  Одна группа состояла из детей, которые предпочитают малоподвижный образ жизни – они не посещают спортивных секций, активным играм на свежем воздухе, походам, плаванию предпочитают компьютерные игры и общение по телефону. Дети этой группы по тем или иным причинам летом не выезжали из нашего города. Вторая группа детей состояла из детей, которые любят двигательную активность – они занимаются различными видами спорта, любят играть в футбол, волейбол, прятки, кататься на велосипеде и другие спортивные игры. Свои летние каникулы дети этой группы провели в детском спортивном лагере «Таймази», который расположен на территории Национального парка республики Северная Осетия – Алания.

Выполнение практической работы позволило ответить на вопрос: «Можно ли повлиять на свое здоровье? – Да, можно! На многие функциональные показатели организма, отвечающие за общий уровень здоровья, человек может и должен влиять самостоятельно! Снизить избыточную массу тела, увеличить силу кисти, улучшить функцию сердечно-сосудистой системы человек может только сам. Никакие волшебные лекарства здесь не помогут. Для этого необходимо регулярно, на протяжении всей жизни, заниматься физическими упражнениями и как можно больше времени проводить на природе.

Новизна: предложен способ оздоровления и контроля показателей здоровья детей в условиях спортивного лагеря, расположенного на в республике Северная Алания-Осетия.

Практическая значимость: в работе подтверждено, что природа и занятия физической культурой являются единственными доступными человеку формами двигательной активности, с помощью которых удовлетворяется природная потребность человека к движению и нагрузкам. Полученные результаты, доведенные до сведения одноклассников, ведущих пассивный образ жизни, позволили сформировать культуру здорового образа жизни.

Список литературы.

1. Быков И.В.Гигиена физической культуры и спорта / Учебник. - Издательство: СпецЛит, 2010 – 192 с.
2. Вайнер Э.Н. Валеология. – М.: «Наука», 2016.
3. Менхин А. В. Рекреативно-оздоровительная гимнастика / Учеб. пособие. - М.: «Физическая культура», 2015. - 160 с.
4. Пономарева В.В. Физическая культура и здоровье / Учебник. - Издательство: ГОУ ВУНМЦ, 2016 - 320 с ил.
5. Соколова Н.Г. Практическое руководство по детской лечебной физкультуре. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2010 – 445 с.

Тезисы к работе «Выбор оптимального способа смягчения жесткой водопроводной воды для полива комнатных растений методом комплексонометрии»

Автор: Юровский Константин, 9 класс, МАОУ «Лицей №6», г. Миасс, Челябинская область. Научный руководитель: Константинова И. В., учитель химии МАОУ «Лицей №6», г. Миасс, Челябинская область.

       Для любителей, выращивающих комнатные растения,  актуальна проблема  засаливания почвы и развития кальцитного ожога листьев при поливе жесткой водопроводной водой. 

        Цель работы:  оценить рекомендуемые в специальной литературе способы смягчения жесткой водопроводной воды для полива комнатных растений методом комплексонометрического титрования и предложить наиболее оптимальный способ смягчения воды. При смягчении водопроводной воды проводился контроль рН среды, которая влияет на рост и развитие растений.

      При изучении специальной литературы я узнал, что водопроводная вода содержит растворённые соли Mg²⁺, Ca²⁺ и другие примеси, нежелательные для использования воды в промышленности и быту.   Жёсткость воды – совокупность физико-химических свойств воды, обусловленных наличием ионов Ca²⁺ и  Mg²⁺. Различают два вида: временная жёсткость  и  постоянная жёсткость. Суммарное содержание  солей кальция и магния составляет общую жесткость воды. Основной фактор, влияющий на величину общей жесткости – растворение горных пород, содержащих кальций и магний (известняки, доломиты), при прохождении через них природной воды. Для численного выражения жёсткости воды указывают концентрацию в ней катионов кальция и магния. Водоснабжение  г. Миасса осуществляется из  Иремельского водохранилища, но с подпиткой из артезианских скважин. Поэтому жесткость воды высокая, ранней весной  может превышать норму и достигать  7-11 мг-экв/л (вода жесткая). Полив жесткой водой приводит к тому, что на поверхности земли и на краях горшка выступает беловатый налет солей. При соприкосновении листьев и наростов солей на листе образуется «кальцитный ожог», приводящий к гибели листа. Есть много способов смягчения жесткой водопроводной воды, но при этом может измениться кислотность среды, что может пагубно повлиять на рост и развитие растений. Оптимальным для растений считается pH 6.5 - слабокислая реакция почвы.

       Изучив литературу, я решил воспользоваться методикой, содержащейся в  ГОСТ 31954-2012.  Методика основана на комплексометрическом титровании катионов жесткости раствором трилона Б. Определялась  жесткость водопроводной воды в 11 пробах, смягченных выбранными в литературе способами. В школьной лаборатории МАОУ “Лицея №6”  мы собрали установку для титрования и приготовили необходимые  реактивы, здесь и проводили исследование. Общую жесткость воды вычисляют по формуле, где 0,1 – концентрация раствора трилона Б (0,1Н), 1 - коэффициент поправки к концентрации раствора трилона Б. Результаты комплексонометрического титрования представлены в таблице.

Выводы

Без дополнительной обработки горячая водопроводная вода является мягкой, а холодная – жесткой, таким образом,  охлажденную горячую воду можно использовать для полива комнатных растений, предпочитающих щелочную среду.  Добавление спецсредства, содержащего органические кислоты,  понижает  pH, что делает данную воду непригодной для полива комнатных растений. Наиболее оптимальными способами смягчения жесткой водопроводной воды для полива комнатных растений являются: добавление торфа, добавление лимонной кислоты.

Список литературы

1. Алекин, О.А. Основы гидрогеохимии [Текст]/О.А. Алекин. - Л.: Гидрометоиздат, 1970. – 295 с.
2. Ширяева, Н.Н. Узамбарские фиалки [Текст]/Н.Н. Ширяева. - М.: Фитон+, 2001. – 128 с.
3. Шпейзер, Г.М., Руководство по химическому анализу вод [Текст]/ Г.М. Шпейзер, Л.А. Минеева. - Иркутск: изд-во Иркутского государственного университета, 2006. - 55с.

 Регуляция численности экономически значемых видов насекомых является актуальной задачей современной науки. Разроботка новых биологических методов регуляции, отвечающие естественным условиям окружающей среды, востребована в настоящее время. Возможными агентами для решения данной задачи, могут являться эндосибиотические бакдерии, влияющие на биологию вида хозяина, в том числе за счет изменений его репродуктоивой системы. 

 В рамках данной работы, мы провели скрининг коллекции насекомых из отрядов жесткокрылые и полужесткокрылые, собранную на территории Новосибирской области, на наличее эндосимбиотических бактерий.

 На территории России подобное комплексное исследование насекомых проводится впервые. Данная работа внесет значительный вклад в представление о симбиотических ассоциациях эндосимбионт - вид-хозяин, и как следствие, даст понимание как экологически безопаснее влиять на экономически значемых насекомых.

Синтез эфиров 1-метил-2,2-дихлорцикло-пропанкарбоновой кислоты (II) осуществляли присоединением к эфирам метакриловой кислоты (I)дихлоркарбена, генерируемого из хлороформа действием 50%-ного раствора гидроксида натрия в присутствии катализатора межфазного переноса триэтилбензиламмонийхлорида. Эфир (II) представляет собой бесцветную жидкость с фруктовым запахом. 1-Метил-2,2-дихлорциклопропанкарбоновую кислоту (III) синтезировали гидролизом ее эфира (II) водно-спиртовым раствором гидроксида или калия, с последующим подкислением образующейся соли соляной кислотой.

Синтез аммонийных и гидразониевых солей 1-метил-2,2-дихлорциклопропан-карбоновой кислоты (IV) осуществляли смешением эквимолекулярных количеств аммиака, первичных аминов и гидразин-гидрата с последующим изотермическим испарением при комнатной температуре до постоянного веса. Кислота (III) и соли (IV) представляют собой бесцветные или слегка желтоватые кристаллы с характерным резким запахом.

В ИК спектрах соединений (II- IV) содержатся интенсивные полосы поглощения с максимумом в области 1690-1730 см^-1, характерные для валентных колебаний карбонильной группы, а также в области 3095-3100 и 755 см^-1, соответствующие валентным колебаниям связей С–Н и С–С1 трехчленного цикла. В ИК-спектрах солей имеются полосы поглощения n (N–H) в области и 3360-3150 см^-1. В спектре ЯМР ¹Н эфира(II) протоны бутоксигруппы проявляются в виде двух триплетов с δ 0,9 и 4,14 м.д. (СН₃,ОСН₂), ³J(нн) 8 Гц и двух мультиплетов с d 1.38 и 1.61 м.д. (СН₂СН₂). Метильная группа резонирует в виде синглета с d 1.52 м.д. Протоны трехчленного цикла являются магнитнонеэквивалентными и проявляются в спектре в виде двух дублетов с d 1.75 и 2.17 м.д., ²J (НН) 8 Гц.

С целью оценки биологической активности изучено влияние водных растворов аммонийных и гидразониевых солей 1-метил-2,2-дихлорциклопропанкарбоновой кислоты на энергию прорастания и лабораторную всхожесть семян зерновых культур. Для достижения поставленной цели в лабораторных условиях были проведены опыты с подбором четырех проб с четырехкратной повторностью семян пшеницы, ржи и овса. Выявлено, что исследованные растворы оказывают стимулирующий эффект по сравнению с контролем. Максимальный результат получен при проращивании семян в 0,001% растворе.

Новизна проекта заключается в разработке усовершенствованных методов синтеза неописанных ранее аммонийных и гидразониевых солей 1-метил-2,2-дихлорциклопро-панкарбоновой кислоты и изучении их рострегулирующего действия на всхожесть семян зерновых культур.

ТЕЗИСЫ.

ФИО автора работы: Черемисина Ксения Юрьевна

Образовательное учреждение: МОАУ "Гимназия №1" г.Оренбурга

ФИО, должность и место работы научного руководителя: Полянская Елена Евгеньевна, доцент кафедры физики, методики преподавания физики и современных образовательных технологий ФГБОУ ВПО "Оренбургский государственный педагогический университет"

КРАТКАЯ ПОСТАНОВКА ЦЕЛЕЙ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объект изучения: физические основы электрокардиографии.

Предмет исследования: обработка результатов электрокардиографии статистическими методами.

Цель исследования: разработать методику определения сердечных заболеваний на основе сравнения данных медицинской статистики здорового человека с больными мерцательной аритмией, синусовой тахикардией и желудочковой экстрасистолией. 

Задачи:

1. определить понятие "электрокардиографии" и рассмотреть физические основы ЭКГ;

2. собрать информацию о диагностических методах исследования в медицинской практике;

3. рассмотреть принципы построения электрокардиограмм;

4. собрать медицинские показатели работы сердца здорового человека, больных мерцательной аритмии, синусовой тахикардии, желудочковой экстрасистолии;

5. проанализировать изменение длительности интервалов по ЭКГ при сердечных заболеваниях  (мерцательная аритмия, синусовая тахикардия, желудочковая экстрасистолия).

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

     В данной работе представлены результаты исследования по теме "Физика ЭКГ в задачах медицинской статистики". При работе над проектом мы использовали такие методы исследования, как теоритический  анализ литературы по проблеме, анализ медицинских показателей работы сердца, статистический анализ полученной информации. В ходе работы была получена методика определения сердечных заболеаний на основе анализа данных медицинской статистики здорового человека с больными мерцательной аритмией, синусовой тахикардией, желудочковой экстрасистолией. 

Разработанная методика позволяет:

1. при помощи теории вероятностей и статистики построить математическую модель, с помощью которой специалист "в пару кликов" может поставить предварительный диагноз;

2. при наличии специальной математической программы GeoGebra и данных, полученных при снятии электрокардиограммы поставить более точный диагноз (на примере трех наиболее распространенных заболеваний), опираясь на построенную математическую модель;

3. наглядно представить основные перебои в работе сердца в зависимости от значения среднеквадратического отклонения и математического ожидания при расшифровке электрокардиограмм.

АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

     Своевременно полученные данные для кардиолога, которые может дать расшифровка элктрокардиограмм у детей и взрослых, позволяют разработать объективную стратегию борьбы с недугом, предотвратить возможность возникновения заболеваний. Однако даже опытный специалист может испытывать определенные трудности при расшифровке ЭКГ, что и определяет актуальность нашей работы. 

