Что может сделать обычный человек, чтобы продвинуть науку
Помогать глазами и ушами. Сбор данных
Чего не может учёный? Быть в нескольких местах одновременно! Поэтому так важны те, кто готов собирать данные для науки. А это может быть что угодно. Например, какие деревья растут в вашем дворе, когда на них лопаются почки. Какие виды птиц и бабочек пролетают мимо. Какие особые слова говорят в вашем регионе - это называется диалектизмы. Как выглядит и какова на ощупь почва под ногами. Учёным интересно всё, что люди могут увидеть, услышать и пощупать.
Сила волонтёров в массовости. Исследователей мало, информации много. Например, цель проекта "Флора России" - нарисовать карту, где что растёт по всей стране. Без волонтёров тут не обойтись: в любой момент, где бы ни находились, они могут достать телефон, сфотографировать растение и загрузить наблюдение на сайте или в приложении. В результате за день учёные получают от обычных людей столько информации, сколько им самим пришлось бы собирать годами.
Гражданские учёные работают автономно, поэтому важно действовать по инструкции и систематически. Во всех проектах гражданской науки делать нужно что-нибудь очень простое - но добросовестно. Иначе получится, что время потратили, а пользы для науки мало.
Пример
Возьмём проект "Яблоки по науке": нужно найти поблизости одну или несколько яблонь и наблюдать за ними. Если вы хотите участвовать в проекте, сперва зарегистрируйтесь на сайте Фенологической сети Российского географического общества. Там через личный кабинет можно загружать свои наблюдения в специальную базу данных.
Потом выберите яблоню и сфотографируйте её. Если яблоня садовая, укажите, как называется сорт, об этом можно спросить хозяина сада. Если дикая - сорвите яблоко и опишите его по инструкции. А потом следите, когда массово созреют плоды, когда начнут опадать листья и когда дерево останется голым. Все эти данные пригодятся учёным из Всероссийского института генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова. Они помогут решить важную селекционную задачу - расширить крупнейшую в России коллекцию генетических ресурсов растений.
Помогать руками. Экспедиции и заповедники
Учёные работают не только в лабораториях и за письменным столом. Они ведут полевые работы: раскапывают древние поселения или изучают птиц и растения на научных станциях. Тут вообще двойное удовольствие - помогаешь науке и попадаешь в самые экзотические места, недоступные даже для продвинутых туристов.
Экспедиции бывают разные: археологические, орнитологические, экологические, палеонтологические. Возьмём самые известные - археологические. Место, где учёные вместе с волонтёрами ищут древности, называется "раскоп". Его делят на небольшие участки, каждый человек получает свой участок и чёткие инструкции: где копать лопатой, а где аккуратно смахивать землю кисточкой. Потом находки нужно разобрать: монеты отдельно, кинжалы отдельно. Зарисовать и сфотографировать, потому что старые вещи меняются, когда их вынимают из земли.
На орнитологических станциях работы тоже полно. Волонтёры встают рано утром, проверяют ловушки, пойманных птиц аккуратно вынимают, взвешивают, фотографируют и прикрепляют кольцо на лапку. Потом эти кольца расскажут, откуда птица прилетела, и учёные узнают, куда они отправляются на зимовку. Бывает, что даже в Австралию.
Вместе с палеонтологами волонтёры ищут следы доисторических животных - останки древних рыб, динозавров и другие окаменелости. А волонтёры биологических и экологических проектов, например, исследуют подземные пещеры в поисках летучих мышей.
Некоторые экспедиции длятся месяцами, но быть там всё лето необязательно, просто нужно заранее договориться о сроке. Жильё и еду обычно предоставляют организаторы, а за дорогу чаще нужно платить самому. Многие экспедиции принимают всех желающих при наличии мест, от школьников до профессоров других дисциплин (именно так, в экспедиции часто ездят немолодые учёные, которым по специальности в поле работать не приходится).
Пример
Ладожская орнитологическая станция находится на берегу красивейшего озера. Каждый год с конца апреля по конец октября с раннего утра и до обеда учёные и волонтёры чинят и ставят ловушки, а потом проверяют их каждые 15-20 минут. Когда птицы массово улетают на зимовку или возвращаются, только успевай поворачиваться! Иначе не успеть всех попавших в ловушки достать, описать, окольцевать и отпустить. А полученные данные нужны не только орнитологам - исследователи вирусов, например, тоже в них заинтересованы.
Чтобы участвовать, нужно подать заявку. Учёные тщательно выбирают волонтёров, потому что здесь важны здоровье, выносливость и умение не ссориться. Образ жизни на станции не самый современный: деревянные дома, печное отопление, общая столовая (еда - 250 рублей в день), дежурство. И много работы. Зато, говорят учёные, узнаете, почему синица в руках лучше, чем журавль в небе.
Помогать мозгами. Анализ данных
Участвовать в больших научных проектах можно даже не вставая с кровати. Например, достал телефон и смотришь короткое видео. Определяешь, что делают мыши в клетке: спят, едят или бегают. Это важно, потому что многие лекарства для человека испытывают на животных, так что о жизни мышей, которым дали препарат, важно знать всё. Учёные не могут описывать тысячи часов скучноватой жизни грызунов самостоятельно. Поэтому они разрезают запись на короткие кусочки и передают волонтёрам. Описать 5 минут мышиной жизни несложно, и если это сделают тысячи человек, огромная база данных будет готова.
Это только один пример, а вообще кому только не нужны волонтёры! Историки просят гражданских учёных расшифровать старые тексты. Астрофизикам нужно сортировать фотографии галактик - какие из них эллиптические, какие спиральные. Фотографий сотни тысяч, а учёных совсем мало. Искусственный интеллект этого ещё не умеет, а человек отлично справляется. Биологи хотят отделить фотографии здоровых клеток от тех, где клетки поражены раком. Это поможет создать лекарство от страшной болезни. В общем, учёные берут большую задачу, делят её на маленькие, простые и увлекательные задачки, а волонтёры в удобное время их решают.
Пример
Один из невероятных примеров - проект Межрегиональной группы РИСКСАТ, в котором школьники нашли новый остров! Думаете, из-за космических спутников неоткрытых земель уже не осталось? Как бы не так, они есть, просто найти их - сложная задача. В этом проекте школьники из разных городов России (от Якутска до Тулы) анализировали спутниковые изображения архипелага Новая Земля в Баренцевом море.
За последние 5 лет такая работа позволила найти уже три острова. И вот этим летом школьники обнаружили четвёртый. Новый остров небольшой, всего 410 на 200 метров, но сведения о нём переданы в Русское географическое общество и Управление навигации и океанографии, его нанесут на карты - всё всерьёз. Настоящее географическое открытие! Кому интересно, ищите его по координатам 75°33'50.89"северной широты, 58°18'14.76" восточной долготы.
Помогать телом. Участие в экспериментах
Что может быть сложнее человека? Чтобы изучать самих себя, приходится экспериментировать на людях. Иначе никак не понять, что делает нас добрыми и почему мы говорим так, как говорим. Поэтому испытуемые незаменимы. Конечно, учёные не лезут к нам в черепную коробку. И времена, когда объекты экспериментов находили среди заключённых и уличных сирот, тоже прошли. Теперь надежда на волонтёров.
Чего только не проделывают волонтёры-испытуемые! Заполняют опросники и сутками лежат в тёплой ванне без движения (для изучения эффектов гравитационной разгрузки у космонавтов). Сдают кровь и бегают в инновационных костюмах, созданных для работы на заводах при высоких температурах. Носят две недели на животе глюкометр и едят определённые продукты, фиксируя всё в дневнике. Выполняют задания - скажем, играют в компьютерную игру или ходят по городу со специальным аппаратом, который записывает, на что волонтёр смотрит (эта технология называется окулография: специальные высокоточные камеры отслеживают, куда и как долго смотрит участник эксперимента).
Отдельная область - психологические эксперименты, в которых исследуется наше поведение. Обычно учёные не рассказывают заранее, в чём смысл эксперимента, иначе он не будет чистым. Поэтому участвовать стоит хотя бы ради того, чтобы узнать гипотезу, о которой не слышал пока никто на планете. И это не все бонусы. В некоторых случаях можно бесплатно пройти медицинское обследование. Но главное всё-таки не это, а возможность стать непосредственным участником большой науки.
Пример приводить не будем. Потому что на следующих страницах опубликован репортаж, герой которого сам побывал испытуемым в нескольких экспериментах.
Помогать процессорами. Донорство вычислительных мощностей
Данных становится всё больше - спасибо техническому прогрессу и волонтёрам. Вопрос, что с ними дальше делать. Чтобы их обработать, нужно больше вычислительных мощностей, а это дорого. Если хотите стать гражданским учёным, не предпринимая вообще никаких усилий, можете пожертвовать науке неиспользуемые мощности своего компьютера или смартфона. Достаточно установить специальную программу - и вот вы уже участвуете в масштабном эксперименте. Программа будет определять, когда и сколько ресурсов можно отдать на вычисления без вреда для вашей работы.
Есть несколько систем распределённых вычислений, соединяющих множество компьютеров пользователей со всего мира в суперкомпьютер. Между прочим, в самом свежем рейтинге суперкомпьютеров топ-500 одна из таких сетей заняла бы восьмое место.
Пример
Участники первого российского проекта распределённых вычислений Gerasim@home занимаются экспериментальным исследованием алгоритмов из теории графов. Это важная математическая задача, результаты которой можно использовать в научных целях. В целом во время пандемии количество проектов, связанных с распределёнными вычислениями, сильно выросло: многие из них были переориентированы на анализ SARS-CoV-2 и поиск возможных способов борьбы с ним. Можно легко подобрать себе проект с самой интересной задачей.
Все проекты, описанные в статье, и многие-многие другие представлены на портале citizen-science.ru - первой российской площадке для научных волонтёров. Портал создан в рамках проекта "Люди науки" (официальное название - "Движение научных волонтёров") при поддержке Фонда президентских грантов.
Отдать мозг науке
Григорий Тарасевич
Я испытуемый. Слово звучит как-то неприятно, похоже на "воспитуемый" из "Обитаемого острова" братьев Стругацких. Да и по сути многих это могло бы смутить. Испытуемый - это человек, на котором учёные проводят эксперименты. Он не субъект науки, а объект. Такой же, как лабораторная крыса или бактерии в чашке Петри.
Но мне это нравится. Приятно, что, не прилагая особых усилий, могу помочь науке. Да и самому интересно. Статус испытуемого даёт возможность заглянуть за кулисы эксперимента, изнутри увидеть то, о чём потом появятся публикации в научных журналах и новости в прессе.
К тому же меня считают ценным объектом. Когда эксперимент проводит университет, то проще всего набирать испытуемых среди студентов. Но тогда наука о людях превращается в науку о двадцатилетних людях, выборка смещается в сторону молодых и перестаёт быть репрезентативной. А мне уже за сорок, хронических заболеваний вроде нет. Хороший объект.
Эксперимент 1. "Игра престолов" и электрические импульсы
Ломоносовский корпус МГУ. Здание новое, кругом блеск мрамора и гранита. Сейчас вечер, людей практически нет. Нахожу нужную комнату. Это лаборатория нейрофизиологии и нейрокомпьютерных интерфейсов биологического факультета, руководит ею профессор Александр Каплан, один из самых известных в России исследователей мозга. Но сейчас его нет, а эксперимент со мной будут проводить трое его молодых сотрудников: два юноши и девушка.
Меня усаживают в навороченное кресло - такое украсило бы кабинет продвинутого стоматолога. Мне предстоит процедура под названием ТМС - транскраниальная магнитная стимуляция. Если объяснять по-простому, короткие магнитные импульсы будут воздействовать на кору головного мозга. Немного страшно - моим интимным органом собираются манипулировать с помощью каких-то железок. Но любопытство сильнее. Есть в этой технологии что-то фантастическое. Собственно, я вызвался быть испытуемым именно потому, что очень хотел почувствовать, как это работает.
После настройки к моей голове подносят магнитные катушки ТМС. Кстати, они отечественные, родом из Иванова. Над моей макушкой раздаётся лёгкий треск разряда. Мышцы на скуле и щеке напрягаются. Интересуюсь:
- Это из-за того, что вы на мой мозг воздействовали?
- Вряд ли. Наверное, ток просто идёт по коже и доходит до лица. Сейчас попробуем добраться до мозга.
