Компьютерра - Журнал "Компьютерра" №757

Механизмы работы человеческой памяти пока остаются загадкой. Но ученым удалось сделать очередной шаг на пути к контролю над уникальным хранилищем информации, спроектированным природой. Группа исследователей из США и Китая опубликовала результаты эксперимента, демонстрирующего возможность выборочного удаления воспоминаний - правда, пока только у мышей.

Главным "инструментом" в работе, выполненной под руководством Джо Циня (Joe Tsien), стал белок альфа-CaMKII. Этот фермент, иногда называемый "молекулой памяти", играет важную роль в работе головного мозга. Прибегнув к методам генной инженерии, группа Циня вывела мышей, мозг которых усиленно вырабатывает этот энзим. Сначала генетически модифицированным грызунам искусственно снижали концентрацию фермента до нормальной. Воспоминание, которое предстояло забыть, сформировали просто: особь помещали в специальную камеру, после чего лапы животного подвергались легкому удару током. Обработанная таким образом мышь, снова попав в "пыточную", замирала в ожидании болевого шока.

Затем исследователи временно прекращали давать подопытным грызунам ингибитор, подавляющий выработку альфа-CaMKII, из-за чего концентрация фермента в мозге особи поднималась выше нормы. Если после этого мышь вновь помещали в камеру, случалась удивительная метаморфоза: животное вело себя как ни в чем не бывало. Судя по тому, что и спустя две недели поведение мышей не менялось, память о неприятном событии стиралась безвозвратно, а не просто ослаблялась. Важно, что прочие воспоминания при этом оставались незатронутыми.

Экспериментаторы пока затрудняются объяснить, как именно очищается нужный участок памяти. Предположительно фермент ослабляет ряд нейронных связей при попытке вызвать ассоциированное с ними воспоминание. Исследователи честно предупреждают, что механизм "чистки" в том виде, в каком его испытывали на мышах, к человеку неприменим, поскольку требует вторжения в генетический код, а также из-за более сложного устройства головного мозга человека. Тем не менее полученный результат безусловно ценен для науки, так как проливает свет на принципы функционирования памяти у живых существ. И не исключено, что в один прекрасный день в аптеках появятся пилюли, помогающие навсегда избавиться от неприятных воспоминаний. Например, жертвам катастроф, пережившим сильнейшее потрясение, такое лекарство могло бы заметно облегчить жизнь. ЕЗ

Оригинальную технологию, обещающую продлить жизнь традиционной фотолитографии, предложили ученые из Калифорнийского университета в Беркли. Помимо изготовления чипов, ее можно использовать для записи информации с плотностью на порядок большей, чем у современных винчестеров.

Как известно, главным препятствием на пути дальнейшей миниатюризации компьютерных чипов является дифракционный предел, мешающий сфокусировать свет в пятнышко меньше половины длины волны. Он и определяет возможности технологического процесса, ограниченные сегодня 35 нанометрами. Ученые давно научились обходить дифракционный предел, используя так называемые нераспространяющиеся электромагнитные волны, быстро затухающие на расстоянии меньше длины волны от конца световода, плазмонного аналога оптической линзы или другого устройства, позволяющего их сфокусировать. Таким устройством может служить даже несколько щелей специальной формы в тонком слое хорошего проводника.

Но как поместить маску для нераспространяющихся волн всего в нескольких нанометрах от кремниевой пластины с фоторезистом, диаметр которой 20–30 см? Разумеется, это практически невозможно. Зато в современных винчестерах хорошо отработана технология головок, парящих на высоте нескольких десятков нанометров над быстро крутящимся диском. Ученые из Беркли решили объединить и усовершенствовать два этих подхода.

В качестве линз для нераспространяющихся волн были выбраны плазмонные линзы из нескольких концентрических кругов на тонком слое серебра с отверстием посередине. Массив из шестнадцати таких линз закрепили на конце устройства, напоминающего коромысло винчестера, и фокусировали на них луч ультрафиолета. В первых экспериментах скорость поверхности диска под головкой достигала 12 м/с, а сама головка парила на высоте 20 нм над его поверхностью и рисовала штрихи толщиной 80 нм. Это делает метод эффективнее альтернативных технологий вроде литографии электронным или ионным пучком. К тому же ничто не мешает, уверены изобретатели, достигнуть разрешения 5–10 нм, довести число параллельно работающих линз до нескольких тысяч и повысить скорость вращения диска.

Разумеется, придется подождать, пока такой "фотовинчестер" распишет поверхность вращающейся кремниевой пластины рисунком для травления очередного слоя чипа. Засветить все сразу гораздо быстрее. Но и цена оборудования на базе новой технологии, из-за сравнительно скромных требований к оптике, обещает быть гораздо меньше, чем у современной машины для фотолитографии. А удовольствие это не из дешевых: примерно 20 млн. долларов за технику и еще около миллиона за комплект масок для каждого нового чипа. ГА

Оригинальный метод измерения спин-поляризованного тока предложили французские физики из Университета Луи Пастера в Страсбурге. Сравнительно простой и удобный способ, основанный на эффекте Доплера, будет полезен не только в спинтронике, но и при разработке разнообразных магнитных устройств.

Несмотря на бурный расцвет спинтроники, в этой области еще много белых пятен. Даже измерение спин-поляризованного тока, в котором электроны имеют ту или иную преимущественную ориентацию спина, представляет серьезную проблему. Сегодня это делается весьма неудобными и дорогостоящими способами.

Идея нового метода сродни принципу работы ручных доплеровских радаров, с помощью которых измеряется скорость автотранспорта. Этот эффект можно наблюдать по нарастающей высоте гула движущейся навстречу машины. По мере ее приближения каждый следующий гребень звуковой волны достигает наших ушей быстрее, что эквивалентно повышению частоты звука. Тот же механизм, но в радиодиапазоне использует и радар, регистрирующий изменение частоты отраженных автомобилем радиоволн.

Оказывается, схожим методом можно измерять и величину тока. Ученые разместили две антенны по обе стороны тонкой (2 мкм) ленты пермаллоя (магнитного сплава железа и никеля). Высокочастотный радиосигнал, подаваемый на одну из антенн, возбуждал в пермаллое спиновые волны длиной 800 нм, которые принимались второй антенной. Если по образцу пропустить спин-поляризованный ток, он увлекает спиновые волны с собой и повышает частоту принимаемого сигнала. А уже по зарегистрированному сдвигу частоты можно без труда вычислить величину тока.