ЗНАЧИМОСТЬ И НОВИЗНА ИССЛЕДОВАНИЯ

     Разработанная методика позволяет работать с новейшими лицензионными программами для построения математических моделей. Достоинствами используемой в ходе исследования программы GeoGebra являются удобный интрефейс, свободный доступ в сети Интернет и простота в использовании. Даже специалисты широкого профиля, обладающие минимальными знаниями в снятии показаний с электрокардиограмм, с легкостью могут произвести несложные расчеты и внести необходимую информмцию в программу. Такой универсальный подход к диагностике сердечных заболеваний позволяет наиболее точно поставить предварительный диагноз на основе графичексого представления математической модели для работы сердца конкретного человека. При этом можно произвести сравнения графиков здорового человека и больного сердечным заболеванием, наложив их друг на друга, что позволяет детально рассмотреть отклонения в работе сердечной мышцы. 

ИТОГИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Мы познакомились с понятием электрокадиографии, рассмотрели физические основы ЭКГ и собрали информацию о диагностических методах исследования в медицинской практике. Благодаря этому была разработана методика определения сердечных заболеваний на основе статистического анализа медицинских данных здорового человека с больными мерцательной аритмией, синусовой тахикардией, желудочковой экстрасистолией. 
2. Результаты исследовнаия  в будущем помогут усовершенствовать методику, добавив ко всему зависимость от физических особенностей организма, пола, возраста и т.п. Также планируется предложить методику в лечебные учреждения и в зависимости от отклика специалистов внести соответсвующие коррективы. 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Научная литература:

1. Л.Ф. Добро, Н.М. Богатов Биофизика. Лабораторный практикум. Часть 1 М. - 2009. - С.50

2. В.Н.Федорова, Е.В. Фаустов Медицинская и биологическая физика. Курс лекций с задачами:  учебное пособие М. - 2008. - С.254-261

Интернет-источники

3. Расшифровка кардиограммы у детей и взрослых: общие принципы, чтение результатов, пример расшифровки: http://www.tiensmed.ru/

4. Физические основы электрокардиографии: https://cribs.me/

5. Функциональные методы исследования в кардиологии:  http://heal-cardio.ru/

6. Электрокардиография (ЭКГ): http://ledi-dieta.com/

Название научной работы:"Исследование оптимальных условий для успешного развития и размножения пчёл".
 Автор работы:Коперский Никита Юрьевич.Обучающийся МБОУ СОШ №26, 10 «А» класс.
 Научный руководитель:Придворова Ольга Михайловна, учитель физики МБОУ СОШ №26.
 Цель: выявить комфортные условия (температура, влажность, освещённость) для прожи-вания пчелиной семьи.
 Методы исследования:
-Теоретический (изучение и анализ литературы, постановка целей и задач).
-Практический (проведение химического анализа и постановка опытов).
-Эмпирический (наблюдения, описания и объяснения результатов исследований).
Актуальность исследования: в научной литературе существует огромное количество различных методов ведения пчеловодства, но мало проверенной информации экспериментально, поэтому моя работа имеет практическое значение.
Описание научной работы
Главной задачей всей работы является детальное изучение различных физических факторов на жизнь и развитие пчелиной семьи, поэтому работа проводилась поэтапно.
Первый этап. 
После изучение необходимой литературы начал экспериментально выявлять потенциальные возможности реагирования пчелиной семьи на изменения в окружающей среде. Выявил закономерности дивергенции и рассмотрел различные типы зимовки пчёл в зависимости от температуры окружающей среды.
Второй этап.
Консультировался в опытными пчеловодами для нахождения благоприятных условий проживания пчелиной семьи в зависимости от влажности. Провел эксперимент, результаты которого показали влияние влажности на улей и на пчел.
Третий этап.
Изучил влияние солнечной энергии на жизнь и работоспособность пчелиной семьи, провел необходимый эксперимент.
Пятый этап.
Это заключительный этап, в котором подвёл итог всей моей работы. Данная исследовательская работа поможет выявить комфортные условия (температура, влажность, освещённость)  проживания пчелиной семьи в различных регионах страны.
Значимость и новизна исследования: некоторые пчеловоды станицы Челбасской, основываясь на результатах работы, суме-ли сохранить пчелиные семьи от вымирания. В своей работе я проводил эксперименты, которые не описываются в научной литературе, поэтому юному пчеловоду, незнающему толк в пчеловодстве,  понадобится.
Итоги исследования:

    - Необходимо по возможности предохранять пчелиные семьи от воздействий очень низких температур,

    - Оптимальный способ зимовки пчел это в обогреваемых помещениях с автоматиче-ским поддержанием температуры в районе +2 до +5°С или же зимовка в хороших омша-никах, где приблизительно такая же температура поддерживается естественным образом.

    - Пчёлам необходимо для благополучной зимовки хорошее утепление гнезда

    -Герметизацию потолка улья полиэтиленовой пленкой эффективнее проводить ранней весной (сразу после выставки пчел) поскольку это будет помогать семьям интенсивно наращивать силу.

     - При искусственном выводе ранних маток в периоды похолодания контролировать относительную влажность у маточников, чтобы увеличить количество выходящих маток и тем самым способствовать размножению пчел.

    - Когда температура окружающей среды опускается ниже оптимальной для пчёл, улей лучше ставить на открытой местности под прямыми солнечными лучами.

     - В жаркое время года необходимо предотвращать перегрев улья, ставя его в затенён-ное место.

Список литературы:
-Еськов Е.К. «Поведение медоносных пчел» - Москва: Колос, 1981
-Н.Л.Буренин и Г.Н.Котова «Справочник по пчеловодству» -Москва: Колос, 1984 -Рут А. «Пчеловодство» -Москва: Сельхозгиз, (1938)
 -А.Н.Ивлев «В чудесном мире пчёл» - Санкт-Петербург: Лениздат (1988)
-Шовен Р. «От пчелы до гориллы» - Москва: МИР (1965)
- Цветков И.П. «Пасека пчеловода-любителя»-Москва: Россельхозиздат (1976)
- http://apiary.su/biologiya-medonosnoj-pchely/pchyoly-i-temperatura-2/
- http://ylej.blox.ua/2014/01/Holodostojkost-rabochih-pchel.html
 - http://www.elkko.ru/content/view/143/

Кандалова Екатерина Алексеевна 10В

МБОУ «Экономический лицей» г.Новосибирск

Введение

Одним из направлений исследований в области искусственного интеллекта, основанным на попытках воспроизвести нервную систему человека, является нейронная сеть. А именно: способность нервной системы обучаться и исправлять ошибки, что должно позволить смоделировать, работу человеческого мозга.

Значимость и новизна

Наука, а в частности медицина и современные технологии, интенсивно развиваются. За этим развитием следует будущее, именно поэтому подрастающее поколение способствует интенсивному прорыву в этой области.

В настоящее время медицинская диагностика обычно проводится в 
медицинских учреждениях при помощи сложных приборов. Однако, современные  технологии, такие как: умные часы, фитнес-браслеты, телефоны с датчиками  позволяют получать достаточно много информации о сердечном ритме.  Последние научные исследования говорят о том, что используя эти данные, можно много сказать о здоровье человека.
Существуют исследования специалистов по машинному обучению, которые показывают, что ЭКГ-сигнал несет в себе информацию о функционировании всех систем организма, а не только сердца. При этом каждое заболевание по-своему «модулирует» ЭКГ-сигнал, а значит знаки приращений интервалов и амплитуд последовательных кардиоциклов можно использовать для диагностики информации о возможных проблемах со здоровьем у человека, в том числе на ранних этапах их возникновения.

Постановка задачи

В наше время проблема курения стала очень актуальна. Поэтому я решила совместить современные технологии с  современными проблемами. Задача моей работы состоит в том, чтобы создать алгоритм, который мог бы обнаружить курильщика среди некурящих людей на основе их кардиограмм. Обучающая выборка кардиограмм включает: 100 записей, из них 50 курящих и 50 некурящих.

Существуют решения для мониторинга сердечного ритма, например, решение от компании Кардиокварк. Они дают возможность регулярно отслеживать  сердечный ритм пациента даже без визита к врачу. Однако, их решение  требует дополнительного специализированного оборудования, в нашем случае  планируется использовать уже имеющиеся устройства пациента или же любого  из имеющегося на рынке (не обязательно одной модели).

Актуальность проекта
Для постановки диагноза необходимо построить модель 
диагностики. Сильной стороной метода является то, что модель 
формируется путем самообучения нейронных сетей алгоритмами без учителя,  тем самым возможно выделять не только те диагнозы, которые были  определены изначально, но и новые аномалии пациентов, не предъявляемые  ранее модели.

Методика решения                                        

Решение поставленной задачи основывалось на гипотезе о зависимости вариабельности ритма сердца (ВСР) от функционального состояния организма. Данная модель включает в себя обратную связь посредством периферической нервной системы через головной мозг, позволяющую управлять потоком крови, в том числе путем динамического управления частотой ритма сердца. 

Список данных, которые я использовала для построения карты:

1) EnLog — Энтропия «логарифмической энергии»;
2) EnTrs — Пороговая энтропия;
3,4) EnSamp — Две энтропии отсчетов с параметром 1 и 5;
5) NN22 — Число последовательных RR-интервалов, различающихся больше чем на 22 мс;
6) HRVTi — Триангулярный индекс гистограммы ритма сердца;
7) LF/HF — Отношение мощности низкочастотной к высокочастотной части спектра;
8) LFn — Отношение мощности низкочастотной части спектра к сумме мощностей низкочастотной и высокочастотной частей спектра;
9) SBxn — Отношение мощности спектра в диапазоне от 0.093 Гц по 0.125 Гц; 
10) SB1n — Мощность спектра в диапазоне от 0.0039 Гц по 0.0391 Гц.

Проблема в извлечении информации о влиянии никотина и других веществ на организм человека сводится к поиску параметров ВСР, обладающих наибольшей разделяющей способностью классов курящих и не курящих людей. Для создания алгоритма мы использовали самоорганизующиеся карты Кохонена.

Исследование заключалось в вычислении всего набора параметров для классов курящих и не курящих в записях обучающей базы и последующем совместном анализе их распределений. Выбирались только те параметры, плотности распределения которых имели значимые расхождения в какой-либо области.

Рассмотрим как карты Кохонена находят закономерности в исходных данных. Каждый объект характеризуется набором различных параметров, которые описывают его состояние. Таким образом нам надо на основании анализа параметров объектов выделить схожие объекты и представить результат в форме, удобной для восприятия. Будем считать, что объект имеет три признака (на самом деле их может быть любое количество).Теперь представим, что все эти три параметра объектов  представляют собой их координаты в трехмерном пространстве (в том самом пространстве, которое окружает нас в повседневной жизни). Тогда каждый объект можно представить в виде точки в этом пространстве.

После этого этот узел подтягивается к объекту. Затем выбирается другой объект (точка), и процедура повторяется. В результате мы получим карту, расположение узлов которой совпадает с расположением основных скоплений объектов в исходном пространстве.Теперь определяем, какие объекты у нас попали в какие узлы карты. Это также определяется ближайшим узлом – объект попадает в тот узел, который находится ближе к нему. В результате всех этих операций объекты со схожими параметрами попадут в один узел или в соседние узлы. С помощью полученной карты мы можем проанализировать курит человек или нет.

Результат

Из результатов тестирования видно, что в среднем показатели эффективности классификатора находятся в районе 60-70%.
Результат работ демонстрирует наличие теоретической и экспериментально подтвержденной связи между вариабельностью ритма сердца и функциональными изменениями организма, связанными с табакокурением.

Перспективы

Возможности применения алгоритма к другим заболеваниям и методам диагностики.

Природные индикаторы

ФИО автора работы: Руденко Варвара Дмитриевна
Образовательное учреждение : МБОУ лицей города Лобня.
ФИО научного руководителя: Сараева Надежда Михайловна, учитель химии лобненского лицея.

Актуальность выбора заключается в том, чтобы показать обычному человеку возможность применения подручных растительных средств в экстренной ситуации для определения химической среды.

Цель работы: изучение возможности использования растительных материалов, являющихся кислотно – основными индикаторами и применение их для определения рН некоторых сред.

Значимость и новизна: проведение в школьных условиях опытов по нахождению природных заменителей химических индикаторов.

