Një e ardhme e madhe bioteknologjike

Përmbajtje:

Një e ardhme e madhe bioteknologjike
Një e ardhme e madhe bioteknologjike

Video: Një e ardhme e madhe bioteknologjike

Video: Një e ardhme e madhe bioteknologjike
Video: Top Channel/ 30 të plagosur nga bombardimet, raketat ruse godasin qytetet në Ukrainë 2024, Mund
Anonim
Një e ardhme e madhe bioteknologjike
Një e ardhme e madhe bioteknologjike

Biologët e DARPA Pentagonit zotohen të mposhtin vdekjen, të pjellin replikantë sintetikë dhe t'i japin Ushtrisë Amerikane Rreshta Cyborg me Aftësi të Kufizuara

Në fillim të prillit, Agjencia Amerikane e Projekteve të Kërkimit të Avancuar të Mbrojtjes (DARPA, krahu i kërkimit përpara i Pentagonit) njoftoi hapjen e një divizioni të ri bioteknologjik, Zyra e Teknologjive Biologjike. Misioni i tij është të vendosë biologjinë në shërbim të sigurisë kombëtare, nga mposhtja e epidemive deri te krijimi i ushtarëve sintetikë. Në të njëjtën kohë, u njoftua buxheti i departamentit për vitin e ardhshëm fiskal - 2.9 miliardë dollarë.

Statusi i DARPA -s si burim kryesor i inovacionit është i pamohueshëm. Thelbi i agjencisë është të sigurojë vazhdimisht që teknologjia ushtarake amerikane të jetë gjithmonë më e përparuar se sa konkurrentët e saj. Disa nga nismat e fundit të agjencisë përfshijnë: krijimin e robotëve humanoid ATLAS dhe shumë lloje të tjera robotike; proteza të zgjuara që do të përcjellin ndjesi të vërteta prekëse; programimi i rrjeteve nervore artificiale - në fakt, kompjuterët e bazuar në funksionet njohëse të trurit të njeriut. Në sfondin e këtyre mrekullive teknologjike, të marra pikërisht nga faqet e romaneve klasikë kiberpunk të viteve tetëdhjetë, nuk është më për t'u habitur të hartojmë vetëm një lloj superkompjuteri vetë-mësues. Nëse në të ardhmen krijohet një inteligjencë artificiale e plotë, kjo nuk do të bëhet nga korporatat e IT, por nga gjenitë e errët të Pentagonit (të cilët, nga rruga, janë gjithashtu paraardhësit e internetit).

DARPA i ka kushtuar vëmendjen e duhur bioteknologjisë më parë, por deri më tani ata nuk kishin një departament të dedikuar për të koordinuar të gjitha kërkimet në këtë fushë ndërdisiplinore. Kjo është pikërisht ajo që Autoriteti i Zhvillimit të Bioteknologjisë, i cili u krijua për të "eksploruar kryqëzimet gjithnjë e më dinamike të biologjisë dhe fizikës", ka për qëllim të korrigjojë.

Drejtori i DARPA -s, Arathi Prabhakar, duke folur në fund të marsit para kongresmenëve në Dhomën e Përfaqësuesve, tha se “biologjia është novatorja më e fundit e natyrës, dhe për çdo agjenci që mbështetet në inovacion, do të ishte marrëzi të mos i drejtoheshit këtij mjeshtri të marrëdhënie komplekse për frymëzim dhe të dhëna.

“Sot biologjia zë vendin e saj ndër shkencat kryesore që përfaqësojnë të ardhmen e teknologjisë mbrojtëse … Programet e zyrës së bioteknologjisë janë në rangun më të gjerë: nga qelizat individuale tek organizmat dhe popullatat e tyre; nga koha me të cilën transmetohet sinjali nervor në kohën me të cilën një virus i ri i teshtimës pas teshtimës do të përhapet në të gjithë planetin. Zyra e bioteknologjisë do të studiojë mekanizmat jashtëzakonisht kompleksë të proceseve natyrore dhe do të demonstrojë se ato mund të aplikohen për qëllime të mbrojtjes kombëtare, - thuhet në një njoftim për shtyp nga DARPA.

Planeti Rus u njoh me programet më premtuese të departamentit të ri të departamentit.