Снова щелчки и треск. Учёные ищут зону в коре моего мозга, которая отвечает за движение пальцев. Действуют методом проб и ошибок. Наконец я что-то чувствую в безымянном пальце правой руки, как будто лёгкая судорога. Следующий импульс - безымянный палец подёргивается. Вскоре он начинает послушно реагировать на импульсы, которые посылают в мозг. Можно переходить к эксперименту.
- Какой сериал вы хотели бы посмотреть? - неожиданно спрашивают учёные.
Оказывается, сериал нужен, чтобы отвлекать моё внимание. Выбираю последний сезон "Игры престолов", который ещё не успел посмотреть. Мне ставят задачу. На мониторе поверх фильма то справа, то слева появляются белые квадраты. Их нужно убирать, нажимая соответственно на правую или левую кнопку, - они у меня под рукой. Периодически весь экран закрывает белый прямоугольник с изображением бомбы. Его можно убрать любой кнопкой.
- Старайтесь не очень задумываться, какую кнопку нажать.
Задумываться о кнопке и не хочется, когда армия белых ходоков выдвигается в сторону Винтерфелла. Тем временем Санса Старк выясняет отношения с Дейнерис:
- …Планируя запасы на зиму, я не учитывала дотракийцев, безупречных и двух взрослых драконов. Кстати, что едят драконы?
- Всё, что захотят.
Я исправно нажимаю на кнопочки. Правая, левая, правая… Щёлкает ТМС. Белые ходоки всё ближе и ближе. Левая, правая, опять правая… Дотракийцы с горящими саблями мчатся навстречу врагу. Правая, левая, левая… Битва идёт уже в стенах Винтерфелла. Продолжаю жать на кнопки. Арья убивает кинжалом Короля Ночи. Белые ходоки разгромлены. Эксперимент закончен.
Теперь учёные объясняют мне, в чём была суть исследования:
- Наша гипотеза в том, что частота нажатия на целевую кнопку будет увеличиваться после магнитной стимуляции соматосенсорной коры...
Понимаю, что это что-то вроде условного рефлекса. В подробности вникать уже нет сил. Да и долгожданная победа над белыми ходоками вытеснила все эмоции. Буду ждать, чем кончится поход на Королевскую Гавань. А учёные пусть результаты обсчитывают.
Эксперимент 2. Шашлык и томограф
Нейроэкономика и нейромаркетинг - слова очень модные. Это куда шире, чем экономика и маркетинг, это про то, что происходит в голове человека, когда он принимает решения. Вечную проблему теперь пытаются решить уже не с помощью философии, а с использованием современных приборов.
Сегодня мне предстоит лечь в томограф. Эксперимент проводит Высшая школа экономики, но нужно было очень мощное оборудование, поэтому исследование делается на базе Курчатовского института. У входа меня встречает Андрей Кислов, стажёр-исследователь Международной лаборатории социальной нейробиологии НИУ ВШЭ. Пока мы идём, он рассказывает мне про модели принятия решений, кратко пересказывает концепцию нобелевского лауреата Даниэля Канемана про "быстрое" и "медленное" мышление.
От теорий переходим к практике. Меня укладывают в томограф. Всё тело зафиксировано. Свободна только кисть правой руки - мне придётся нажимать одну из двух кнопок, чтобы принять решение, какое из блюд среднеазиатской кухни я согласился бы заказать. Включается томограф. Шумно. Прохладно. На экране перед моим лицом появляется меню.
"Люля из курицы. 270 ₽". Оно ещё с лучком и зёрнами граната. Беру!
"Люля из баранины. 290 ₽". Это даже лучше, чем курица. И ненамного дороже. Беру.
"Сакура сет. 1170 ₽". Очень дорого. Да и зачем идти в узбекский ресторан, чтобы есть суши?! Не беру.
Тем временем на экране у Андрея видна моя голова в разрезе. Его задача - понять, что происходит в моём мозге. Ну а я продолжаю делать выбор.
"Уч панжа из телятины. 870 ₽". Дорого. Но выглядит очень аппетитно - здоровый такой шашлык на трёх шампурах. И всё-таки это эксперимент, деньги ненастоящие. Беру.
"Лагман. 490 ₽". Что-то дороговато для лагмана. Не беру.
Господи, какое длинное меню! Кажется, я лежу в томографе уже больше часа. От обилия аппетитных блюд прямо слюнки текут. А шевелиться нельзя.
"Плов "Чайханский". 490 ₽" Ну… допустим. Беру.
"Пицца Карне Мисто. 720 ₽". И дорого для пиццы, и как-то не вяжется она с восточной кухней. Не беру…
Наконец кулинарный калейдоскоп заканчивается. Уже потом я выяснил, чего хотели от меня авторы эксперимента. Есть такое направление - нейропрогнозирование. Человек вроде бы ещё не осознал своё решение, но его мозг выбор уже сделал, и томограф это показывает. Нейропредсказания интересны как для маркетологов - позволяют повышать продажи, так и для учёных - чтобы лучше понимать механизмы принятия решений. Эта область сравнительно молодая, и для выбора блюд в ресторане подобных исследований никто не проводил. Получается, что я оказался на переднем крае науки! Приятно.
Эксперимент 3. Электроды и справедливость
Снова нейроэкономика. И снова транскраниальная магнитная стимуляция. Я сижу в Центре нейроэкономики и когнитивных исследований НИУ ВШЭ. В чём суть эксперимента, мне не рассказывают. Пока это тайна, иначе будет некорректно.
Научный сотрудник Оксана Зинченко крепит на моей голове какие-то железки. За ними будет следить здоровенная камера напротив. Тут очень важна точность: стимулировать предстоит определённые зоны мозга, и надо не промахнуться.
- У нас есть усреднённая модель головы. Сейчас мы её настраиваем под индивидуальные особенности вашего черепа.
Компьютеры слева, датчики справа, провода со всех сторон. На мониторе появляется трёхмерная модель мозга.
- Можно начинать стимулировать.
Знакомый треск ТМС у меня над головой. Потом ещё раз. И ещё. Оксана озабоченно смотрит то на монитор, то на датчик. Что-то подкручивает на приборах. Снова разряды ТМС. Что-то не получается.
- У каждого человека свой порог чувствительности. Похоже, у вас он слишком высокий. А усиливать мощность импульса не хочется, это может быть опасно. Но мы можем продолжить эксперимент, оставив вас в контрольной группе.
Очень обидно. Моя голова на этот раз оказалась неподходящей. Утешаю себя тем, что контрольная группа для науки не менее важна, чем экспериментальная. Без неё невозможно корректно утверждать, что то или иное воздействие имело эффект. Соглашаюсь.
Передо мной на экране компьютера простенькая игра. Надо распределять вознаграждение между мной и неким неизвестным игроком. В одном варианте моя награда фиксирована, и нужно решить, сколько получит воображаемый партнёр. Здесь я особо не заморачиваюсь и отдаю партнёру максимально возможную сумму, ведь я от этого не пострадаю.
Второй вариант посложнее: нужно делить общий выигрыш на двоих. Когда общая сумма чётная, например 14 условных единиц, то это легко - каждому поровну. А что делать, когда число нечётное, допустим 13? Взять себе больше? Но как-то не хочется обижать партнёра. Пусть я потеряю немного, но какому-то человеку станет приятнее. Беру себе 6, а 7 отдаю незнакомцу.
Делю, делю, делю… Через полчаса эксперимент заканчивается. И тут учёные наконец рассказывают, в чём его суть. Есть такой участок мозга - дорсолатеральная префронтальная кора. Не так давно появилась гипотеза, что именно она отвечает за просоциальное поведение. И учёные ВШЭ решили проверить, как изменится поведение человека, если эту часть мозга стимулировать извне. Иначе говоря, с помощью магнитного импульса людей можно сделать добрее и справедливее. Мне приятно, что я стал частью этого почти философского замысла.
Мы прощаемся.
- Вы не расстраивайтесь, что попали сегодня в контрольную группу, - утешает меня Оксана. - У нас много экспериментов, и добровольцы всё время нужны. Приходите ещё. И знакомых приводите.
Быть испытуемым - одна из форм гражданской науки, то есть участия обычных людей в исследовании. Но есть и другие формы: можно собирать информацию, участвовать в экспедициях, обрабатывать данные и т. д. Стать научным волонтёром и найти подходящий проект можно на портале "Люди науки". Всё, что для этого нужно, - это любознательность и жажда приключений!
Материал сделан вместе с проектом "Люди науки"