Задачи исследования: 

1) Проанализировать литературу по данной теме.
2) Доказать экспериментальным путем возможность использования экстрактов плодов растений в качестве химических индикаторов.
3)Дать советы практического применения природных индикаторов в жизни человека.

Методы исследования: 

1.Исследовательский.
2.Практическая работа.
3.Аналитический.

Заключение. Я изучила литературу и провела опыты по результатам которых, я сформулировала несколько примеров применения природных индикаторов в массах. Благодаря им, человек может в любой момент воспользоваться подручным индикатором, не заботясь о поиске нужных приборов.

Я провела анализ методов очистки воды, применяемых людьми, и на его основе предложила собственное решение проблемы загрязненной воды. 

Я провела анализ методов очистки воды, применяемых людьми, и на его основе предложила собственное решение проблемы загрязненной воды. 

Флуоресцентные молекулярные роторы на основе порфиразинов как сенсоры локальной вязкости

Коган Анна Александровна, МБОУ «Лицей №40», г. Нижний Новгород

Научный руководитель: Шилягина Наталья Юрьевна, к.б.н., ННГУ им. Н.И.Лобачевского

На сегодняшний момент не существует подходов к ранней оценке эффективности проведенной фотодинамической терапии (одного из наиболее перспективных методов лечения онкологических заболеваний) и, следственно, к оценке дозы светового воздействия, которая приводила бы к полному разрушению опухоли. Одним из решений данной проблемы может быть использование фотосенсибилизаторов-молекулярных роторов, флуоресцентные свойства которых изменяются в процессе гибели клетки. Это становится возможным благодаря тому, что свойства внутриклеточной среды существенным образом изменяются в процессе фотодинамического воздействия.

Таким образом, целью работы является изучение новых флуоресцентных молекулярных роторов на основе порфиразиновых оснований для мониторинга процесса фотодинамической терапии. Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

• оценить принадлежность порфиразинов к классу флуоресцентных молекулярных роторов, а именно определить зависимость изменения интенсивности флуоресценции от вязкости среды и от концентрации сыворотки в среде;
• оценить возможность использования флуоресцентных молекулярных роторов для мониторинга фотодинамического процесса в эксперименте на клеточных культурах.

Молекулярные роторы – соединения, молекулы которых состоят из нескольких фрагментов, способных вращаться друг относительно друга за счет энергии внешнего воздействия, например, энергии поглощаемого кванта света. Их отличительной чертой является сильная зависимость параметров флуоресценции от вязкости среды. Известно, что вязкостные свойства внутриклеточной среды в процессе фотоиндуцированной смерти клеток существенно меняются, значит, предположительно, с помощью молекулярных роторов можно осуществлять мониторинг фотодинамического процесса непосредственно в процессе воздействия.

Объектом исследования является новое соединение тетра(4-фторфенил)тетрацианопорфиразин (далее порфиразин), синтезированное в Институте металлоорганической химии г. Нижнего Новгорода.

Для проверки гипотезы о принадлежности порфиразина к классу флуоресцентных молекулярных роторов был выполнен ряд экспериментов.

В первом эксперименте исследовалась зависимость интенсивности излучения, испускаемого облученным фотосенсибилизатором, от концентрации белка в растворе. Изменялась концентрация белка и для каждого ее значения измерялась интенсивность излучения. Было получено, что с увеличением концентрации сыворотки в культуральной среде интенсивность флуоресценции возрастает. При этом положения максимума флуоресценции и ширина спектра сохраняются.

Второй эксперимент основывался на изменении вязкости раствора. Использовался спирто-глицериновый раствор. Изменялось соотношение спирта и глицерина (от стопроцентного глицерина до стопроцентного спирта) и для каждого его значения измерялось значение интенсивности излучения фотосенсибилизатора. Было получено, что при увеличении процентного содержания глицерина в этанол-глицериновых растворах интенсивность флуоресценции порфиразина многократно возрастает.

В третьем эксперименте измерялась разница времен жизни флуоресценции в облученных клетках и клетках, не подвергавшихся облучению. Фиксировалось изменение вязкости клетки по изменению времени жизни возбужденного состояния. Было видно, что уже через 50 минут после светового воздействия время жизни возбужденного состояния порфиразина в облученной зоне возрастет, что свидетельствует об изменении состояния внутриклеточной среды и функционального состояния клетки.

После получения и обработки результатов экспериментов были сделаны следующие выводы: так как при увеличении концентрации белка или при увеличении вязкости раствора интенсивность флуоресценции исследуемого порфиразина возрастает, можно считать его флуоресцентным молекулярным ротором; также он может быть сенсором вязкости и, как следствие, использоваться для оценки эффективности проведенной фотодинамической терапии.

СИСТЕМА УКЛОНА ОТ ПРЕПЯТСТВИЙ В ОКРУЖАЮЩЕМ ПРОСТРАНСТВЕ НА ОСНОВЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ.

SYSTEM OF A BIAS FROM OBSTACLES IN SURROUNDING SPACE
ON THE BASIS OF ELECTROMAGNETIC FIELDS.

Пикалова Елена

(г. Курск, МБОУ СОШ с УИОП №7 имени А.С. Пушкина, 11А)

Крыжевич Л.С.,
доцент кафедры математического анализа
и прикладной математики ФГБОУ ВО КГУ,
кандидат технических наук.

Согласно данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) в мире
45 млн. человек лишены зрения и еще 135 миллионов страдают различными его дефектами. В России, по данным независимых источников, каждый второй житель имеет какое-либо нарушение зрительной системы. Число абсолютно слепых россиян на сегодняшний день составляет порядка 100 тыс. человек, инвалидов по зрению - около 600 тысяч. В общей сложности, по данным Российского научного общества офтальмологов [1], в России проживает более миллиона слепых и слабовидящих людей, из них детей -100%-х инвалидов по зрению - примерно 34 тысячи (данные на 2009 год).

Целью научно-исследовательской работы является создание технического устройства на основе электромагнитных полей, который помогает людям ориентироваться в окружающем пространстве.

Разрабатываемая система имеет 4 контура, для генерации электромагнитного поля вокруг объекта. Частота собственных колебаний контура, цепь которого составлена из конденсатора и катушки индуктивности, в которой не происходит потери энергии, может быть найдена по формуле:                          $f_0=\frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}$      (1)

При приближении к неподвижному наблюдателю быстро движущегося объекта, нарушается частота генерации. При движении источника и приемника электромагнитных волн относительно друг друга также наблюдается эффект Доплера и испускаемая электромагнитная волна имеет более высокую частоту, а при удалении от наблюдателя – более низкую, чем  сигнал того же объекта в неподвижном состоянии:

                                                      $f=\frac{f_0\sqrt{1-{\displaystyle \frac{v^2}{c^2}}}}{1+{\displaystyle \frac{v}{c}}\cos Ɵ}$   (2)

В общем случае вектор относительной скорости можно разложить на составляющие: одна обеспечивает продольный эффект, другая – поперечный.

Существование поперечного эффекта Доплера следует непосредственно из замедления времени в движущихся системах отсчета.

Из (2) была выведена формула для вычисления скорости перемещения объекта:

                                                   $v=c\times \frac{f^2-{f_0}^2}{f^2+{f_0}^2}$   (3)

Данная закономерность и будет использоваться для вычисления скорости перемещения объекта в пространстве.

На основе вышеизложенных принципов стало возможным построить систему оповещения пользователя о приближении к опасному объекту. Внутреннее устройство данного прибора необходимо изобразить в виде следующей схемы (рис. 1):

Рис. 1. Схема устройства.

Микроконтроллер собирает потоковые данные с 4 электромагнитных датчиков об изменении несущей частоты сигнала. Данные датчики имеют питание 12 В и ток до 50мА. Электромагнитные датчики генерируют поле с частотой 600 МГц, которые установлены по окружности пояса с разных сторон тела человека. Когда потенциальное препятствие попадает в электромагнитное поле, он создает дополнительную емкость, в связи с чем происходит смещение частоты (1). Это изменение передается на блок управления. Стоит учесть, что напряжение на электромагнитных сенсорах 12 В, а на принимающем блоке управления порты поддерживают наибольшее напряжение в 5В. В связи с чем необходимо использовать делить напряжения.

Данные от каждой ленточной антенны поступают на аналоговые порты Arduino, с целью повышения уровня точности. Каждый поток обрабатывается независимо друг от друга. По формуле (3) микроконтроллер вычисляет скорость приближения к препятствию и определяет уровень опасного сближения с ним. Как например, если частота сигнала увеличилась до 610 МГц, то это означает, что скорость достигает значения

            Данная скорость соответствует низкому уровню опасности. Далее по цифровым выходам передается сигнал на вибрационные двигатели в различных зонах тактильных ощущений человека.

Таким образом, человек, чувствуя вибрацию, понимает опасность сближения с препятствием, с какой стороны его ждет преграда и как быстро это произойдет.

Литература.

1. . Королева А. В. Организация и содержание психолого-педагогической работы с детьми с нарушениями зрения: методические рекомендации с использованием опыта работы МБДОУ «Детский сад № 60 компенсирующего вида» г. Сыктывкара [Электронный ресурс] [сост] ; Мин-во образования Респ. Коми, Коми респ. ин-т развития образования.–Сыктывкар: КРИРО, 2015.–46с.–Серия «Федеральный государственный образовательный стандарт дошкольного образования»
2. Изюмов Н.М. Линде Д.П. Основы радиотехники -4-е издание, перераб. и доп. -М.: Радио и связь, 1983. - 376 с.
3. Делитель напряжения. [Электронный ресурс] Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Делитель_напряжения (дата обращения 8.11.2016).
4. Резистор. Конспект лекций [Электронный ресурс] Режим доступа: http://wiki.amperka.ru/конспект-arduino:резистор (дата обращения 8.11.2016).

Приложения

Рис.1. - Свободные колебания в контуре.

Рис. 2. Затухающие колебания.

Рис. 3. Эффект Доплера

Рис. 4. Схема устройства.

Рис. 5. Изображение блока управления.

Рис. 6. Схема делителя напряжения.

Рис. 7. Таблица определения напряжения резистора.

Рис. 8. Резисторы, использующиеся в устройстве.

Рис. 9. Внешний вид устройства.

Рис. 10. Внешний вид устройства.

Что такое мыло с точки зрения химии?

Ноздринова Виктория Сергеевна.

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №25 г.Сочи.

Руководитель: Горпинченко Дина Васильевна,учитель химии МОУ СОШ№25 г.Сочи.

Цель: рассмотреть роль химии в повседневной жизни человека, выявить причинно-следственную связь между составом, строением и свойствами синтетических моющих средств (на примере мыла) и действие мыла на кожу человека.

Задачи: рассмотреть состав, свойства и строение мыла и его компоненты, изучить влияние мыла на кожу человека.

Методы: провести органолептические и физико-химические исследования, с помощью которых можно выявить наиболее подходящее мыло.

В экспериментальной части практической работы была проведена сравнительная оценка качества четырех обрасцов твердых мылов и одного жидкого крем-мыла.Опыт№1.Органолептические показатели туалетных мылов.Опыт №2.Анализ на исследование мыла при намыливании.Опат №3Показатель пенообразующей способности.Опыт№4.Скорость растворения рассчитываем по формуле V=1000/T.ult T-продолжительность растворения 1г мыла в 1 мин.Опыт№5 Кислотность среды.Опыт №6.Определение содержания глицирина в туалетном мыле.Для этого 1 г исследуемого мыла растворяем в 50 мл воды,к мыльному раствору добавляем 10 мл свежеприготовленного раствора гидрооксида меди Cu(OH)2/При добавлении гидроксида меди,раствор должен становиться ярко-синего цвета.

7.Актуальность исследованич.Как выбрать мыло под тип кожи.Специалистами опытами подтверждено,что на чистой коже микробы гибнут.Кожа выделяет особые защитные вещества,которые разрушают белки бактерий.Во время мытья с кожи удаляется до 1,5 млрд.микробов.Уже из этого вытекает необходимость содержать кожу в чистоте.Поскольку мыло извлекает из поверхностного слоя кожи не только загрязнения,но и жиры,порой чрезмерно ее высушивая,в туалетные мыла добавляют вещества,которые помогают сохранить нормальное содержание жиров и влаги в коже и самое благоприятное для нее значение кислотности.Это такие добавки,как высшие спирты,эфиры янтарной и молочной кислоты,глицерин.