Ah, mos thuaj, "Gjaku nga plaga". Kjo është e egër

Një nga fushat prioritare të punës së zyrës së bioteknologjisë është rehabilitimi i teknologjisë së lartë të ushtarëve ushtarakë amerikanë pas lëndimeve të llojeve të ndryshme. Sipas Institutit të Ushtrisë Amerikane për Kërkime Kirurgjike, shkaku kryesor i vdekjes në fushën e betejës është humbja e gjakut. Disa studime të DARPA kanë për qëllim zgjidhjen e këtij problemi. Ushtria ende nuk ka asgjë më të përsosur sesa një fashë e thjeshtë me garzë për të ndaluar gjakderdhjen. Efektiviteti i tij është jashtëzakonisht i ulët, sepse nëse gjaku nuk ndalet, fashë duhet të ndryshohet pothuajse menjëherë. Nuk ka asnjë mënyrë për të ndaluar gjakderdhjen latente në vend. Prandaj, shumë ushtarë vdesin jo vetëm në fushën e betejës, por edhe në transport gjatë rrugës për në njësinë mjekësore.

Imazhi
Imazhi

Arati Prabhakar.

Kohët e fundit, kompania fillestare RevMedx njoftoi një shiringë të modifikuar që mbush zonën e plagës me sfungjerë chitosan 1 inç që fryhen dhe bllokojnë gjakderdhjen. Por vetëm gjakderdhja e jashtme ndalon në këtë mënyrë. Specialistët e DARPA shkuan më tej dhe njoftuan krijimin e të ashtuquajturit "sistemi i stazës" - deri më tani dihet vetëm se ky është një "material shkumë" që ndalon hemorragjinë edhe në zgavrën e barkut. FDA së shpejti do të miratojë prototipin e parë të një pajisjeje injeksioni portativ.

Edhe nëse humbja e gjakut nuk mund të shmanget, një zhvillim tjetër i departamentit do ta bëjë atë jo aq kërcënues për jetën, duke shpëtuar ushtrinë nga kërcënimi i hipoksisë së shkaktuar nga gjakderdhja. Shkencëtarët po punojnë në një ilaç të bazuar në sulfid hidrogjeni, injektimi i të cilit ngadalëson proceset fiziologjike në trup. Gjatë testeve mbi kafshët, u zbulua se sulfidi i hidrogjenit zvogëlon nevojën për organe në oksigjen, një mungesë akute e të cilave shkakton humbje gjaku. Injeksioni i një substance të tillë do të zgjasë ndjeshëm kohën që një luftëtar mund të kalojë pas humbjes fatale të gjakut pikërisht në fushën e betejës, duke pritur për një transfuzion. Kështu, ata shpresojnë në DARPA, ushtari do të jetë në gjendje të injektojë veten, të hyjë në një "gjendje letargji" dhe të presë për ndihmë mjekësore me fat - deri në disa ditë.

Cyborgs me aftësi të kufizuara

Punonjësit e agjencisë janë të vetëdijshëm për mundësitë pothuajse të pakufishme që u ofrohen nga autoritetet amerikane dhe nuk vuajnë nga modestia e rreme. Për shembull, një program për zhvillimin e protezave të avancuara quhet pa pengesa - "Revolucionarizimi i protezave". U lansua në vitin 2006, por tani është plotësisht nën kontrollin e zyrës së bioteknologjisë.

Gjatë gjithë kësaj kohe, studiuesit kanë qenë të zënë me projektimin e protezave të duarve, të cilat janë shumë më të vështira nga pikëpamja mjekësore dhe inxhinierike sesa këmbët artificiale. Një nga protezat revolucionare, Arm System Gen-3, tashmë është legalizuar nga FDA. Sipas faqes së internetit të agjencisë, këto "gjymtyrë mekatronike të përparuara" ishin të parat që iu afruan funksionimit të duarve të vërteta të njeriut. Qëllimet e programit janë edhe më sfiduese sesa emri. Dhe DARPA nuk i fsheh ato fare: në të ardhmen, nuk do të ketë veteranë me aftësi të kufizuara në Shtetet e Bashkuara, por do të ketë njerëz me aftësi të kufizuara në radhët - vetëm ata robotikë.

