Harika bir biyoteknoloji geleceği

İçindekiler:

Harika bir biyoteknoloji geleceği
Harika bir biyoteknoloji geleceği

Video: Harika bir biyoteknoloji geleceği

Video: Harika bir biyoteknoloji geleceği
Video: Dinde aşırıya gidenler, hiçbir işte çalışmıyor ve ailesiyle ilgilenmiyor! - Tevekkül / Kerem Önder 2024, Kasım
Anonim
Harika bir biyoteknoloji geleceği
Harika bir biyoteknoloji geleceği

DARPA Pentagon Biyologları Ölümü Fethetmek, Sentetik Replikanlar Üretmek ve Amerikan Ordusuna Satır Sayıda Engelli Cyborg Sağlamak İçin Söz Verdiler

Nisan ayı başlarında, ABD Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansı (DARPA, Pentagon'un ileri araştırma kanadı) yeni bir biyoteknoloji bölümü olan Biyolojik Teknolojiler Ofisi'nin açıldığını duyurdu. Misyonu, biyolojiyi salgın hastalıkları yenmekten sentetik askerler oluşturmaya kadar ulusal güvenliğin hizmetine sunmaktır. Aynı zamanda, bölümün gelecek mali yıl için bütçesi açıklandı - 2,9 milyar dolar.

DARPA'nın önde gelen bir yenilik kaynağı olarak statüsü yadsınamaz. Ajansın özü, ABD askeri teknolojisinin her zaman rakiplerinden daha gelişmiş olmasını sağlamaktır. Ajansın son girişimlerinden bazıları şunlardır: insansı ATLAS robotlarının ve diğer birçok robotik türünün oluşturulması; gerçek dokunsal hisleri iletecek akıllı protezler; yapay sinir ağlarının programlanması - aslında, insan beyninin bilişsel işlevlerine dayalı bilgisayarlar. Tam olarak seksenlerin klasik siberpunk romanlarının sayfalarından alınan bu teknolojik harikaların arka planına karşı, sadece bir tür kendi kendine öğrenen süper bilgisayar tasarlamak artık şaşırtıcı değil. Gelecekte tam teşekküllü bir yapay zeka oluşturulursa, bu BT şirketleri tarafından değil, Pentagon'un karanlık dahileri tarafından yapılacaktır (bu arada, bunlar aynı zamanda İnternet'in de atalarıdır).

DARPA daha önce biyoteknolojiye gereken ilgiyi göstermişti, ancak şimdiye kadar bu disiplinler arası alandaki tüm araştırmaları koordine edecek özel bir departmanları yoktu. "Biyoloji ve fiziğin her zamankinden daha dinamik kesişimlerini keşfetmek" için kurulan Biyoteknoloji Geliştirme Kurumu'nun düzeltmeyi amaçladığı şey tam olarak budur.

DARPA Direktörü Arathi Prabhakar, Mart ayı sonunda Temsilciler Meclisi'ndeki Kongre üyelerinin önünde yaptığı konuşmada, “biyoloji doğanın nihai yenilikçisidir ve yeniliğe dayanan herhangi bir ajans için bu ustaya başvurmamak aptallık olur” dedi. ilham ve ipuçları için karmaşık ilişkiler.

“Bugün biyoloji, savunma teknolojisinin geleceğini temsil eden ana bilimler arasında yerini alıyor… Biyoteknoloji ofisinin programları en geniş yelpazeyi kapsıyor: tek tek hücrelerden organizmalara ve bunların popülasyonlarına; sinir sinyalinin iletildiği zamandan, hapşırmadan sonra yeni bir hapşırık virüsünün gezegene yayılacağı zamana kadar. Biyoteknoloji ofisi, doğal süreçlerin son derece karmaşık mekanizmalarını inceleyecek ve ulusal savunma amaçları için uygulanabileceklerini gösterecek”- DARPA'dan bir basın açıklamasında söyledi.

Russian Planet, bölümün yeni bölümünün en umut verici programlarıyla tanıştı.