При исследовании органолептических показателей туалетных мылов,было установлено,что исследуемые сорта мыл соответствуют ГОСТу 28546-2002 "МЫЛО ТУАЛЕТНОЕ.Общие технические условия".

При исследовании пенообразующей способности исследуемых мылов,было установлено,что самая высокая пенообразующая способность у мыла "Абсолют",а наименьшей пенообразующей способностью обладает мыло"Dove".Наличие большой пены обусловлено большим количеством активного ПАВ-Disodlum Distyrylblphenyl Disulfonate(Динатрия дисульфонат),который приводит к большой пенообразующей способности и является вредным для кожи.

При исследовании скорости растворения исследуемых мылов было установлено,что скорость растворения туалетных мылов зависит от процентного содержания жирных кислот.Более быстро растворилось мыло "Lactimilk",что говорит о низком содержании жирных кислот.Дольше всех растворялость  мыло "Абсолют"

При исследовании кислотности среды туалетных мылов было установлено,что мыло "Детское","Fax" и "Lactimilk" имеют нейтральную среду,мыло "Dove" имеет кислую среду-плохо мылятся и плохо удаляют загрязнения с кожи.Мыло "Абсолют"имеет слабощелочную среду,это значит,что основу этого мыла составляют пальмитат и стеарат натрия,которые образуют растворы со слабощелочной средой и это мыло лучще растворяет грязь с кожи.

При исследовании туалетных мылов на наоичие глицерина,было установлено,что он присутствует в каждом мыле,но в различных количествах.Там,где раствор приобретал не ярко синее окрашивание,количество глицерина не соответствует норме.

Для мытья рук лучше использовать:"Детское","Fax" и "Lactimilk"-оно увлажнит кожу рук и окажет бактерицидное действие

Список литературы:

1. ГОСТ 28546-2002. Мыло туалетное твердое. Общие технические условия. М.: Изд-во стандартов, 2003.
2. Герасимова И.В. Технология туалетного мылa.-М.: Экономика, 1998.-314с.
3. Ердакова В.П. Современные косметические товары: ассортимент, потребительские свойства, экспертиза качества. Часть 3, изд-во Алтайского государственного техн. универ-та, Бийск, 2007.
4. Почерников. В.И. Альтернативные технологии твёрдого мыла-2007 с.30.
5. Тоббин И.И. Справочник по мыловаренному производству – М 1991 г.

МЭПУ «ЭПИБЛОК» Медицинское Электромагнитное Портативное Устройство Блокатор Приступов Эпилепсии

 Щелманова Екатерина, Мамчич Дарья

МАОУ "Лицей №82" г. Нижний Новгород

Научный руководитель: Почтарева Наталья Михайловна, учитель биологии

Одним из самых распространённых и серьезных заболеваний является эпилепсия.   К сожалению, эта проблема очень актуальна в наше время. Множество людей страдают этим страшным заболеванием и не знают путей выхода из него, так как в данный момент не существует панацеи от этой болезни. Мы предлагаем вашему вниманию модель МЭПУ «Эпиблок» - медицинское электромагнитное портативное устройство, которое сможет вылечить эпилепсию у людей любого возраста, с высокой частотой случающихся приступов. 

Во время исследований, используя опыт Генриха Герца, мы установили свойства электромагнитных волн, среди которых способность проходить через небольшие расстояния (до 1 м), в зависимости от подаваемой мощности. Проведя опыт на базе школьной лаборатории, мы установили, что электромагнитные волны могут проходить через тела малой и средней плотности (головной мозг и черепная коробка). 

Целью нашей работы является разработка аппарата по выявлению и предотвращению эпилептиформной активности. 

Задачи работы: 

• Изучить заболевание эпилепсия и причины его возникновения
• Разработать и построить модель МЭПУ «Эпиблок»
• Выявить возможные проблемы при создании аппарата (неполадки при работе, неэффективная работа аналитических программ и так далее) и их предотвращение
• Получить новые знания в области когнитивной нейробиологии.

Взаимодействие растений путем естественного электромагнитного излучения;

Александрова Дарья Дмитриевна;

НЧОУ "Лицей "ИСТЭК";

 Мажник Анатолий Павлович, учитель физики в НЧОУ "Лицей "ИСТЭК";

Цель работы:

- проверка предложенной автором гипотезы о возможной выработке эндогенных фитогормонов в одних растениях под действием естественного электромагнитного излучения других растений.

Предмет исследования:

- воздействие естественных электромагнитных полей одних растений на другие в природных и экспериментальных условиях.

Объект исследования:

- естественное электромагнитное излучение проросших семян растения кукурузы на точку роста орхидеи.

Методы исследования:

- изучение учебной и научной литературы

- патентный поиск

- экспериментальные исследования

В процессе жизнедеятельности растения воздействуют друг на друга. В основном, изучению подвергают прямое их взаимовлияние: химическое или физическое. В данной работе автором рассмотрен иной вид взаимодействия растений: путем электромагнитных излучений. Известно, что внешние электромагнитные волны естественного(солнечный свет) или искусственного происхождения(ЛЭП) оказывают значительное влияние на рост и развитие растительного организма. Например, красные(720-600нм) и оранжевые(620-595нм) солнечные лучи являются поставщиками энергии для фотосинтеза, синие и фиолетовые лучи(490-380нм) стимулируют образование белков и регулируют скорость развития растения. Световой сигнал также предопределяет формогенез, влияя на прорастание семян, диэтиоляцию, инициирование запуска новых генетических программ, ускорение или ингибирование деления клеток, развитие тканей, органов и целого растения. Электромагнитное излучение ЛЭП угнетает рост растений и может привести даже к их механическим повреждениям. Особого внимания заслуживает факт способности растения в разные периоды своей жизни генерировать электромагнитное излучение и воздействовать им на другие растения и их части. Для наименования такого излучения нет отдельного термина, поэтому в дальнейшем будем называть его естественным электромагнитным излучением (ЕЭИ). После изучения различной литературы, описаний опытов и экспериментов на данную тему, автором была высказана гипотеза о том, что причиной изменений, происходящих в растении под действием ЕЭИ, является стимуляция этим излучением выработки эндогенных фитогормонов в облучаемом растении и изменение их баланса. Фитогормоны - вещества,в малых количествах оказывающие регуляторное влияние, которое управляет физиологическими процессами. Известны пять основных групп фитогормонов: ауксины, цитокинины, гиббереллины, абсцизины и этилен. Так как в распоряжении автора не имеется оборудования, позволяющего непосредственно измерить количественное содержание фитогормонов в растениях, подвергшихся ЕЭИ, было решено применить косвенный метод для подтверждения предложенной гипотезы. В рамках этого метода на данный момент проведено два эксперимента. Для их реализации автором было изготовлено специальное устройство, выполненное из алюминиевого сплава в соответствии с $\left[9\right]$. Оно представляет собой эллипсоид вращения с горловиной сверху, в которую вставляется пробка, позволяющая размещать объект-излучатель в верхней фокусной точке. Нижняя часть эллипсоида обрезана по второй фокальной плоскости для удобства размещения реципиента. Данное устройство позволяет концентрировать все излучение от объекта, размещенного в первом фокусе, в зону второго фокуса и защищает всю систему от воздействия внешних электромагнитных полей.

Степень изученностии проблемы: 

- малоизучена.

Актуальность:

- выявление природы и закономерностей воздействия естественного излучения одних растений на другие позволит лучше понять механизмы, лежащие в их основе. Это даст возможность более эффективно восстанавливать лесные ландшафты и получать более высокие урожаи в сельском хозяйстве.

Выводы:

1) Впервые высказана и экспериментально подтверждена гипотеза о том, что под действием естественного электромагнитного излучения одних растений в других растениях вырабатываются эндогенные фитогормоны и изменяется их баланс.

2) На основани данной гпотезы объяснены эксперименты профессора И.С. Марченко о воздействии растений друг на друга в лесных экосистемах.

3) Впервые высказана гипотеза о возможности влияния солнечного света, прошедшего сквозь листы растений, на другие растения, находящиеся по ходу движения луча.

4) Произведен патентный поиск, который показал, что ранее предложенный способ размножения орхидей не был известен. Готовится заявка на патент РФ на изобретение "Способ размножения орхидей".

Список литературы:

1) Виленский Е.М., Бойко В.В. Растение раскрывает свои тайны. -М.:Колос, 1984.-159с.

2) Галактионов С.Г. Биологически активные. Серия "Эврика".-М.:Молодая гвардия, 1989. 270с.

3) Гурвич А.Г. Теория биологического поля. -М.:Совестская наука, 1944.-156с.

4) Интернет ресурс: http://lesopark.su/content/view/81/34/

5) Интернет ресурс: http://domir.ru/house/?file=jirmunskaya2.php

6) Казначеев В.П., Михайлова Л.П. Сверхслабые излучения в межклеточных взаимодействиях. Новосибирск: Наука, 1981. -145с.

7) Котов Б.С., Гавинский Ю.В. О новом методе электромагнитной информационной стимуляции семян растений для повышения их продуктивности. Бийск: НПО "Алтай", 1998.-14с.

8) Котов Б.С., Гавинский Ю.В. Патент РФ №2090062 от 20 сентября 1997. Способ получения новых форм растений и устройство для направленной передачи наследственной нформации.

9) Котов Б.С., Гавинский Ю.В. Патент РФ №2108028 от 10 апреля 1998. Способ предпосевно обработк семян и установка для его осуществления.

10) Котов Б.С., Гавинский Ю.В., Ротанин А.В., Кравченко С.В., Козлов И.Н., Черкашина О.В. Патент РФ №2069949 от 10 декабря 1996. Устройство для направленной передачи наследственной информации.

11) Мажник А.П., Мажник Е.В., Вечернина Н.А., Таварткиладзе О.К. Патент РФ №2303348 от 10 июня 2004. Способ получения растений-регенерантов.

12) Максимова Т.В. Гормоны растений.//Биология. №46,2001. С.1.

13) Марченко И.С. Биополе лесных экосистем. /Брян. гос. инженер.-технол. акад., 1995.- 188с.

14) Прищеп Л.Г., Зильберман П.Ф. Электромагнитное излучение в процессе прорастания семян.//М и ЭСХ, 1984,№6. 57-58с.

15) Цзян Каньчжен Ю.В. Патент РФ №2507808 от 10 апреля 1996г. Способ омоложения организма.

Исследование метода распознавания живых объектов по поверхностной перестановочной симметрии их изображений

(Тезисы*)

Автор: Романов Михаил,

МБОУ «Лицей физики, математики, информатики №40» при УлГУ, 11Б класс,

Руководитель: Иванов Илья Петрович, Центр «Солярис» при УлГУ

*В кратком описании приведены тезисы. Полный текст работы находится во вложении

Наша цель заключается в том, чтобы, исходя из самых общих свойств живых организмов, разработать метод, позволяющий автоматически распознавать их на фото- и видеоматериалах.

Для её достижения мы поставили перед собой следующие задачи:

1. Анализ наиболее общих свойств жизни. Изучение научных трудов на эту тему.
2. Разработка метода автоматического распознавания живых объектов и адаптировать к нему идеи, изложенные в научных трудах.
3. Написание на основе данного метода программы обработки изображений.
4. Исследование программы на тестовых объектах для верификации предложенного метода.
5. Анализ полученных результатов и определение перспектив работы.

Для определения общих свойств живых организмов мы использовали идеи из фундаментальной работы Эрвина Шрёдингера [1], автор которой рассматривал живые организмы, как системы, «питающиеся отрицательной энтропией» (современное название – негэнтропия). Повышение негэнтропии, как свойство живого, упоминается и в книге Александра Маркова [2].

Термодинамическая энтропия связана с понятиями макросостояний и микросостояний. Теоретически её можно определить по формуле Планка-Больцмана:

S = k * ln (Ω),

где k – постоянная Больцмана, а Ω – число возможных микросостояний, соответствующих данному макросостоянию (так называемый статистический вес данного макросостояния).

Однако, мы пришли к выводу, что идеи Шрёдингера нуждаются в адаптации к применению для анализа изображений: требуется постулирование несколько гипотез.

1) Будем рассматривать важнейшим свойством живых организмов особый характер энтропийных процессов в них - отличный от таковых в неживых объектах, хотя и не нарушающий 2-го начала термодинамики. А именно:

а) живые объекты характеризуются тем, что рост энтропии внутри них происходит, по меньшей мере, медленнее, чем в окружающей среде; в частности, их энтропия может и понижаться;

б) вокруг живых объектов в процессе их жизнедеятельности возникает зона повышенной энтропии; так что, суммарная энтропия системы «живой организм + среда» растёт.

Таким образом, гипотеза заключается в рассмотрении изменения энтропии живыми организмами как их характерной особенности.

2) Процессы на внешней поверхности живого организма определяются его внутренними процессами и являются внешними проявлениями последних.

3) Энтропию объекта можно оценить по величине перестановочной симметричности Symm участков его изображения, т.е. количеству пар совпадающих по цвету его точек.

Для исследования предложенного метода нами создана программа «Biology Enthropy Recognizing Program» (BERP), которая анализирует изображения на предмет выявления областей с низкой Symm, которые могут быть идентифицированы как места возможного нахождения живых объектов.

Алгоритм работы программы следующий.

Первый этап. После загрузки изображения, исследователем (пока вручную) выбирается размер области (окошка), внутри которой вычисляется Symm в данном окошке. Далее окошко сдвигается на один пиксель, вычисления повторяются, пока, таким образом, не будет просканировано всё изображение. Затем, по вычисленной Symm каждого положения окошка строится карта симметрии исходного изображения, представляющая из себя изображение в палитре Grayscale 256, цвет каждой точки которого Col соответствует величине Symm внутри соответствующего окошка, отмасштабированной к интервалу [0; 255]:

Col = 255 * (Symm/ Symm_max),

где Symm_max – макс. возможное значение Symm при данном размере окошка (см. рис.1).

Второй этап обработки состоит в выделении тех точек полученной карты симметрии, значение которых меньше либо равно заданному исследователем граничному уровню Symm_L и заливке белым цветом остальных точек. Таким образом, на карте симметрии остаются видимыми только низкосимметричные области (см. рис.2).

На третьем этапе обработки карта симметрии полупрозрачно налагается на исходное изображение. Тем самым, обозначаются возможные места нахождения живых объектов.

Задача создания IT-систем распознавания живых объектов на изображениях является актуальной в различных областях человеческой деятельности. Важнейший пример: необходимость установки таких систем на космические зонды, которые будут направляться к дальним космическим объектам, для обнаружения форм жизни, которые могут существенно отличаться от земных. Применение практического подхода носит фундаментальное значение, как универсальный метод, описывающий живые организмы, таким образом позволяя ответить на основной вопрос биологии об основном всеобщем признаке жизни.

В известных нам подобных методах (см., например, [3]) присутствует ключевой недостаток: они основаны на использовании нейросетей с уже готовыми базами данных, настроенных на распознавание отдельных видов живых существ (людей, котов, собак и т. д.). Это делает данные методы узкоспециализированными, т.е. позволяющими обнаруживать лишь те объекты, свойства которых уже содержатся в программе.

На данный момент программа находится в состоянии тестирования. Однако, уже проведённые тесты выявили следующие её свойства:

• программа выделяет те области, которые интуитивно оцениваются, как имеющие наиболее разнообразную структуру; в частности, на изображениях людей программа часто выделяет лица, а в лицах - глаза (см. рис. 3);
• размер распознаваемых участков коррелирует с размером окошка: оптимально распознаются области, совпадающие по масштабу с размером окошка; более мелкие объекты программа распознаёт хуже;

Проведённые на данный момент тесты указали на возможные хорошие перспективы данного метода. Однако, они выявили необходимость его дальнейшей модернизации. В частности, возможна оптимизация алгоритма по скорости, а также поиск контрастных по Symm областей. Кроме того, реальные живые объекты характеризуются динамичностью поддержания собственного низкоэнтропийного состояния и сброса энтропии в окружающую среду. А данная версия программы пока анализирует лишь статическое изображение.

Поскольку программа исходит из более общих принципов, она может быть обучающей программой для обычных нейросетевых распознавателей живого, основанных на менее общих принципах.

Преодоление этих недостатков определяет перспективу нашей дальнейшей работы.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Рис. 1. Схема первого этапа работы программы BERP

Рис. 2. Схема второго этапа работы программы BERP         

а)

б)

в)

Рис. 3. Пример обработки изображения: а) исходное изображение размером 846 на 566 пикселей; б) карта симметрии с размером окошка 10 на 10 пикселей, Symm_L = 1 (без наложения); в) окончательная обработка с размером окошка 200 на 200 пикселей, Symm_L = 1 (с наложением).

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Шрёдингер Э. Что такое жизнь? С точки зрения физика / Э. Шрёдингер – М., 1972.с.5-86 \\ http://filosof.historic.ru/books/item/f00/s00/z0000762/
2. Марков А. Рождение сложности. Эволюционная биология сегодня: неожиданные открытия и новые вопросы / А. Марков – М.: АСТ, 2010
3. Дикарев В.И., Заренков В.А., Койнаш Б.В., Заренков Д.В. Способ обнаружения живых объектов и устройство для его осуществления \\ http://www.findpatent.ru/patent/226/2260816.html

НОВЫЕ ФАКТЫ О ЭЛЕКТНОВЫЕ ФАКТЫ О ЭЛЕКТРОФИЗИКЕ БИОСИСТЕМ.

Кудинова Анна Александровна (Московская обл., Сергиев Посад, МБОУ «Физико-математический лицей», 10 класс)

Руководитель: Классен Н.В. , зав. лабораторией оптической прочности и диагностики кристаллов, К.ф.-м.н., доцент, ИФТТ РАН

Задачи: Доказать роль пьезоэлектрического поля целлюлозы и коллагена в процессах питания растений и живых организмов экспериментально и теоретически. На основе полученных результатов разработать полезные модели

Методы:  эксперимент, лабораторный опыт, изучение и обобщение, анализ результатов опытов и экспериментов. В качестве оборудование использовалось инструменты из школьной лаборатории. 

Основные результаты: Первый новый факт о пьезоэлектричестве - формирование электрических потенциалов  деформацией  ветвей  деревьев, стеблей травы и даже  побегов комнатных цветов. Такие потенциалы доходили до вольта даже при незначительных деформациях. И наоборот - при приложении к ветвям или стеблям импульсного или синусоидального электрического поля на расстоянии до пятидесяти сантиметров пьезоэлектрическим датчиками в них регистрировались акустические колебания. Пьезоэлектрическая активность входящих в состав человеческого организма биополимеров ДНК и коллагена  определялась нами по их переориентировке в водных суспензиях с  этими молекулами под действием  слабого электрического поля (порядка 100 в/см). Второй факт – неоднородное электрическое поле в водной суспензии с молекулами или наночастицами группирует  их в своем минимуме. Это объясняется аномально большой электрической поляризуемостью воды. У всех растворенных в биожидкости  компонентов коэффициент поляризуемости намного меньше, поэтому они для понижения электростатической энергии и выталкиваются в минимумы поля. И когда по сосудам растения или животного распространяется волна связанных деформации и электрического поля, она увлекает за собой содержащиеся в биожидкости компоненты питательных веществ. У млекопитающих такие электромеханические волны генерируются в сосудах ударами сердца. И именно в этом  состоит в первую очередь функция ударов сердца (а не в проталкивании потока крови через сосуды). В растениях такого рода электромеханические волны (которые у человека называются пульсовыми) возникают при импульсах пьезоэлектрического поля, индуцированных деформациями ветвей или даже листьев под действием ветра. Кроме того, мы обнаружили, что переменное электрическое поле генерируется в листьях и при их освещении.

Заключение: Показана и обоснована роль пьезоэлектрического поля целлюлозы и коллагена в системах живых организмов. На основе этих свойств биополимеров разработана схема энергосберегающего насоса, предложена схема нового типа ветряной электростанции.РОФИЗИКЕ БИОСИСТЕМ.

Кудинова Анна Александровна (Московская обл., Сергиев Посад, МБОУ «Физико-математический лицей», 10 класс)

Руководитель: Классен Н.В. , зав. лабораторией оптической прочности и диагностики кристаллов, К.ф.-м.н., доцент, ИФТТ РАН

Задачи: Доказать роль пьезоэлектрического поля целлюлозы и коллагена в процессах питания растений и живых организмов экспериментально и теоретически. На основе полученных результатов разработать полезные модели

Методы:  эксперимент, лабораторный опыт, изучение и обобщение, анализ результатов опытов и экспериментов. В качестве оборудование использовалось инструменты из школьной лаборатории. 

Основные результаты: Первый новый факт о пьезоэлектричестве - формирование электрических потенциалов  деформацией  ветвей  деревьев, стеблей травы и даже  побегов комнатных цветов. Такие потенциалы доходили до вольта даже при незначительных деформациях. И наоборот - при приложении к ветвям или стеблям импульсного или синусоидального электрического поля на расстоянии до пятидесяти сантиметров пьезоэлектрическим датчиками в них регистрировались акустические колебания. Пьезоэлектрическая активность входящих в состав человеческого организма биополимеров ДНК и коллагена  определялась нами по их переориентировке в водных суспензиях с  этими молекулами под действием  слабого электрического поля (порядка 100 в/см). Второй факт – неоднородное электрическое поле в водной суспензии с молекулами или наночастицами группирует  их в своем минимуме. Это объясняется аномально большой электрической поляризуемостью воды. У всех растворенных в биожидкости  компонентов коэффициент поляризуемости намного меньше, поэтому они для понижения электростатической энергии и выталкиваются в минимумы поля. И когда по сосудам растения или животного распространяется волна связанных деформации и электрического поля, она увлекает за собой содержащиеся в биожидкости компоненты питательных веществ. У млекопитающих такие электромеханические волны генерируются в сосудах ударами сердца. И именно в этом  состоит в первую очередь функция ударов сердца (а не в проталкивании потока крови через сосуды). В растениях такого рода электромеханические волны (которые у человека называются пульсовыми) возникают при импульсах пьезоэлектрического поля, индуцированных деформациями ветвей или даже листьев под действием ветра. Кроме того, мы обнаружили, что переменное электрическое поле генерируется в листьях и при их освещении.

Заключение: Показана и обоснована роль пьезоэлектрического поля целлюлозы и коллагена в системах живых организмов. На основе этих свойств биополимеров разработана схема энергосберегающего насоса, предложена схема нового типа ветряной электростанции.

Секция биологической и медицинской физики

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №5 с углубленным изучением отдельных предметов, г.Солнечногорск

141506, Московская область, г. Солнечногорск, ул. Дзержинского, д. 5

тел.: (4962)64-47-98; e-mail: sunschool.5@mail.ru

Исследование методов диагностики остроты слуха

Касилова Валентина Андреевна

Класс: 7

141503, Московская обл., г. Солнечногорск, ул. Ленинградская, д.6, кв.48

тел.: (965)312-70-27; E-mail: valya.kasilova@mail.ru

Научный руководитель: Грудинина Виктория Витальевна, учитель физики МБОУ СОШ №5 с УИОП

Исследование методов диагностики остроты слуха

Цель работы: экспериментальным путём проверить остроту слуха разными методами, выяснить специфику каждого метода и его эффективность для диагностики нарушений слуха.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: познакомиться с физической природой, свойствами и основными характеристиками звуковых волн; изучить и выявить особенности восприятия звука человеком; познакомиться с классификацией нарушений слуха, их признаками и методами их устранения; изучить принцип работы слухового аппарата.

Актуальность исследования: слух – одно из самых острых и совершенных чувств, которыми обладает человек. Орган слуха позволяет воспринимать и подвергать анализу абсолютно все окружающие звуки. В настоящее время государство уделяет огромное внимание социализации людей с ограниченными возможностями, в том числе патологией слуха. Следствием этого является необходимость определения максимально эффективного метода диагностики остроты слуха, изучения признаков нарушения и выявление методов компенсации недостатка слуха.

Методы и приемы: собраны данные из различных источников информации, проведены экспериментальные исследования остроты слуха, результаты проведённых опытов систематизированы в таблицы, проанализированы актуальные разработки в области слухопротезирования.

Полученные данные: аудиометрическое исследование даёт возможность определить остроту слуха в пределах полного диапазона слухового восприятия человеческого уха; даёт представление о соотношении между костной и воздушной звукопроводимостью; позволяет оценить порог физиологической повышенной чувствительности к звукам и проводить наблюдение над явлением слухового утомления. Благодаря инструментальной методике и специальному оборудованию для слуховой диагностики, есть возможность не только своевременно определить порог слышимости человека, но и правильно подойти к устранению проблем со слухом.

Основные выводы: изучены физическая природа, свойства и основные характеристики звуковых волн, теоретические сведения о звуке; выявлены особенности восприятия звука человеком; проведены эксперименты по проверке остроты слуха разными методами; исследована классификация нарушений слуха, их признаки и методы устранения; изучен принцип работы слухового аппарата; обозначено преимущество аудиометра для наибольшей эффективности диагностики остроты слуха.

Список литературы:

1. Н. В. Гулиа, Удивительная физика, издательство «Энас– книга», Москва 2014 год;
2. Л.В. Нейман, М.Р. Богомильский, Анатомия, физиология и патология органов слуха и речи: Учеб. для студ. высш. пед. учеб. заведений / Под ред. В.И. Селиверстова. - М.: ВЛАДОС, 2001;
3. Л. И. Руленкова, О. И. Смирнова, Аудиология и слухопротезирование: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб, заведений. — М.: Издательский центр «Академия», 2003;
4. С. Н. Феклистова, Основы методики слуховой работы (в схемах и таблицах): Учебно-методическое пособие. Минск: БГПУ, 2004;
5. И.Г. Хорбченко, Звук, ультразвук, инфразвук, издательство «Знание», Москва 1986 год;
6. Н.В. Чебышев, Г.С. Гузикова, Биология, Новейший справочник, «Махаон» 2007;
7. Постановление Правительства РФ от 1 декабря 2015 г. N 1297 «Об утверждении государственной программы Российской Федерации «Доступная среда» на 2011 - 2020 годы (с изменениями и дополнениями). Материалы периодической печати.

В данной исследовательской работе объясняются изучаемые в ветеринарии негативные последствия операции онихэктомии. При этом целью работы является обоснование биологических проблем именно с точки зрения физики. В работе проанализирован имеющийся материал по теме, изучено строение кошачьих лап, суть операции онихэктомии. При помощи расчётов физических величин выявлена и обоснована связь между удалением когтей у кошки и увеличением нагрузки на опорно-двигательный аппарат животного после операции. На основе проведённого исследования автор провёл социально значимую работу: создана петиция с требованием законодательно запретить операцию онихэктомии в России.

В школьной лаборатории мы попробовали синтезировать ацетилсалициловую кислоту и с помощью качественных реакций и опыта доказали, что синтезированный образец- аспирин.

Автор работы: Семенов Илья Александрович

Образовательное учреждение, в котором обучается автор работы: Автономное общеобразовательное учреждение муниципального образования г. Долгопрудного средняя общеобразовательная школа №11.

Научный руководитель: Семенов Александр Валерьевич, МФТИ, к.т.н., старший преподаватель ФРТК

Целью исследовательской работы является изучение физико-химических свойств паутины.

Поставленные и решенные задачи:

1. Изучена природа пауков.
2. Исследовано значение паутины в природе.
3. Проведена практическая работа, направленная на изучение свойств путины.

Актуальность исследования. Проблема получения новых материалов является одной из актуальных для многих отраслей науки, в том числе и биологической и медицинской физики. Одним из удивительных технологических находок природы является паутина. Паутина – это природный материал, который сочетает в себе два свойства - прочность и эластичность. Кроме того, паутина обладает бактерицидными и кровоостанавливающими свойствами.

Главной проблемой широкого применения материалов, разработанных на основе паутины, является сложность ее получения в промышленных масштабах. На протяжении сотен лет люди пытались строить фермы для получения паучьего шелка. Однако, для получения паучьего шелка требуется очень много пауков. Так, например, ученый Рене Антуана де Реомюра подсчитал, что для того, чтобы «получить один фунт паутинного шелка, надобно обработать 522–663 паука» [1]. Таким образом, продуктивность членистоногих не сможет удовлетворить современные промышленные запросы. Значит, необходимо научиться получать паутину искусственно.

К решению материаловедческой проблемы приблизились биохимики. Особенно большой интерес проявили в Великобритании, Германии, США и Японии. Человечество разгадало многие загадки природы, но такой сложный процесс, как прядение паутины воспроизвести, пока не удается. Биотехнологи научились изготавливать искусственные аналоги паутины, но до совершенства натуральной паутины им еще далеко. Достичь совершенства изготовления искусственной паутины можно только разобравшись, какие из физических и химических особенностей строения отвечают за ее уникальные  свойства. Успех в решении прикладной задачи напрямую зависит от результатов исследования физико-химических свойств паутины.

Целью работы является  изучение уникальных особенностей паутины при проведении физико-химических опытов.

Задачи работы:

1. Узнать, кто такие пауки и где они живут.

2. Выяснить что такое паутина и для чего она нужна пауку.

3. Провести практическую работу, направленную на изучение физико-химических свойств путины.

Объектом исследования являются физико-химические свойства паутины.

Предметом исследования является  изучение свойств паутины и возможностей ее использования людьми.

Гипотеза исследования: уникальные особенности паутины обусловлены особенностями ее строения и химическим составом.

Методы исследования: анализ литературы, наблюдение, эксперимент, сравнительный анализ.

Результаты работы. Наблюдения за действиями паука – плетением паутины и ловлей добычи (наблюдения проводились в период летних каникул 2016 г.) показали, что паук никогда не сидит в самом центре своей ловчей сети, он прячется в каком-то укрытии поблизости. И от сети к укрытию обязательно тянется паутинка - сигнальная нить.

Физико-химические свойства паутины я исследовал с помощью проведения шести экспериментов:

1. Изучение эластичности паутины (постепенно растягивал паутину с разными усилиями до тех пор, пока она не порвалась). Данный эксперимент показал, что паутина  эластична, при повышенном давлении разрывается (имеет предел прочности).
2. Влияние температуры окружающей среды на паутину (паутина помещалась в морозильную камеру холодильника и на жару на 24 часа - внешний вид паутины не изменился: ее цвет остался прежним, на паутинках не появился иней, на ощупь она не была холодной и оставалась липкой, свойства эластичности паутины сохранились). Данный эксперимент показал, что на  внешний  вид  паутины, ее  качество и свойства не  влияет высокая и низкая температура, а также резкий   перепад  температуры воздуха. 
3. Изучение особенностей взаимодействия паутины с водой (смачивал паутину водой, наблюдал, растягивал, опускал в воду). Данный эксперимент показал, что паутина не впитывает воду и не растворяется водой; в воде – не тонет (легче воды), намоченная паутина растягивается лучше, чем сухая.
4. Горение паутины (поджег паутину и резину, сравнивал реакцию горения: пламя горения паутины красное в середине, по краям синее, без выделения черного дыма. При горении - резкий запах жженого пера). Данный эксперимент показал, что паутина горит, образуя запах жженного пера, значит,  она натурального  происхождения. 
5. Проверка прочности паутины (постепенно утолщал «веревку» из паутины, привязывал грузы). Данный эксперимент показал, что прочность пучка паутины повышается при увеличении количества паутинок в нем.
6. Химический состав паутины (провел две характерные реакции для белков с азотной кислотой и биуретовую реакцию: в результате реакции паутины с азотной кислотой образовался сгусток желтого цвета; при взаимодействии паутины с гидроксидом меди произошло окрашивание раствора в фиолетовый цвет). Данный эксперимент показал, что в состав паутины входит белок; поскольку паутина превратилась в сгусток желтого цвета, значит, в белке присутствуют аминокислоты фенилаланин и тирозин.

Опыты показали, что паутина является натуральной, эластичной, тягучей, липкой, хорошо горит, плавает в воде, сохраняет тепло, устойчива к высокой и низкой температуре, отталкивает воду и является прочной. Значит, из паутины можно получать прочные и легкие материалы. Вещество, из которого образована паутина, не окисляется на воздухе, не разлагается без доступа воздуха. Качественные реакции на белок подтвердили, что в состав паутины входит белок, в котором присутствуют аминокислоты фенилаланин и тирозин.

Результаты моих наблюдений и экспериментов подтвердили гипотезу: уникальные особенности паутины обусловлены особенностями ее строения и химическим составом.

Практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы на уроках биологии и химии при изучении тем, связанных с жизнедеятельностью пауков и со свойствами органических веществ (белков); созданные презентация и практические опыты можно применять как практическое пособие в разных учебных целях (проведение практических и лабораторных работ по биологии и химии).

Научная новизна: получены новые знания о физических и химических свойствах паутины, обусловленные ее химическим составом; экспериментальным путём в домашней лаборатории получены свойства паутины, являющиеся уникальными, как физико-химического вещества.

Апробация работы. Наблюдения за жизнью пауков и исследования физических свойств паутины проводятся мной с первого класса. Результаты моего исследования докладывались на следующих мероприятиях: а) школьная конференция с докладом «Удивительное рядом» (СОШ № 8 им. А.Г. Ломакина, г. Таганрог, 2012 год. (1 место)); б) Вторая Всероссийская конференция «Первые шаги в науку» с докладом «Изучение свойств паутины и возможностей её использования людьми» (г. Таганрог, 2015 год. (1 место)); в) по теме исследований имеется одна публикация в сборнике материалов II Всероссийской конференции «Первые шаги в науку».

Список литературы.

1. Семенов Илья. Изучение свойств паутины и возможностей её использования людьми. Сборник материалов второй Всероссийской конференции «Первые шаги в науку», 15 декабря 2015 года, г. Таганрог – [б.м.]: Издательские решения, 2015. - С. 98-107. – ISBN 978-5-4474-4338-2.
2. Акимушкин И.В. Мир животных. Насекомые. Пауки. Домашние животные. – М.: Мысль, 2016. – 489 с.
3. Большой энциклопедический словарь «Биология» // под ред. М. С. Гилярова. – М.: Большая российская энциклопедия, 2016. – 325.
4. Большая детская иллюстрированная энциклопедия / пер. с итал. Л.В.Золоевой. – М.: АСТ: Астрель, 2008. – 325.
5. Детская энциклопедия // под ред. Ю.В..Шокарева. - М.: «Росмэн», 2016. – 200 с.
6. Ланге А.Б. Отряд пауки // Жизнь животных. 2-е изд. М.: Просвещение, 2010 – 470 с.
7. Насекомые и пауки. Полная энциклопедия / Перевод с англ. М. Авдониной. – М.: Эксмо, 2007. – 256 с.
8. Пауки (Материал из Википедии –  свободной энциклопедии) // http://ru.wikipedia.org/wiki. – Дата обращения: июнь 2016 г.
9. Пауки и паутины // http://rndnet.ru/part-photop/pauki-i-pautiny. – Дата обращения: октябрь 2016 г.
10. Харитонов Д.Е. Каталог русских пауков. – М.: Эксмо, 2009. – 206 с.
11. Энциклопедия. Открой мир вокруг себя / Перевод с англ.
    М. Авдониной. – М.: Эксмо, 2016. – 256 с.
12. Справочник химика 21 // http://chem21.info/info/915751/ – Дата обращения: июнь 2016 г.

При колонизации других планет и дальних космических полетов большую роль играют растения, например, они создают благоприятные условия для человека (коррекция климата, состава атмосферы, создание плодородного грунта и т.д.), обеспечивают колонизаторов (космонавтов) продуктами растениеводства, потребляемые в пищу. Кроме того, без участия растений невозможно создание замкнутых экологических систем. Очень важно изучить особенности фотосинтеза в условиях отличных от земных, с иными характеристиками источников света. При этом изучить все интересующие аспекты возможно в земных условиях за счет создания искусственного освещения с различными характеристиками спектра.

Воздух и здоровье человека находятся в тесной взаимосвязи и взаимозависимости. Мне захотелось изучить, насколько загрязнен воздух, которым я дышу, определить, каким образом воздухообмен в моей квартире и качество воздуха влияет на состояние здоровья, а так же узнать о факторах, влияющих на работу системы вентиляции моей квартиры.

Объект исследования - воздух, которым я дышу.

Мое исследование происходило в несколько этапов. Начальный этап включал изучение наружного воздуха моего города, района, где я живу, затем я исследовал состав воздуха квартиры по содержащейся пыли в ней на наличие тяжелых металлов, сопрофитов. Следующим этапом было изучение влияние температуры наружного воздуха и ветра. а так же расположения шахт  на показатели скорости воздуха вентиляционных каналов моей квартиры и определение расхода воздуха, проходящего через каналы естественной вентиляции, сравнение расходов с нормативными значениями.

Методы исследования: теоретический анализ, обобщение научной литературы, проведение опытных исследований, систематические замеры скорости воздуха в вентиляционных каналах, температуры внутреннего и наружного воздуха, а так же скорости и направления ветра, сбор информации, метод систематизации собранного материала.

Возможно, данные, приведенные в моей работе, помогут проектировщикам систем вентиляции и архитекторам.

Следующими этапами моего исследования будут:

-влияние влажности и температуры воздуха в квартире на окружающих,

-исследование черной плесени и методов борьбы с ней.

ИЗУЧЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ЗНАЧИМОСТИ МУТАЦИИ C.949C>T В ГЕНЕ-СУПРЕССОРЕ ОПУХОЛЕЙ ТР53 ЧЕЛОВЕКА
Попова Марина Алексеевна, Смирнов Вадим Маратович
ГБОУ Гимназия № 642 «Земля и Вселенная» Василеостровского района Санкт-Петербурга, 11 класс
Научный руководитель – Румянцев Андрей Михайлович, кандидат биологических наук, младший сотрудник кафедры генетики и биотехнологии биологического факультета СПбГУ

Белок p53 - один из самых изучаемых белков человека. Это связано с его исключительной ролью в регуляции множества клеточных процессов. Мутации в гене, кодирующем белок p53, которые нарушают его функцию, могут приводить к возникновению и прогрессии ряда онкологических заболеваний. Поэтому важно вовремя выявлять такие мутации и уметь оценивать их функциональную значимость [1].
Целью данного исследования является изучение функциональной значимости мутации с.949С>T в гене ТР53.
Функциональная значимость данной мутации ранее не исследовалась.

На первом этапе работы были получены плазмиды, содержащие кодирующую последовательность гена ТР53. В состав данной последовательности методом Dpn-мутагенеза была внесена замена с.949С>T, приводящая к образованию преждевременного стоп-кодона. На втором этапе для оценки функциональной значимости исследуемой мутации была использована тестерная система на основе дрожжей Saccharomyces cerevisiae [2].
Результаты исследования показали, что данная мутация (с.949С>T) приводит к полной потере активности белка p53 в тестерной системе.
Можно предположить, что такая мутация и в организме человека также приведёт к потере функциональности белка p53. Следовательно, обнаружение подобной мутации у пациентов может являться сигналом к тому, чтобы относиться к данному случаю с особым вниманием.

Использованная литература:
П.М.Чумаков «Белок p53 и его универсальные функции в многоклеточном организме», 2007, Успехи биологической химии, Т. 47, 2007, с. 3–52.
Flaman JM, Frebourg T, Moreau V, Charbonnier F, Martin C, Chappuis P, Sappino AP, Limacher JM, Bron L, Benhattar J, Tada M, Vanmeir EG, Estreicher A and Iggo RD A simple p53 functional assay for screening cell lines, blood, and tumors, 1995, Proc Natl Acad Sci, P.3963-3967.
3. «p53 – a Jack of all trades but master of none». Melissa R, Juntilla and Gerard I. Even. 2009
4. «p53 mutations in human cancers». Hollstein M, Sidransky D, Vogelstein B, Harris CC. Science. 1991
5. Zheltukhin A.O., Chumakov P.M. (2010). Constitutive and induced functions of the p53 gene. Biochemistry (Mosc.)
6. Read, A. P.; Strachan, T. Human molecular genetics 2. — New York: Wiley; 1999. — Chapter 18: Cancer Genetics.

Нумерация источников в работе отличается от приведенной выше!
(Подробнее см. Список источников)

Тема работы: «Определение времени прохождения нервного импульса через рефлекторную дугу и реакции на внешние стимулы»

Авторы: Есин Александр, Вольнов Сергей, 6А класс

Государственное общеобразовательное бюджетное учреждение «Московская областная школа-интернат естественно-математической направленности» имени П.Л. Капицы (ГОБУ «Физтех-лицей» им. П.Л. Капицы)

Научный руководитель: Буланов Р.А.

Куратор: Игнатов Ф.С.

Цель исследования: определить время прохождения нервного импульса  по рефлекторной дуге на примере коленного T-рефлекса и сравнить это время с реакцией, требующей осознанного вмешательства человека, а именно, с реакцией на световой и звуковой стимулы. Оценить влияние на время реакции различных физических факторов.

Задачи исследования:

1. Изучить теоретический материал по строению, функциям и работе нервной системы человека;
2. Создать скетчи в среде Arduino (язык программирования C/C++) для определения времени прохождения нервного импульса: по рефлекторной дуге коленного T-рефлекса с помощью модуля ЭМГ (модуль электромиографии), для определения времени реакции на световой и звуковой стимулы с использованием модуля ЭМГ.
3. Собрать экспериментальные установки для исследования коленного рефлекса, схемы для измерения времени реакции на световой и звуковой стимулы.
4. Зарегистрировать время прохождения нервного импульса по рефлекторной дуге коленного T-рефлекса с помощью модуля ЭМГ, время реакции между поступлением внешнего светового/звукового импульса и напряжением икроножной мышцы ноги и мышцы руки в различных физических состояниях и при отвлекающих факторах.

Оборудование и материалы:

1. Набор-конструктор BiTronics Lab для исследования биосигналов человека.
2. ПК с USB-портом и ПО к набору-конструктору BiTronics Lab.
3. Резиновая киянка, фольга из меди, гибкие провода (не менее 70 см), скотч.
4. Светодиод с ограничительным резистором, пьезоизлучатель, модуль ЭМГ/ЭКГ.            Методы исследования: сбор информации, изучение теоретического материала, написание компьютерных программ, создание опытных установок, проведение опытов, расчеты.

Теоретическая часть:

Организм человека живет и действует во внешней окружающей среде. Быстрота и правильность реакции организма на различные события обеспечивает ему и его виду выживаемость. Регуляцию деятельности всех систем организма человека и реакцию на изменение условий внутренней и внешней среды осуществляет нервная система.

Нервная система состоит из центральной (ЦНС) - головной и спинной мозг, и периферической (ПНС) – нервы, расположенные вне ЦНС.

Передача сигнала от ЦНС к и от органов производится через нервную ткань по нервам. Нервы - скопления длинных отростков нервных клеток. Нейроны - главные клетки нервной ткани, состоят из тела и отростков. В основе работы нервной системы лежит рефлекс - ответная реакция организма на раздражение, осуществляемая при участии нервной системы. Рефлексы осуществляются через рефлекторные дуги – путь по которому проходит нервный импульс при рефлексе.

Рефлекторная дуга коленного Т-рефлекса состоит из двух нейронов и на ее примере мы изучали время прохождения нервного импульса через рефлекторную дугу и реакции на внешние стимулы. Промежуток времени между поступлением стимула (удар молоточком) и реакцией мышцы ноги называется латентным временем рефлекса. Его величина используется для оценки функционального состояния ЦНС.

В нашей работе мы измеряли время простой реакции. Простой реакцией в психологии называют реакцию, которая осуществляется в условиях предъявления одного заранее известного сигнала и получения одного определенного ответа.

Время реакции ЦНС мы измеряли с помощью Arduino – инструмента для проектирования электронных устройств и модуля электромиографии (ЭМГ). Программа, написанная в среде Arduino на языке C/C++, называется скетч. Электромиография - это метод исследования биоэлектрических потенциалов, возникающих в скелетных мышцах человека при возбуждении мышечных волокон.

Практическая часть:

Перед началом опытов мы определили круг лиц, принимающих участие в экспериментах, и произвели опрос испытуемых, во время которого выяснили пол, возраст, профессию, состояние здоровья, регулярность занятия спортом. В анкетировании принимали участие 22 человека. Из них занимаются спортом на регулярной основе (или имеют занятия, требующей быстроты реакции – водители автомобиля) 10 человек. Распределение испытуемых по половому составу следующее: 12 мужчин и 10 женщин. Возрастные группы: 10-15 лет – 8 чел., 16-30 лет – 4 чел., 31-45 лет – 4 чел., 46-60 лет – 4 чел., более 60 лет – 2 чел.

Для каждого испытуемого проводим следующие измерения времени реакции:

- Определение времени прохождения сигнала (нервного импульса) по рефлекторной дуге коленного T-рефлекса с помощью модуля ЭМГ;

- Определение времени реакции между поступлением внешнего светового сигнала и напряжением мышцы ноги с помощью модуля ЭМГ до и после физической нагрузки;

- Определение времени реакции между поступлением внешнего звукового сигнала и напряжением мышцы ноги с помощью модуля ЭМГ до и после физической нагрузки;

- Определение времени реакции между поступлением внешнего светового сигнала и напряжением мышцы руки с помощью модуля ЭМГ в спокойном состоянии и при воздействии отвлекающих факторов;

- Определение времени реакции между поступлением внешнего звукового сигнала и напряжением мышцы руки с помощью модуля ЭМГ в спокойном состоянии и при воздействии отвлекающих факторов.

Для измерения времени прохождения нервного импульса по рефлекторной дуге коленного T-рефлекса мы собрали электронную установку, состоящую из платы Arduino Uno, модуля ЭМГ, киянки с медной обмоткой. На икроножную мышцу ноги наклеили 3 электрода, соединенные с модулем ЭМГ. Под колено поместили медную пластину, соединенную проводом с Arduino Uno. Написанный скетч загрузили в Arduino Uno. Проверили правильность работы установки. Вызываем коленный рефлекс: ударяем киянкой по медной пластине, в результате нога непроизвольно дергается. Время прохождения сигнала по рефлекторной дуге определяется как время между соприкосновением киянки с контактной площадкой и появлением сигнала ЭМГ. Фиксируем по 20 значений времени реакции в миллисекундах у испытуемых людей.

Для измерения времени реакции между поступлением внешнего светового/звукового импульса и напряжением икроножной мышцы/мышцы руки в различных физических состояниях мы собрали электронные установки, состоящие из платы Arduino Uno, модуля ЭМГ, светодиода или пьезоизлучателя. На икроножную мышцу ноги или мышцу руки наклеили 3 электрода, соединенных с модулем ЭМГ. Написанные скетчи загрузили в Arduino Uno. После поступления внешнего стимула – загорание светодиода или появления звука пьезоизлучателя, напрягаем икроножную мышцу ноги или мышцу руки. За время реакции принимается продолжительность интервала между предъявлением стимула и началом ЭМГ-активности мышцы. Фиксируем по 20 значений времени реакции в миллисекундах в различных состояниях – в спокойном сосредоточенном состоянии, при отвлекающих моментах (телефонный разговор и т.п.), после физической нагрузки.

Для каждой выборки значений времени считается среднее арифметическое, среднеквадратическое отклонение, коэффициент вариации.

Анализ проведенных измерений привел к следующим результатам:

1. Среднее время прохождения сигнала по рефлекторной дуге коленного T-рефлекса составляет 36 мс, а время реакции на световые и звуковые стимулы - от 145мс до 433мс. Это объясняется тем, что время реакции делится на три фазы: время прохождения нервных импульсов от рецептора до коры головного мозга; время, необходимое для переработки нервных импульсов и организации ответной реакции в центральной нервной системе; время ответного действия организма. Между напряжением мышцы и нажатием на кнопку проходит некоторое время. Это время, необходимое мышце для произведения действия.
2. В ответ на звуковые раздражители время реакции меньше, чем на световые. Это объясняется тем, что при реакции организма на световой стимул значительную долю времени занимает фотохимический процесс, преобразующий световую энергию в нервный импульс.
3. Время реакции уменьшается начиная с раннего детства вплоть до 30 лет, затем понемногу увеличивается до 60 лет, после этого возраста время реакции стремительно увеличивается. Это связано со становлением нервной системы в детском возрасте, ее тренированности в дальнейшем, и ослаблением физического и психического состояния человека в старости.
4. У людей, занимающихся спортом и имеющих постоянный опыт вождения машины, время реакции на внешние факторы меньше. У людей, не занимающихся спортом и не имеющих навыки вождения, - время реакции хуже. Поэтому время реакции можно улучшить упражнениями.
5. Мышечное напряжение способствует увеличению времени реакции, поэтом в утомленном физическом состоянии не стоит заниматься работой, требующей особой точности и быстроты реакции. Например, водители, летчики должны выполнять свою работу отдохнувшими и в хорошем физическом и психоэмоциональном состоянии.
6. Любое отвлечение внимания, фоновый шум тоже увеличивает время реакции, поэтому, например, за рулем водителю не следует разговаривать по мобильному телефону.
7. Во всех возрастных группах, время реакции у мужчин меньше чем у женщин того же возраста.

Вывод: время реакции человека на внешние стимулы определяется работой нервной системы, зависит от его физического состояния, и увеличивается в усталом, рассеянном состоянии. Человек, регулярно занимающийся спортом и работой, при которой важна высокая скорость реакции (водитель автомобиля), имеет меньшее время реакции, и, следовательно, большую скорость реакции на внешние обстоятельства. Следовательно, регулярными упражнениями можно повысить свою скорость реакции на события и уменьшить время на принятие решений. В критической ситуации это поможет уберечься от неприятностей и спасти жизнь.

В результате данной работы мы изучили работу нервной системы человека и рефлекторной дуги, научились работать с Arduino и программировать на языке C/C++, измерять с их помощью время реакции человека на внешние раздражители.

Время реакции учитывается при разработке и проектировании пультов управления, систем отображения информации, конвейерных линий, рабочих мест операторов. Время реакции широко используется в профессиональном отборе; оно является критерием, по которому можно судить о пригодности человека к таким профессиям, как диспетчер, оператор, водитель и др. Время реакции учитывается также в спортивной и управленческой деятельности, в клинической практике для определения состояния нервной системы.

В дальнейшем мы планируем продолжить работу по данной теме и исследовать время реакции различения (реакция, которая производится в условиях, когда человек должен реагировать только на один из двух или нескольких сигналов, а ответное действие должно совершаться только на один из них) и выбора (реакция при предъявлении двух или нескольких сигналов, но при условии, что нужно отвечать на каждый из них своим определенным действием).

Литература

1. Герман И. Физика организма человека — Долгопрудный: Интеллект, 2014.
2. Методические рекомендации к набору-конструктору BiTronics Lab
3. http://arduino.ru/ , http://amperka.ru/, http://wiki.amperka.ru/#видеоуроки_по_arduino
4. Шилдт Г., С++ шаг за шагом, Москва ЭКОМ, 2013
5. Блум Д, Изучаем Arduino, С-Петербург «БХВ-Петербург», 2016

Алпаева Валерия Вадимовна,
9  класс,  МАОУ «Лицей №6», г. Миасс, Челябинская область

Научный руководитель – Ирина Владимировна Константинова, 

учитель химии   МАОУ «Лицей № 6», г. Миасс, Челябинская область

ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ОСНОВ МОЛЕКУЛЯРНОЙ КУЛИНАРИИ

         Молекулярная кухня (или кулинария) – это тема, которая интересует многих, но мало специалистов, которые разбираются в этой новой технологии. Молекулярная кулинария – это модно, это дорого, это загадочно. Я заинтересовалась – имеет ли отношение к науке эта загадочная кухня. Почему кулинария в 21 веке стала «молекулярной»?

          И я поставила перед собой следующие проблемные вопросы:

1. На чем основаны принципы и основные законы молекулярной кулинарии?
2. В чем сходство и различие между классической и молекулярной кулинарией?
3. Можно ли научиться основам молекулярной кулинарии?

          Цель моего исследования: изучить  физико-химические процессы и методы приготовления блюд молекулярной кулинарии.

          Изучив литературу, я  пришла  к следующим выводам:

1. Принципы научного подхода к приготовлению пищи исследовались и применялись кулинарами и учеными с давних времен.
2. Сегодня молекулярная кухня — раздел трофологии, связанный с изучением физико-химических процессов, которые происходят при приготовлении пищи. Рецепты МК основаны на научных принципах.
3. Использование приемов молекулярной кухни позволяет получить необычные блюда из обычных продуктов, для их приготовления используют сырье только натурального происхождения.
4. МК, в отличие от классической, применяет такие физические методы и процессы, как сушка, вакуумирование, замораживание в жидком азоте (криогенные технологии), дистилляция, ультразвуковая гомогенизация, центрифугирование, газификация, сублимация, эспумизация, эмульсификация, сферификация, желатинизация (желефикация). 
5. Для приготовления большинства блюд молекулярной кухни необходимы глубокие знания по химии и физике, а также специальное оборудование. Некоторые физико-химические принципы МК просты и понятны, их можно применять при приготовлении блюд в домашних условиях.

Экспериментальная часть.

        Для проведения эксперимента №1 была использована методика МК по приготовлению блюд «желатинизация». Был выбран один из простейших рецептов – приготовление бальзамических жемчужин. Для проведения эксперимента №2 была использована методика МК по приготовлению блюд «центрифугирование». Был выбран один из простейших рецептов – разделение томатного сока и экстрактов (водного, спиртового, масляного) из измельченных орехов на 3 фракции (богатую клетчаткой и минеральными солями, раствор сахаров и витаминов и  жировой слой, богатый ароматическими веществами).

Анализ полученных результатов

        При приготовлении блюд  МК я использовала технологии, основанные на физико-химических принципах – охлаждала, смешивала, доводила до кипения, растворяла, экстрагировала, коагулировала, центрифугировала. Выводы:  рецепты МК основаны на научных физико-химических принципах, их можно применять при приготовлении блюд в домашних условиях и на специальном оборудовании. Осваивая технологии МК, я убедилась в том, что МК сочетает в себе приемы классической кулинарии и научный подход к приготовлению блюд. В дальнейшем я  планирую продолжить изучение этой новой и интересной области трофологии.

Библиографический список

1. Рафаэль Омонт. Молекулярная кулинария [Текст]/Рафаэль Омонт-

изд-во Центрполиграф,   2014.-156 с

2. Hervе This. Building a meal : from molecular gastronomy to culinary arts and traditions of the table.
3. Hervé This. Molecular gastronomy : exploring the science of flavor .

Исследование возможности определения критериев жизни на основе идей статистической физики

Автор: Серюбин Серафим, МБОУ «Лицей физики, математики, информатики №40» при УлГУ, 11 класс,

Руководитель: Иванов Илья Петрович, Центр «Солярис» при УлГУ

Современная биология в настоящий момент использует данные о земных организмах для того чтобы определить основные свойства жизни. Как следствие все основополагающие принципы связаны лишь с ними, не обладая полнотой информации, а также навряд ли могут отнесены к другим возможным формам жизни. Кроме того, существует более ста определений понятия «жизнь», и многие из них противоречат друг другу. Такое многообразие в определениях не может служить показателем сложившейся, обоснованной и устоявшейся картины живого мира.

Предполагается, что в результате нашего исследования будет сформировано общее представление о жизни, искусственности,  создан критериальный аппарат, способный однозначно отнести объект исследования к классу живых существ.

Наша задача заключается в том, чтобы разработать методы определения и точные критерии живых систем. Для этого были введены и постулированы два основных положения-гипотезы о низкой физически ожидаемой вероятности её состояний в обычных условиях и их устойчивости.

Для формализации мы  приняли к рассмотрению живые и неживые объекты как макроскопические физические системы, состоящие из большого числа частиц и не требующих для своего описания привлечения микроскопических характеристик отдельных частиц. Следовательно, становится возможным применить термодинамические (феноменологические) представления и идеи к расчетам. В результате рассуждений мы пришли к выводу что наши два предположения, а также дополнительное условие представляют из себя несколько условий и критерии   , , характеризующие границы живого и неживого.

 Наше первое предполагаемое основное свойство жизни устанавливает сравнительную характеристику ожидаемых и наблюдаемых распределений, на основе которой можно составить критерий, определяющий живую систему.

Наше второе предполагаемое основное свойство жизни определяет максимальный показатель разброса и характеризует устойчивость системы. 

Для исследования предложенного метода была разработана программа, анализирующая фото- и видеоматериалы, полученные в результате наблюдений.

Алгоритм работы состоит из нескольких этапов.

• Программа подключается к доступным для использования устройствам наблюдения в режиме реального времени или обращается к уже имеющемуся архиву наблюдательных данных. Наблюдение может осуществляться любой совместимой с компьютером наблюдательной аппаратурой - стандартными камерами оптического диапазона,  инфракрасными, ультрафиолетовыми, глубины, а также одновременным их использованием. На следующих этапах 2) – 7) обработка происходит в течение каждого нового кадра.
• Следующим шагом производится выделение и анализ имеющихся контуров. Каждый выделенный контур и содержащаяся в нем совокупность пикселей запоминается как объект и в дальнейшем, каждый из них отслеживается кадр за кадром, если происходит обработка видеоряда. Каждый объект рассматривается отдельно от остальных.
• Далее, каждый пиксель, из составляющих выделенный объект, рассматривается как элементарная единица, способная принимать одно из возможных микросостояний. Цвет пикселя, при этом, принимается за потенциал, определенный в пункте «а».
• Следующим шагом строится распределение, на основе с одной стороны – анализа того или иного состояний, который позволяет получить нужные частоты, а с другой – путем вычисления точных параметров распределения, которое для упрощения вычислений полагается нормальным.
• Основным этапом можно считать применение вышеописанных в пункте «а» формул. В настоящий момент планируется решить обратную задачу – определить граничные критерии   и , характеризующие границы живого и неживого.
• При условии если некоторый объект наблюдается в течение всего видеоряда, то тогда расчет производится не для отдельного кадра, а для всей совокупности частотных характеристик. И с каждым кадром данные по вышеописанной процедуре уточняются. При этом, по мере уточнения данных, в соответствии с двумя критериями, предложенными в работе – статус того или иного рассматриваемого объекта в качестве живой системы более точно определяется и соответствующим образом выделяется.
• В результате работы кадр перерисовывается в соответствии со степенью соответствия выделенных объектов двум критериям жизни, а также в случае положительных результатов данные о живом организме записываются в протокол наблюдений. Это может дать возможность идентифицировать и автономно отслеживать предположительно живые системы.

В результате нами были сформулированы и формализованы основные критерии необходимые для того, чтобы однозначно отнести объект исследования к классу живых существ.

На данный момент программа находится в состоянии откладки и разработки. Тесты позволили определить следующее:

- программа потенциально выделяет те области, которые может быть оценены, как потенциально живые или искусственные;

- изложенные алгоритмы показывают возможность их дальнейшего развития;

- результаты тестирования показывают работоспособность алгоритмов и их адекватность ожидаемым результатам.

Перспективу нашей дальнейшей работы составляет следующее. Возможно применение более совершенных и сложных методов статистики, которые позволят упростить нахождение и подробное описание критериев.
Используя математический анализ – более точно определить возможные функции распределения.  А также, исходя из теоретических соображений, оценить точные значения критериев  и . Программа также должна включать анализ анизотропии кадра, а также необходимо дополнить методы выделения «термодинамических фаз» наряду с анализом контуров еще и более совершенными методами распознавания объектов.

Также соответствующим образом адаптированная программа сделает возможным качественно продвинуть как поиски жизни и объектов искусственного внеземного происхождения в Космосе, так и поиски иных форм жизни. Возможно также использование её для анализа уже имеющихся данных полученных в результате исследований Марса.

Доработанные методы также могут быть полезны для обучения различных нейросетевых систем по распознаванию образов.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Жизнь // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
2. Trifonov E. N. Vocabulary of definitions of life suggests a definition //Journal of Biomolecular Structure and Dynamics. — 2011. — Т. 29. — №. 2. — С. 259—266.
3. Benner S. A. Defining Life // Astrobiology. — 2010. — Vol. 10. — P. 1021—1030.
4. Бауэр Э. С. Теоретическая биология. М. — Л.: Изд. ВИЭМ, 1935.
5. Шредингер Э. Что такое жизнь? Физический аспект живой клетки. \\ Schrödinger, Erwin. What is Life - the Physical Aspect of the Living Cell. - Cambridge University Press, 1944

Краткое описание работы содержится в тезисах, которые также были отправлены отдельным файлом.

В данном файде содержатся тезисы к работе, которая была отправлена.

Цель исследования: изучения процесса сорбции ионов кобальта древесными опилками и описание его математической моделью Ленгмюра.

В качестве сорбента были использованы сосновые древесные опилки. Сорбент был предварительно модифицирован 0,1 н раствором щелочи NaOH. Модельный раствор ионов кобальта (II) был подвержен процессу сорбции в течение 24 часов. Оптическая плотность замерялась с помощью фотоэлектроколориметра КФК-2. Далее, исходя из полученных данных, был произведен расчет гиббсовской адсорбции и адсорбции по Ленгмюру. В результате проведенного исследования сорбционных процессов и математических моделий, мы пришли к выводу, что математическая модель - модель Ленгмюра, описывающей процесс сорбции ионов кобальта (II) древесными  опилками, точно отражает процесс адсорбции, полученной эмпирическим путем.