"Si pjesë e Revolucionit të Protetikës, funksionaliteti i protezave të gjymtyrëve të sipërme po përmirësohet në mënyrë që një ditë ushtarakët që kanë humbur krahët të kthehen në shërbim," thotë programi.

Detyrat specifike përfshijnë krijimin e protezave të kontrolluara nga mendja dhe ndërfaqeve neurokompjuterike për personat me gjymtim dhe paralitikë. Në Tregun e NPR më 31 Mars, Arati Prabhakar tha se bioteknologët tashmë kanë ndërmarrë një hap të madh në këtë fushë. Përparimet në teknologjinë e mikroelektrodave kortikale e kanë bërë lidhjen midis sistemit nervor dhe pjesëve të trupit kibernetik aq të fortë saqë protezat e kontrolluara nga mendimi po bëhen gradualisht një rutinë e përditshme, dhe pacientët që bashkëpunojnë tashmë po përdorin "sistemin e besueshëm neurointerface" të Pentagonit. Hulumtimi i ardhshëm "do të përmirësojë kapacitetin e ndërfaqeve periferike për të përpunuar edhe më shumë informacion në lidhje me kontrollin e gjymtyrëve, gjë që do t'i japë amputuarëve edhe më shumë funksionalitet."Neurofiziologët po punojnë për të marrë sinjalin në të dy drejtimet - në mënyrë që proteza të mos kontrollohet vetëm nga mendja, por ajo vetë dërgon sinjale prekëse në sistemin nervor, duke shkaktuar një ndjesi të prekjes së vërtetë fizike.

Imazhi
Imazhi

Një person me aftësi të kufizuara me krahë robotikë protezë. Foto: DARPA

"Ne kemi vullnetarë me paralizë të të katër gjymtyrëve të cilët kanë rënë dakord për kirurgji në tru. Bëhet fjalë për vendosjen e një çipi në korteksin që kontrollon neuronet e zonës motorike dhe i ridrejton ata për të kontrolluar krahët robotikë protetikë të rinj shumë të sofistikuar. Në një kuptim, ne kemi hapur derën - lidhjen midis trurit të njeriut dhe pjesës tjetër të botës. Lëreni imagjinatën tuaj të egër për të parë se sa larg do të na çojë kjo, "tha drejtori i DARPA.

Një program i veçantë i kushtohet rikuperimit të kujtesës. Sipas mjekëve, që nga viti 2000, më shumë se 270,000 ushtarë amerikanë kanë marrë lëndime në kokë me kompleksitet të ndryshëm, të cilat kanë çuar në një përkeqësim ose mosfunksionim të plotë të kujtesës së punës. Pavarësisht nga madhësia e problemit, aktualisht nuk ka trajtime efektive. Për të rikthyer kujtesën e tyre, zyra e bioteknologjisë po punon në një neuroteknologji multidisiplinare që kombinon "përpunimin e të dhënave, modelimin matematikor dhe ndërfaqet e fundit". Rezultati duhet të jetë një "pajisje nervore e implantueshme" që do t'i rikthejë kujtesën ushtarëve duke neurostimuluar zona të caktuara të trurit.

Një nismë tjetër ka për qëllim eliminimin e çrregullimit të stresit post-traumatik (PTSD, "Sindroma e Vietnamit"), i cili është jashtëzakonisht i zakonshëm në mesin e ushtarëve që kanë kaluar gjatë luftimeve. Në rastet më të mira, ajo çon në depresion dhe migrenë, në më të keqen - në shpërthime agresioni midis ushtarëve të kthyer në shtëpi, ose vetëvrasje. Qasjet moderne - ilaçet dhe psikoterapia - mund të lehtësojnë vetëm simptomat më të këqija të këtij sindromi të rëndë mendor. Mjekët ushtarakë shpresojnë të mposhtin plotësisht edhe PTSD -në, duke implantuar një neurostimulator në tru.

Si pjesë e hulumtimit të saj neuroshkencor, DARPA konsultohet (të paktën sugjeron të besosh kështu) me një panel ekspertësh mbi implikimet etike, ligjore dhe sociale. Prabhakar nuk përjashton që një pjesë e këtij hulumtimi të ketë për qëllim jo vetëm rehabilitimin, por edhe modifikimin e trurit të luftëtarëve të shëndetshëm.