Ah, "Yaradan gelen kan" deme. Bu vahşi

Biyoteknoloji ofisinin öncelikli çalışma alanlarından biri, çeşitli türlerdeki yaralanmalardan sonra ABD askeri askerlerinin yüksek teknolojili rehabilitasyonudur. ABD Ordusu Cerrahi Araştırma Enstitüsü'ne göre, savaş alanında önde gelen ölüm nedeni kan kaybıdır. Birkaç DARPA çalışması bu sorunu çözmeyi amaçlamaktadır. Ordunun hala kanamayı durdurmak için basit bir gazlı bezden daha mükemmel bir şeyi yok. Etkinliği son derece düşüktür, çünkü kan durmazsa, bandajın hemen değiştirilmesi gerekir. Gizli kanamayı yerinde durdurmanın hiçbir yolu yoktur. Bu nedenle, birçok asker sadece savaş alanında değil, aynı zamanda tıbbi birime giderken nakliye sırasında da ölüyor.

resim
resim

Arati Prabhakar.

Yakın zamanda, başlangıç şirketi RevMedx, yara bölgesini şişen ve kanamayı engelleyen 1 inç kitosan süngerlerle dolduran değiştirilmiş bir şırınga duyurdu. Ancak sadece dış kanama bu şekilde durur. DARPA uzmanları daha da ileri gitti ve sözde "staz sistemi"nin yaratıldığını duyurdu - şimdiye kadar sadece bunun karın boşluğuna bile kanamayı durduran bir "köpük malzeme" olduğu biliniyor. FDA, taşınabilir bir enjeksiyon cihazının ilk prototipini yakında onaylayacak.

Kan kaybı önlenemese bile, bölümün bir başka gelişmesi onu hayati tehlike oluşturmayacak ve orduyu kanamanın neden olduğu hipoksi tehdidinden kurtaracaktır. Bilim adamları, enjeksiyonu vücuttaki fizyolojik süreçleri yavaşlatan hidrojen sülfür bazlı bir ilaç üzerinde çalışıyorlar. Hayvanlar üzerinde yapılan testler sırasında, hidrojen sülfürün, akut eksikliği kan kaybına neden olan oksijendeki organ ihtiyacını azalttığı bulundu. Böyle bir maddenin enjeksiyonu, bir savaşçının savaş alanında ölümcül kan kaybından sonra kan nakli için bekleyebileceği süreyi önemli ölçüde uzatacaktır. Böylece, DARPA'da, askerin kendisine enjeksiyon yapabileceğini, bir "kış uykusu durumuna" girebileceğini ve birkaç güne kadar tıbbi yardımın gelmesini bekleyebileceğini umuyorlar.

Engelli sayborglar

Acente çalışanları, ABD makamlarının kendilerine sağladığı neredeyse sınırsız fırsatların farkındadır ve sahte tevazudan muzdarip değildir. Örneğin, gelişmiş protezlerin geliştirilmesi için bir programa sorunsuz - “Devrim Yapan Protezler” denir. 2006'da piyasaya sürüldü, ancak şu anda tamamen biyoteknoloji ofisinin kontrolü altında.

Bunca zaman araştırmacılar, tıbbi ve mühendislik açısından yapay bacaklardan çok daha zor olan el protezlerini tasarlamakla meşguldü. Devrim niteliğindeki protezlerden biri olan Arm System Gen-3, FDA tarafından yasallaştırılmıştır. Ajansın web sitesine göre, bu "gelişmiş mekatronik uzuvlar", gerçek insan elinin işlevselliğine ilk yaklaşanlardı. Programın hedefleri, adından bile daha zorlayıcıdır. Ve DARPA onları hiç gizlemiyor: gelecekte Amerika Birleşik Devletleri'nde engelli gazi olmayacak, ancak saflarda engelli insanlar olacak - sadece robotik olanlar.

Program, "Protez Devrimi'nin bir parçası olarak, kollarını kaybeden askerlerin bir gün hizmete dönebilmeleri için üst ekstremite protezlerinin işlevselliği geliştiriliyor" diyor.

Spesifik görevler, ampute ve felçliler için zihin kontrollü protezlerin ve nörobilgisayar arayüzlerinin oluşturulmasını içerir. 31 Mart'ta NPR's Marketplace'te Arati Prabhakar, biyoteknoloji uzmanlarının bu alanda şimdiden büyük bir adım attığını söyledi. Kortikal mikroelektrot teknolojisindeki gelişmeler, sinir sistemi ile sibernetik vücut parçaları arasındaki bağlantıyı o kadar güçlü hale getirdi ki, düşünce kontrollü protezler yavaş yavaş günlük bir rutin haline geliyor ve işbirliği yapan hastalar zaten Pentagon'un "güvenilir nöro-arayüz sistemini" kullanıyor. Gelecekteki araştırmalar, "uzuv kontrolü hakkında daha fazla bilgiyi işlemek için çevresel arayüzlerin kapasitesini artıracak ve bu da amputelere daha fazla işlevsellik kazandıracaktır."Nörofizyologlar sinyali her iki yönde de almak için çalışıyorlar - böylece protez sadece zihin tarafından kontrol edilmekle kalmıyor, aynı zamanda sinir sistemine dokunsal sinyaller göndererek gerçek bir fiziksel dokunma hissine neden oluyor.

resim
resim

Protez robotik kolları olan engelli bir kişi. Fotoğraf: DARPA

Beyin ameliyatını kabul eden dört uzvunun tamamı felçli gönüllülerimiz var. Bu, motor bölgenin nöronlarını kontrol eden ve onları yeni, son derece sofistike protez robotik kolları kontrol etmeye yönlendiren kortekse bir çip yerleştirmekle ilgilidir. Bir anlamda kapıyı açtık - insan beyni ile dünyanın geri kalanı arasındaki bağlantı. Bunun bizi ne kadar ileri götüreceğini görmek için hayal gücünüzün çıldırmasına izin verin,”dedi DARPA direktörü.

Bellek kurtarma için ayrı bir program ayrılmıştır. Doktorlara göre, 2000'den bu yana, 270.000'den fazla Amerikan askeri, değişen karmaşıklıkta kafa travması geçirdi ve bu, çalışma belleğinin bozulmasına veya tamamen işlevsiz kalmasına neden oldu. Sorunun büyüklüğüne rağmen, şu anda etkili bir tedavi mevcut değildir. Biyoteknoloji ofisi, hafızalarını geri kazanmak için "veri işleme, matematiksel modelleme ve son teknoloji arayüzleri" birleştiren çok disiplinli bir nöroteknoloji üzerinde çalışıyor. Sonuç, beynin belirli bölgelerini nörostimüle ederek askerlere hafızayı geri kazandıracak bir "yerleştirilebilir nöral cihaz" olmalıdır.

Başka bir girişim, savaşan askerler arasında son derece yaygın olan travma sonrası stres bozukluğunu (PTSD, "Vietnam Sendromu") ortadan kaldırmayı amaçlıyor. En iyi durumlarda, depresyona ve migrene, en kötüsüne - eve dönen askerler arasında saldırganlık patlamalarına veya intihara yol açar. Modern yaklaşımlar - ilaçlar ve psikoterapi - bu ciddi zihinsel sendromun yalnızca en kötü semptomlarını hafifletebilir. Askeri doktorlar beyne bir nörostimülatör yerleştirerek PTSD'yi de tamamen yenmeyi umuyorlar.

Nörobilim araştırmasının bir parçası olarak DARPA, etik, yasal ve sosyal sonuçlar konusunda uzman bir panele danışır (en azından buna inanmayı önerir). Prabhakar, bu araştırmaların bir kısmının yalnızca rehabilitasyonu değil, aynı zamanda sağlıklı savaşçıların beyinlerini değiştirmeyi de hedefleyeceğini dışlamaz.

“Beynin karmaşık sistemlerle nasıl etkileşime girdiğini anlarsak, belki de bir kişiye daha iyi özümseyebilmesi için tam olarak bilginin nasıl sağlanması gerektiğini anlayacağız. Bu, insan beyninin karmaşıklığı ile çevremizdeki dünyanın karmaşıklığı arasında radikal olarak yeni etkileşim yollarını öğrenmeye başlayacağımız gelecek olacak”diyor inovasyon ajansının başkanı.

İnsan-makine arayüzleri, robotlar tarafından kontrol edilecek şekilde uyarlanabilir. Ve bugün mühendisler zaten zihin kontrollü bir sivil quadrocopter geliştiriyorsa, neden askeri dronların er ya da geç DARPA'dan gelen nötron arayüzleri aracılığıyla kontrol edilmesini beklemiyoruz?

resim
resim

Zihin kontrollü quadcopter.

Ve sentetik tozdan bir replika yarattılar

Ajans, yeni nesil savunma teknolojisinin doğal, biyolojik yaşam örneğini izleyeceğine bahse giriyor. Sentetik biyoloji, biyoteknoloji ofisinin en önemli çalışma alanlarından biri haline gelecek - ajans, canlı hücreler, proteinler ve proteinlerden oluşan bir kokteyle dayalı, daha önce hiç var olmayan, keşfedilmemiş özelliklere sahip biyolojik materyallerin üretimi için bir tür çılgın genetik bitki başlatmayı umuyor. DNA. Amaç, ilk olarak, yeni nesil mekanik ve elektrikli aletler için kullanılacak yapay ama canlı süper malzemeler yaratmak ve ikincisi, şu anda hayal edilmesi zor olan işlevsellik ile kelimenin tam anlamıyla yeni yaşam formları yaratmaktır. Ancak bu, Mart ayının sonunda bilim adamlarının insanlık tarihindeki ilk sentetik "tasarımcı" kromozomun yaratıldığını duyurdukları göz önüne alındığında o kadar da fantastik gelmiyor.

Biyomühendisler, yeni açılan alt bölümün kadrosunun önemli bir bölümünü oluşturuyordu. "Biyoloji mühendisliği, insan yaşamının birçok alanını etkileyebilen güçlü bir teknoloji olduğundan", Pentagon biyologları, dikkatli bir şekilde teorik bir temel hazırlamayı planlıyorlar - yavaş yavaş "biyolojiyi mühendislik pratiğine dönüştürerek, araçlar, teknolojiler, metodolojiler ve altyapı hazırlayarak". Laboratuvarlardaki biyomühendislik programları, yüksek araştırma güvenliğine ve "istenmeyen mikroorganizma salınımının" önlenmesine katkıda bulunan sentetik biyoloji, genomik ve proteomikteki en son gelişmeleri kullanır. Görünüşe göre DAPRA bir zombi kıyametinin tehlikeleri hakkında çok şey duymuş.

Tüm önlemlere rağmen, biyomühendisler şimdiden iddialı projelerden fazlasını duyurdular. En gizemli programlardan biri, geçici Biochronicity başlığı altında çalışır. Biyomühendislere göre, "biyolojik saat insan vücudundaki hemen hemen tüm fonksiyonları düzenlemesine" rağmen, hücre döngüsü, metabolizma, yaşlanma ve hücre ölümünü tam olarak nasıl etkiledikleri konusunda hala net bir fikir yok. Görünüşe göre departman, bir kişinin metabolizmasını ve yaşlanmasını ele geçirecek, onları kontrol altına alacak ve hem fiziksel yaralanmadan sonra yenilenme hem de hastalığa karşı bağışıklık açısından askerlerin savaş kabiliyetini ve dayanıklılığını büyük ölçüde artıracaktır.

Birkaç yıl önce, Pentagon'un daha az ölümsüz sentetik yaratıklar yarattığı DARPA Biodesign programı şimdiden bir sıçrama yaptı. Amaç, “evrimin rastgeleliği”nin üstesinden gelmektir: “Biyotasarım, yeni faydalı nitelikler yaratmak için biyoteknoloji ve sentetik kimyasal teknoloji ile birlikte bir mühendislik yöntemleri sistemi kullanır. Biyotasarım, genetik mühendisliği ve moleküler biyoloji yoluyla doğal evrimsel gelişimin öngörülemezliğini azaltacaktır. Bu alan, hücre ölüm sinyallerine karşı direnci artıran yapay olarak yönlendirilmiş moleküler yanıtları içerir (…)”. En tehditkar senaryoda teşkilatın planının ters gitmesi durumunda, genellikle korku senaryosunda olduğu gibi, yaratılmış varlıklar, uzaktan etkinleştirilebilen kendi kendini yok etmek için özel bir tetikleyici moleküle sahiptir. Teknoloji blogu Anakart'ın yazarının yazdığı gibi, "Savaşlara katılmak için bir replikant yaratabiliyorken neden mekanik robotlara ihtiyacımız var? Potansiyel Pentagon sentetik askerleri hakkında pek bir şey duymadık, ancak gelecek yıl Biodesign programına hala 19.3 milyon dolar tahsis ediliyor."

Hastalıksız bir dünya

Ajansın epidemiyolojik kanadı, salgınları önlemenin ve varsayımsal ölümcül bir küresel pandeminin (bilim kurgu felaket filmlerinin bir başka popüler konusu) sonuçlarını azaltmanın yollarını arayacak. Bilim adamları, hastalık salgınlarının öngörülemezliğinin, salgınların ortaya çıkışının ve yayılmasının dinamiklerini yeterince anlamadığımızın açık bir işareti olduğuna inanıyor.

ABD Ulusal Alerji ve Enfeksiyon Hastalıkları Enstitüsü'ne göre, son 20 yılda bildirilen tüm patojenlerin %44'ü RNA virüsleridir. 2009 H1N1 (“domuz gribi”) pandemisinde olduğu gibi, değişen çevreye uyum sağlamalarına izin veren son derece yüksek mutasyon oranları ile karakterize edilirler. Ek olarak, yenilmez bel soğukluğu türünde olduğu gibi, enfeksiyonlar yavaş yavaş ilaca direnç geliştirdiğinden en güçlü antibiyotikler bile işe yaramaz hale gelebilir.

"Kehanet" başlıklı program, gelecekteki viral mutasyonları tahmin etmek için virüslerin evrimini inceliyor. Nihai hedef, gelecekte insanlığı tehdit edebilecek hastalıklar için "önleyici" ilaçlar ve aşıların oluşturulmasıdır. Biyologlar viral evrimi elbette matematiksel modellerle değil, tamamen deneysel bir şekilde tahmin edecekler. Aslında, ajans virüslerin üremesiyle meşgul olacak. Tehlikeli patojenler laboratuvarda büyütülecek ve geçtikleri mutasyonların tüm aşamalarında teşhis edilecektir. Bu bilgilere dayanarak, şu veya bu yaygın hastalığın hangi yönde gelişeceğini tahmin etmek mümkün olacaktır. Virologlar alçakgönüllülükle, laboratuvar koşullarında sadece "zaten doğal olarak meydana gelmiş ve belgelenmiş viral mutasyonları" tekrarlamaya çalışacaklarını - muhtemelen onları tesadüfen doğal bir ortamda gezegende bile var olmayan bir virüsü yaratmayacaklarına ikna etmek için not ederler. çevre….

Biyoteknoloji ofisinde Kutsal Kase'nin ne olduğu sorulduğunda, DARPA'nın direktörü şöyle özetledi: “Bu, daha önce hiç alamayacağımız özelliklere sahip yeni bir malzeme sınıfı. Bu, insan beyniyle etkileşime girmenin ve bilişsel işlevlerin gizemlerini çözmenin yeni bir yoludur. Ve bulaşıcı hastalıkların yayılmasını geride bırakmamıza izin verecek tekniklerin zaten bulunduğundan eminiz."

Önerilen: