Як відрізнити підробне віскі? Шотландські вчені знають
Автор фото, Getty Images
Вчені з Університету Глазго створили систему хімічних сенсорів, яка здатна розрізняти сорти віскі, а також виявляти підробку.
Нова розробка здатна визначати найтонші відмінності в смаку напою — наприклад, з легкістю відрізнить віскі, що зберігалося в різних бочках.
Створена вченими система штучних рецепторів практично безпомилково визначає вік віскі, також досить точно може сказати, коли створили напій — 12, 15 або 18 років тому.
Як стверджують розробники, механізм на кшталт «штучного язика» визначає сорт віскі, його вік і походження «з точністю понад 99%».
- Канабіс чи алкоголь — що гірше?
- Чому Супрун за легалізацію медичної марихуани? І як це робили в інших країнах?
Група розробників успішно протестувала різні зразки з лінійок віскі таких брендів як Glenfiddich, Glen Marnoch і Laphroaig.
«Штучний язик» створили інженери та хіміки з Університету Глазго та Університету Стратклайд (Глазго). Дослідження, присвячене використанню системи «смакових рецепторів» з наноструктурних металів для дегустації віскі, було опубліковано в журналі Nanoscale.
«Ми називаємо цю розробку «штучним язиком», тому що за принципом роботи це нагадує людський язик. Він не скаже вам, з яких хімічних елементів складається чорна кава, але він знає, на що схожа чорна кава», — говорить один з авторів розробки Аласдер Кларк з Університету Глазго.
Крім очевидної сфери застосування цієї розробки — визначення автентичності алкогольної продукції, — її також можна використовувати для перевірки безпеки продуктів харчування, визначення якості продуктів та їх безпеки, кажуть розробники.
«Спочатку ми думали, що це стане в пригоді в першу чергу в харчовій промисловості, для контролю якості продуктів. Наприклад, якщо ви працюєте в компанії, що виробляє яблучний сік, ви могли б використовувати цю технологію для того, щоб перевірити, що сьогоднішня партія соку не гірша за ту, що ви зробили минулого тижня «, — пояснює Аласдер Кларк.
За словами Аласдер Кларка, «штучний язик» може використовуватися також для «тестування» практично будь-якої рідини, не тільки віскі. Технологія може використовуватися в невеликих, портативних пристроях, призначених для виявлення отруйних речовин в рідині або, наприклад, екологами для аналізу стану річкової води і виявлення забруднень, кажуть вчені.
Автор фото, University of Glasgow
Підпис до фото,Аласдер Кларк демонструє матеріали, з яких виготовлені смакові рецептори «штучного язика»
«Ми не перші, хто придумав і створив «штучний язик», але ми першими створили такий, який використовує два типи смакових рецепторів з наноструктурних металів, що дають більше інформації про «смак» кожного зразка, а також дають більш точну і швидку відповідь», — каже Аласдер Кларк.
«Штучний язик» — це скляна пластинка, у якій встановлені три окремих комплекти штучних смакових рецепторів — квадратиків, які майже у 500 разів менші людського смакового рецептора.
У кожному комплекті — по два мільйони таких рецепторів.
Всього в пристрої використовується шість типів штучних «смакових рецепторів»: три види рецепторів виконані із золота, ще три — з алюмінію.
Дегустація віскі в лабораторних умовах проходить так: віскі капають на «штучний язик», який зовні нагадує шахову дошку. Потім вчені вивчають, як змінилося поглинання світла металами.
Перший «штучний язик» був створений два роки тому хіміками з Гейдельберга. Розробка німецьких учених також може визначати тип, вік та регіон походження напою, однак робить це з дещо меншою швидкістю і точністю.
Хочете отримувати головні новини в месенджер? Підписуйтеся на наш Telegram або Viber.
3. Роль рецепторів і аналізаторів в організмі людини. Закон Вебера-Фехнера
Людина
отримує різноманітну інформацію про
навколишній світ, сприймає всі його
різноманітні сторони за допомогою
сенсорної системи чи органів чуття.
З позицій безпеки життєдіяльності особливо важливим с те, що органи чуття сприймають і сигналізують про різноманітні види і рівні небезпеки. Отримана інформація передається в мозок людини; він її аналізує, синтезує і видає відповідні команди виконавчим органам. Залежно від характеру одержуваної інформації, її цінності буде визначатися наступна дія людини. Водночас, для з’ясування засобів відображення у свідомості людини об’єктів і процесів, що відбуваються в зовнішньому середовищі, необхідно знати, яким чином улаштовані органи чуття, і мати уявлення про їх взаємодію.
Історія
науки про закономірності і механізми
формування органів чуття пройшла
довгий шлях свого розвитку й зумовлена
складним, комплексним характером
цих знань. Комплексний підхід до вирішення
цих проблем пояснюється тим, що для
розуміння засобів відображення
зовнішнього світу необхідно мати знання
з різних наук: анатомії, фізіології,
психології, біофізики, біохімії і навіть
таких фундаментальних наук, як фізика,
хімія і математика.
Сучасний етап розвитку фізіології органів чуття пов’язаний з іменами таких учених, як І. М. Сєченов (1829—1905) та І. П. Павлов (1849—1936). І. П. Павлов розвинув працю І. М. Сєченова про рефлекси головного мозку, створив вчення про аналізатори як сукупність нервово-рецепторних структур, що забезпечують сприйняття зовнішніх подразників, трансформацію їхньої енергії у процес нервового збудження і проведення його в центральну нервову систему. На думку І. П. Павлова, будь-який аналізатор складається з трьох частин: периферичної (або рецепторної), провідникової і центральної, де завершуються аналітично-синтетичні процеси за оцінкою біологічної значимості подразника.
Сучасна наука про відчуття використовує декілька термінів, дуже близьких за значенням: «органи чуття», «аналізатори», «аферентні системи», «сенсорні системи», що часто розглядаються як рівнозначні.
У сучасній
фізіології, враховуючи анатомічну
єдність і спільність функцій, розрізняють
вісім аналізаторів.
Проте в системі
взаємодії людини з об’єктами навколишнього
середовища головними або домінуючими
при виявленні небезпеки все ж таки
виступають зоровий,
слуховий та шкірний аналізатори.
Інші виконують допоміжну, або доповнюючу,
функцію. Водночас необхідно враховувати
також і ту обставину, що в сучасних
умовах є ціла низка небезпечних чинників,
що створюють надзвичайно важливу
біологічну дію на людський організм,
але для їхнього сприйняття немає
відповідних природних аналізаторів.
Це насамперед стосується іонізуючих
випромінювань і електромагнітних полів
надвисоких діапазонів частот (так звані
НВЧ-випромінювання). Людина не спроможна
їх відчути безпосередньо, а починає
відчувати лише їх опосередковані
(переважно дуже небезпечні для
здоров’я) наслідки. Для усунення цієї
прогалини розроблені різноманітні
технічні засоби, що дозволяють відчувати
іонізуюче випромінювання, «чути»
радіохвилі та ультразвук, «бачити»
інфрачервоне випромінювання тощо.
Аналізатори— це
сукупність взаємодіючих утворень
периферичної і центральної нервової
системи, які здійснюють сприймання та
аналіз інформації про явища, що
відбуваються як у навколишньому
середовищі, так і всередині самого
організму.
Усі аналізатори в принциповому структурному відношенні однотипні. Вони мають на своїй периферії апарати, що сприймають подразники, — рецептори, в яких і відбувається перетворення енергії подразника в процес збудження. Від рецепторів по сенсорним (чуттєвим) нейронам і синапсам (контактам між нервовими клітинами) імпульси надходять у центральну нервову систему.
Розрізняють такі основні види рецепторів: механорецептори, шо сприймають механічну енергію: до них належать рецептори слухової, вестибулярної, рухової, частково вісцеральної чутливості; хеморецептори — нюховий, смаковий; терморецептори, що мають шкірний аналізатор; фоторецептори — зоровий аналізатор та інші види. Кожен рецептор виділяє з множини подразників зовнішнього і внутрішнього середовища свій адекватний подразник. Цим і пояснюється дуже висока чутливість аналізаторів.
надзвичайно висока чутливість до адекватних подразників;
наявність абсолютної диференційної та оперативної межі чутливості до подразника;
здатність до адаптації;
спроможність тренування;
здатність певний час зберігати відчуття після припинення дії подразника;
перебування у наступній взаємодії один з одним.
Чутливість аналізаторів близька до теоретичної межі й у сучасній техніці поки що не досягнута. Кількісною мірою чутливості є гранична інтенсивність, тобто найменша інтенсивність подразника, вплив якої дає відчуття.
Абсолютна межа чутливості має верхній та нижній рівні. Нижня абсолютна межа чутливості — це мінімальна величина подразника, що викликає чутливість. Верхня абсолютна межа — максимально допустима величина подразника, що не викликає в людини біль. Диференційна чутливість визначається найменшою величиною подразника, яка дає можливість відчути його зміну. Це положення вперше було введено німецьким фізіологом А. Вебером і кількісно описано німецьким фізиком Г. Фехнером.
Основний психофізичний закон фізіології Вебера-Фехнера: інтенсивність відчуттів пропорційна логарифму інтенсивності подразника.
У математичній формі закон Вебера-Фехнера виражається таким виразом:
S=СlgІ,
де S—
інтенсивність (або сила) відчуття; I — розмір
чинного подразника; С — коефіцієнт
пропорційності.
Спроможність до адаптації — це можливість пристосовувати рівень своєї чутливості до подразників. При високих інтенсивностях подразників чутливість знижується, і навпаки, при низьких — підвищується. Спроможність тренуватися виражається як у підвищенні чутливості, так і в прискоренні адаптації (наприклад, часто говорять про музичний слух, чуттєві органи дегустаторів і тощо). Спроможність певний час зберігати відчуття після припинення дії подразника полягає в тому, що людина може відновити у своїй свідомості на коротку мить побачену характеристику або почуті звукові інтонації. Така «інерція» відчуттів визначається як наслідок. Тривалість послідовного образу сильно залежить від інтенсивності подразника і навіть у деяких випадках обмежує можливість аналізатора. Відомо, що навколишній світ багатогранний і лише завдяки властивості аналізаторів взаємодіяти один з одним відбувається повне сприйняття людиною об’єктів і явищ зовнішнього середовища.
Характеристика основних аналізаторів безпеки життєдіяльності
Отже, ми
з’ясували загальні властивості
аналізаторів, а тепер коротко
розглянемо деякі характеристики чотирьох
аналізаторів, що мають найбільше значення
у забезпеченні безпеки життєдіяльності.
Зоровий аналізатор. У житті людини зір відіграє головну роль. Достатньо сказати, що більше 90% інформації про зовнішній світ ми одержуємо через зоровий аналізатор. Відчуття світла виникає у результаті впливу електромагнітних хвиль довжиною 380—780 манометрів (нм) на рецепторні структури зорового аналізатора, тобто першим етапом у формуванні світловідчуття є трансформація енергії подразника у процес нервового збудження. Це відбувається у сітчастій оболонці ока. Характерною рисою зорового аналізатора є відчуття світла, тобто спектрального складу світлового (сонячного) випромінювання.
Хвилі, що перебувають всередині зазначеного діапазону (380-780 нм) і відрізняються довжиною, створюють, своєю чергою, відчуття різного кольору (табл.2.2).
Людина
розрізняє приблизно 150 відтінків
кольорів. У техніці, відповідно до
Держстандарту 12.04.026-76, встановлено
чотири сигнальних кольори: червоний,
жовтий, зелений і синій.
Червоний колір
сигналізує про безпосередню небезпеку;
жовтий застосовується для попередження
небезпеки; зелений застосовується
для знаків, що наказують робити саме
так; синій — для вказівних знаків. Для
транспорту зелене світло дозволяє рух.
Фарбування у визначені різноманітні
кольори для сприятливого (повноцінного)
відчуття сприймання образу дуже часто
використовується при оформленні
будинків, квартир, офісів. Особливо
велике значення маг колір при доборі
одягу. Психологи підтверджують, що
колір одягу може впливати не тільки на
настрій, але і на самопочуття людини:
зелений діє заспокійливо на нервову
систему, знімає головний біль, втому,
дратівливість; червоний збільшує вміст
адреналіну в крові, підвищує працездатність;
жовтий стимулює мозкову діяльність;
фіолетовий покращує роботу серця, судин,
легень, цей колір збільшує витривалість
організму; жовтогарячий підвищує
настрій і тому незамінний у стресових
ситуаціях.
Таблиця 2.2
Как мы видим свет?
показать/скрыть слова, которые нужно знать
Роговица: — прозрачная внешняя поверхность глаза, покрывает радужную оболочку, зрачок и наружную камеру глаза.
.. подробнее
Эпителий: слой клеток обнаружены на поверхности большинства поверхностей тела. Эпителий является одним из четырех типов тканей, встречающихся в организме человека. К другим тканям относятся соединительная, мышечная и нервная ткани… подробнее
Фовеа: часть глаза, обеспечивающая четкое изображение, используемое при таких действиях, как чтение, езда на велосипеде и вождение автомобиля. Он расположен в задней части глаза и имеет самую высокую плотность колбочек… подробнее
Радужная оболочка: в анатомии глаза радужная оболочка определяет размер отверстия зрачка. Это, в свою очередь, контролирует количество света, попадающего в глаз… подробнее
Митохондрии: — электростанция клетки. Он упаковывает энергию из пищи в энергию, которую клетка может использовать для выполнения работы… подробнее
Ядро: где ДНК остается в клетке, во множественном числе — ядра.
Фоторецептор: особый тип клеток в вашем глазу, который улавливает фотоны и затем передает сигналы в мозг. Они расположены в сетчатке (слое в задней части глаза). Есть два типа, палочки и колбочки.
Зрачок: — отверстие, через которое свет попадает в глаз. У людей он круглый, но у других животных, таких как кошки и козы, зрачок больше похож на щель….подробнее
Регенерация: для создания чего-то нового из старого, поврежденного или использованного… подробнее
Палочки и колбочки человеческого глаза
Анатомия человеческого глаза. Нажмите, чтобы увеличить и получить дополнительную информацию.
На рисунке слева видно, что задняя часть глаза выстлана тонким слоем, называемым сетчаткой. Здесь расположены фоторецепторы. Если вы думаете о глазе как о камере, сетчатка будет пленкой. Сетчатка также содержит нервы, которые сообщают мозгу, что «видят» фоторецепторы.
Зрение имеет два типа фоторецепторов: палочки и колбочки.
Жезлы работают при очень низком уровне освещенности. Мы используем их для ночного видения, потому что только несколько частиц света (фотонов) могут активировать палочку. Палочки не помогают с цветовым зрением, поэтому ночью мы видим все в оттенках серого. В человеческом глазу более 100 миллионов палочек.
Колбочкам требуется гораздо больше света, и они используются для того, чтобы различать цвета. У нас есть три типа конусов: синий, зеленый и красный. В человеческом глазу всего около 6 миллионов колбочек. Многие из них сосредоточены в ямке, небольшой ямке в задней части глаза, которая помогает повысить резкость или детализацию изображений.
Другие животные имеют разное количество клеток каждого типа. У животных, которые должны видеть в темноте, гораздо больше палочек, чем у людей.
Внимательно посмотрите на фоторецепторы на рисунках выше и ниже. Диски во внешних сегментах (справа) — это место, где удерживаются белки фоторецепторов и поглощается свет. Палочки содержат белок родопсин, а колбочки — фотопсины.
Но подождите… они застряли в задней части сетчатки. Это означает, что свет поглощается ближе к внешней стороне глаза. Разве они не установлены задом наперёд? Что здесь происходит?
Свет проходит через глаз и поглощается палочками и колбочками в задней части глаза. Нажмите для получения дополнительной информации.
«Обратная» организация палочек и колбочек полезна по нескольким причинам.
Ориентация ячеек упрощает переработку деталей. Изображение ХуБоро.
Прежде всего, диски, содержащие родопсин или фотопсин, постоянно перерабатываются, чтобы поддерживать здоровье вашей зрительной системы. Имея диски рядом с эпителиальными клетками (пигментированный эпителий сетчатки: RPE) в задней части глаза, части старых дисков могут быть унесены клетками RPE.
Еще одним преимуществом этой компоновки является то, что RPE может поглощать рассеянный свет. Это означает, что ваше видение намного яснее. Свет также может иметь разрушительные последствия, поэтому эта установка также помогает защитить ваши палочки и колбочки от ненужных повреждений.
Хотя есть много других причин, по которым полезно иметь диски рядом с RPE, мы упомянем только одну. Подумайте о ком-то, кто бежит марафон. Чтобы поддерживать работу мышц тела, бегуну во время забега необходимо употреблять специальные питательные вещества или молекулы. Палочки и колбочки похожи, но вместо того, чтобы работать, они постоянно посылают сигналы. Это требует движения множества молекул, которые им необходимо пополнять, чтобы продолжать работать. Поскольку RPE находится рядом с дисками, он может легко помочь перезагрузить фоторецепторные клетки и диски молекулами, которые им необходимы для продолжения отправки сигналов.
Теперь, когда мы знаем, как работают эти фоторецепторы, как мы можем использовать их, чтобы различать цвета?
У нас есть три типа конусов. Если вы посмотрите на график ниже, вы увидите, что каждая колбочка способна обнаруживать диапазон цветов. Несмотря на то, что каждая колбочка наиболее чувствительна к определенному цвету света (где линия достигает пика), они также могут обнаруживать другие цвета (показаны растяжкой каждой кривой).
Поскольку три типа колбочек обычно маркируются цветом, при котором они наиболее чувствительны (синий, зеленый и красный), вы можете подумать, что другие цвета невозможны. Но именно перекрытие колбочек и то, как мозг интегрирует посылаемые ими сигналы, позволяет нам видеть миллионы цветов. Например, желтый цвет возникает в результате стимуляции зеленых и красных колбочек, в то время как синие колбочки не стимулируются.
Как мы видим белый цвет?
Наши глаза — детекторы. Колбочки, которые стимулируются светом, посылают сигналы в мозг. Мозг является фактическим интерпретатором цвета. Когда все колбочки стимулируются одинаково, мозг воспринимает цвет как белый. Мы также воспринимаем белый цвет, когда стимулируются наши палочки. В отличие от колбочек, палочки способны обнаруживать свет на гораздо более низком уровне. Вот почему мы видим только черное и белое в тускло освещенных комнатах или когда смотрим на звездное ночное небо.
Полезна ли морковь для глаз?
Давайте поговорим о витаминах.
Молекула пигмента, присоединенная к белкам фоторецепторов, называется сетчаткой. Когда сетчатка поглощает фотоны, она при этом разрушается. Чтобы регенерировать больше сетчатки, вашему телу нужен витамин А. Морковь — это один из продуктов с высоким содержанием витамина А. Это делает ее полезной для ваших глаз, но не думайте, что она улучшит ваше зрение. Хотя морковь полезна для здоровья ваших глаз, она не улучшит ваше зрение, не позволит отказаться от очков или носить контактные линзы.
Изображения:
Иллюстрация анатомии глаза из Beginning Psychology (v. 1.0) через Creative Commons (by-nc-sa 3.0). Ярлыки изменены для этой страницы.
Дополнительные изображения с Wikimedia Commons
Подробнее о: Seeing Color
Neuroscience For Kids — Retina
Сетчатка — это задняя часть глаза, содержащая клетки,
реагировать на свет. Эти специализированные клетки называются .
фоторецепторы . В мозге есть 2 типа фоторецепторов.
сетчатка: стержни и конусы .
Палочки наиболее чувствительны к световым и темным изменениям, форме и движение и содержат только один тип светочувствительного пигмента. Стержни плохо для цветового зрения. Однако в затемненной комнате мы используем в основном наши палочки, но мы «дальтоники». Палочек больше, чем колбочек в периферия сетчатки. В следующий раз, когда ты захочешь увидеть тусклую звезду ночью, попробуйте посмотреть на него периферийным зрением и используйте ROD VISION, чтобы увидеть тусклую звезду. В организме человека около 120 миллионов палочек. сетчатка.
Колбочки не так чувствительны к свету, как палочки. Однако конусы
наиболее чувствительны к одному из трех различных цветов (зеленому, красному или синему).
Сигналы от колбочек отправляются в мозг, который затем переводит их
сообщения в восприятии цвета. Однако конусы работают только в
яркий свет. Вот почему вы не можете хорошо различать цвета в темных местах.
Итак, колбочки используются для цветового зрения и лучше подходят для
обнаружение мелких деталей.
В организме человека около 6 миллионов колбочек.
сетчатка. Некоторые люди не могут отличить одни цвета от других — эти
люди «дальтоники». У человека, страдающего дальтонизмом, нет
конкретный тип колбочек в сетчатке или один тип колбочек может быть слабым.
В общей популяции около 8% всех мужчин страдают дальтонизмом и около
0,5% всех женщин дальтоники.
Фовеа , показанная здесь слева, является центральная область сетчатки, обеспечивающая наиболее четкое зрение. В в ямке НЕТ палочек…только колбочки. Конусы также упакованы ближе друг к другу здесь, в центральной ямке, чем в остальной части сетчатки. Также, кровеносные сосуды и нервные волокна огибают центральную ямку, поэтому свет имеет прямое пути к фоторецепторам.
Вот простой способ продемонстрируйте чувствительность вашего фовеального зрения. Смотри на «г» в слово «свет» в середине следующего предложения:
«Ваше зрение лучше, когда свет падает на fovea.»
Буква «g» в слове «light» будет понятна, но слова и буквы с обеих сторон
из «г» не будет ясно.
Одна часть сетчатки НЕ содержит фоторецепторов. Это наше «слепое пятно». Поэтому любое изображение, попадающее на этот регион НЕ будет виден. Именно в этой области проходят зрительные нервы. вместе и выходят из глаза на пути к мозгу.
Чтобы найти свою слепую зону, посмотрите на изображение ниже или нарисуйте его. лист бумаги:
Закройте левый глаз.
Держите изображение (или оторвите голову от монитора компьютера) около 20 дюймах. Правым глазом посмотрите на точку. Медленно принесите изображения (или приблизить голову), глядя на точку. В определенный расстояние, + исчезнет из поля зрения… это когда + падает на слепое пятно вашей сетчатки. Обратный процесс. Закройте правый глаз и посмотри на + левым глазом. Медленно перемещайте изображение ближе к себе и точка должна исчезнуть.
Вот еще одно изображение, которое поможет вам найти слепую зону.
Для
это изображение, закройте правый глаз. Левым глазом посмотри на красный
круг.
Медленно приближайте голову к изображению. В определенный
расстояние, синяя линия не будет выглядеть сломанной!
Знаете ли вы? Почему ты плохо видишь, когда
сначала зайти в затемненную комнату вроде кинотеатра? Когда вы впервые входите
кинотеатре, колбочки в сетчатке работают, а палочки
еще не активирован. Колбочкам нужно много света, чтобы работать должным образом; стержни нужны
меньше света, чтобы работать, но им нужно около 7-10 минут, чтобы взять на себя управление для
конусы. Через 7-10 минут в темноте удилища срабатывают, но нельзя
очень хорошо видеть цвета, потому что палочки не дают никакого цвета
Информация. Колбочки, которые предоставляют информацию о цвете, нуждаются в большем количестве информации.
свет, но плохо работают в темноте. После того, как фильм закончился, и вы
выйти из театра, там все очень ярко и плохо видно
минуту или две. Это происходит потому, что стержни становятся «насыщенными» и останавливаются.
работать в этих ярких условиях. Для конусов требуется несколько минут
чтобы снова начать функционировать и восстановить нормальное зрение.