"Nëse e kuptojmë se si truri ndërvepron me sisteme komplekse, ndoshta do të kuptojmë se si saktësisht informacioni duhet t'i sigurohet një personi në mënyrë që ai të mund ta asimilojë më mirë atë. Kjo do të jetë e ardhmja në të cilën ne do të fillojmë të mësojmë mënyra rrënjësisht të reja të ndërveprimit midis kompleksitetit të trurit njerëzor dhe kompleksitetit të botës përreth nesh, "thotë kreu i agjencisë së inovacionit.

Ndërfaqet njeri-makinë mund të përshtaten për t'u kontrolluar nga robotët. Dhe nëse sot inxhinierët tashmë po zhvillojnë një kuadrocopter civil të kontrolluar nga mendja, atëherë pse nuk presim që dronët ushtarakë të kontrollohen nëpërmjet ndërfaqeve neutronike nga DARPA herët a vonë?

Imazhi
Imazhi

Kuadopter me kontroll të mendjes.

Dhe ata krijuan një replikant nga pluhuri sintetik

Agjencia po vë bast se gjenerata e ardhshme e teknologjisë së mbrojtjes do të ndjekë shembullin e jetës natyrore, biologjike. Biologjia sintetike do të bëhet një nga fushat më të rëndësishme të punës së zyrës së bioteknologjisë - agjencia pret të nisë një lloj bime gjenetike të çmendur për prodhimin e materialeve biologjike të paekzistuara më parë me veti të pashkelura bazuar në një koktej të qelizave të gjalla, proteinave dhe ADN -së. Qëllimi është të krijojë, së pari, supermateriale artificiale por të gjalla që do të përdoren për gjeneratën e ardhshme të veglave mekanike dhe elektrike, dhe së dyti, fjalë për fjalë të krijojë forma të reja të jetës me funksionalitet që është e vështirë të imagjinohet për momentin. Por kjo nuk tingëllon aq fantastike, duke pasur parasysh se në fund të marsit, shkencëtarët njoftuan krijimin e kromozomit të parë sintetik "projektues" në historinë e njerëzimit.

Bioinxhinierët përbënin një pjesë të konsiderueshme të stafit të nënndarjes së sapo hapur. Meqenëse "inxhinieria biologjike është një teknologji e fuqishme që mund të ndikojë në shumë fusha" të jetës njerëzore, biologët e Pentagonit synojnë të përgatisin me kujdes një bazë teorike - gradualisht "duke transformuar biologjinë në praktikë inxhinierike, duke përgatitur mjete, teknologji, metodologji dhe infrastrukturë". Programet e bioinxhinierisë në laboratorë përdorin zhvillimet më të fundit në biologjinë sintetike, gjenomikën dhe proteomikën, të cilat kontribuojnë në sigurinë e lartë të kërkimit dhe parandalimin e "lëshimit të padëshiruar të mikroorganizmave". Me sa duket, DAPRA ka dëgjuar shumë për rreziqet e një apokalipsi mumje.

Pavarësisht nga të gjitha masat paraprake, inxhinierët bio kanë njoftuar tashmë më shumë se projekte ambicioze. Një nga programet më misterioze zhvillohet nën titullin e parakohshëm Biochronicity. Sipas bioinxhinierëve, megjithëse "ora biologjike rregullon pothuajse të gjitha funksionet në trupin e njeriut", ende nuk ka një ide të qartë se sa saktësisht ato ndikojnë në ciklin qelizor, metabolizmin, plakjen dhe vdekjen e qelizave. Me sa duket, departamenti do të shkelë metabolizmin dhe plakjen e një personi, duke i vënë ata nën kontroll dhe duke rritur shumë aftësinë luftarake dhe qëndrueshmërinë e ushtarëve - si në aspektin e rigjenerimit pas lëndimit fizik ashtu edhe imunitetin ndaj sëmundjeve.

Disa vjet më parë, programi DARPA Biodesign, në të cilin Pentagoni krijon krijesa sintetike jo më pak të pavdekshme, tashmë ka bërë një spërkatje. Qëllimi është të kapërcehet "rastësia e evolucionit": "Biodizajni përdor një sistem të metodave inxhinierike në kombinim me bioteknologjinë dhe teknologjinë kimike sintetike për të krijuar atribute të reja të dobishme. Biodizajni do të zvogëlojë paparashikueshmërinë e zhvillimit evolucionar natyror përmes inxhinierisë gjenetike dhe biologjisë molekulare. Kjo zonë përfshin përgjigje molekulare të drejtuara artificialisht që rrisin rezistencën ndaj sinjaleve të vdekjes së qelizave (…)”. Në rast se plani i agjencisë shkon keq në skenarin më kërcënues, siç ndodh zakonisht në tmerr, qeniet e krijuara kanë një molekulë të veçantë nxitëse për vetë-shkatërrim, e cila mund të aktivizohet nga distanca. Siç shkruan autori i blogut të teknologjisë Motherboard, "Pse na duhen robotë mekanikë kur mund të krijoni një replikant për të marrë pjesë në luftëra? Ne nuk kemi dëgjuar shumë për ushtarët sintetikë potencialë të Pentagonit, por 19.3 milionë dollarë akoma ndahen për programin Biodesign vitin e ardhshëm”.

Një botë pa sëmundje

Krahu epidemiologjik i agjencisë do të kërkojë mënyra për të parandaluar epidemitë dhe për të zbutur pasojat e një pandemie hipotetike vdekjeprurëse globale (një komplot tjetër popullor i filmave të trillimeve shkencore të fatkeqësive). Shkencëtarët besojnë se paparashikueshmëria e shpërthimeve të sëmundjeve është një shenjë e qartë e të kuptuarit tonë të dobët të dinamikës së shfaqjes dhe përhapjes së epidemive.

Sipas Institutit Kombëtar Amerikan të Alergjisë dhe Sëmundjeve Infektive, 44% e të gjithë patogjenëve të raportuar gjatë 20 viteve të fundit janë viruse ARN. Ato karakterizohen nga nivele jashtëzakonisht të larta të mutacionit, duke i lejuar ata të përshtaten me një mjedis në ndryshim, siç ndodhi në pandeminë H1N1 ("gripi i derrit") 2009. Për më tepër, edhe antibiotikët më të fortë mund të bëhen të padobishëm pasi infeksionet gradualisht zhvillojnë rezistencë ndaj ilaçeve, siç ndodh me llojin e pamposhtur të gonorresë.

Programi me titullin kumbues "Profecia" studion evolucionin e viruseve për të parashikuar mutacionet virale të ardhshme. Qëllimi përfundimtar është krijimi i barnave "parandaluese" dhe vaksinave për sëmundjet që mund të kërcënojnë njerëzimin në të ardhmen. Biologët do të parashikojnë evolucionin viral, natyrisht, jo në modele matematikore, por në një mënyrë krejtësisht eksperimentale. Në fakt, agjencia do të angazhohet në mbarështimin e viruseve. Patogjenët e rrezikshëm do të rriten në laborator dhe do të diagnostikohen në të gjitha fazat e mutacioneve nëpër të cilat kalojnë. Bazuar në këtë informacion, do të jetë e mundur të parashikohet në cilin drejtim do të zhvillohet kjo apo ajo sëmundje e zakonshme. Virologët me përulësi vërejnë se në kushtet laboratorike ata do të përpiqen të përsërisin vetëm ato "mutacione virale që tashmë kanë ndodhur natyrshëm dhe janë të dokumentuara" - ndoshta për t'i bindur ata se ata nuk do të krijojnë aksidentalisht një virus që as nuk ekziston në planet në mënyrë natyrale. mjedisi ….

Kur u pyet se çfarë zyre bioteknologjike ka Grali i Shenjtë, drejtori i DARPA përmblodhi: “Kjo është një klasë e re e materialeve me prona që nuk do t’i kishim marrë kurrë më parë. Kjo është një mënyrë e re e ndërveprimit me trurin e njeriut dhe zgjidhjes së mistereve të funksioneve njohëse. Dhe ne jemi të bindur se tashmë ka teknika që do të na lejojnë të tejkalojmë përhapjen e sëmundjeve infektive.

Recommended: