Isang mahusay na hinaharap na biotech

Talaan ng mga Nilalaman:

Isang mahusay na hinaharap na biotech
Isang mahusay na hinaharap na biotech

Video: Isang mahusay na hinaharap na biotech

Video: Isang mahusay na hinaharap na biotech
Video: 24 Oras: Mga paghahanda at kasiyahan sa Bisperas ng Chinese New Year 2024, Disyembre
Anonim
Isang mahusay na hinaharap na biotech
Isang mahusay na hinaharap na biotech

Ang DARPA Pentagon Biologists Pledge Upang Madaig ang Kamatayan, Spawn Synthetic Replicants At Ibigay Ang American Army Sa Mga Rows Ng Cyborg na Hindi Pinapagana

Noong unang bahagi ng Abril, inihayag ng US Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA, pasulong na pakpak sa pananaliksik ng Pentagon) ang pagbubukas ng isang bagong dibisyon ng biotechnology, ang Opisina ng Biological Technologies. Ang misyon nito ay maglagay ng biology sa serbisyo ng pambansang seguridad, mula sa pagkatalo ng mga epidemya hanggang sa paglikha ng mga sundalong sundalo. Sa parehong oras, ang badyet ng kagawaran para sa susunod na taon ng pananalapi ay inihayag - $ 2.9 bilyon.

Ang katayuan ng DARPA bilang isang pangunahing mapagkukunan ng pagbabago ay hindi maikakaila. Ang kakanyahan ng ahensya ay upang patuloy na matiyak na ang teknolohiya ng militar ng Estados Unidos ay palaging mas advanced kaysa sa mga kakumpitensya nito. Ang ilan sa mga kamakailang hakbangin ng ahensya ay kinabibilangan ng: ang paglikha ng mga humanoid ATLAS robot at maraming iba pang mga uri ng robotics; matalinong mga prosteyt na magpapadala ng tunay na pandamdam na pandamdam; programa ng mga artipisyal na neural network - sa katunayan, mga computer batay sa nagbibigay-malay na pag-andar ng utak ng tao. Laban sa background ng mga teknolohiyang kababalaghan na ito, na eksaktong kinuha mula sa mga pahina ng mga klasikong nobelang cyberpunk noong dekada otso, hindi na nakakagulat na magdisenyo lamang ng ilang uri ng supercomputer na nag-aaral ng sarili. Kung sa hinaharap ay malikha ang isang buong artipisyal na katalinuhan, hindi ito gagawin ng mga korporasyong IT, ngunit ng mga madilim na henyo ng Pentagon (na, sa pamamagitan ng paraan, ay mga progenitor din ng Internet).

Ang DARPA ay nagbigay ng angkop na pansin sa biotechnology dati, ngunit hanggang ngayon wala silang isang nakatuong departamento upang iugnay ang lahat ng pananaliksik sa larangang interdisiplina na ito. Ito ang tiyak kung ano ang inilaan ng Awtoridad ng Pagpapaunlad ng Biotechnology, na na-set up upang "tuklasin ang mas higit na pabago-bagong mga interseksyon ng biology at pisika," na ayusin.

Ang Direktor ng DARPA na si Arathi Prabhakar, na nagsasalita sa pagtatapos ng Marso sa harap ng mga Kongresista sa Kapulungan ng mga Kinatawan, ay nagsabi na "ang biology ay ang panghuli na nagpapabago ng kalikasan, at para sa anumang ahensya na umaasa sa pagbabago, magiging hangal na hindi lumingon sa master ng kumplikadong mga relasyon para sa inspirasyon at mga pahiwatig."

"Ngayon ang biology ay tumatagal ng lugar sa mga pangunahing agham na kumakatawan sa hinaharap ng teknolohiya ng pagtatanggol … Ang mga programa ng tanggapan ng biotechnology saklaw ng pinakamalawak na saklaw: mula sa mga indibidwal na cell hanggang sa mga organismo at kanilang populasyon; mula sa oras kung saan ang signal ng nerve ay naililipat sa oras kung saan ang isang bagong virus ng pagbahing pagkatapos ng isang pagbahagi ay kumalat sa buong planeta. Pag-aaralan ng tanggapan ng biotechnology ang labis na kumplikadong mga mekanismo ng natural na proseso at ipapakita na maaari silang mailapat para sa mga layuning pambansang depensa, "- sinabi sa isang pahayag mula sa DARPA.

Ang Russian Planet ay nakilala sa mga pinaka-promising programa ng bagong departamento ng kagawaran.

Ah, huwag sabihin, "Dugo mula sa isang sugat." Ito ay ligaw

Isa sa mga pinahahalagahan na gawain ng tanggapan ng biotechnology ay ang high-tech na rehabilitasyon ng mga sundalong militar ng Estados Unidos pagkatapos ng mga pinsala sa iba't ibang uri. Ayon sa US Army Institute for Surgical Research, ang pangunahing sanhi ng pagkamatay sa battlefield ay pagkawala ng dugo. Maraming pag-aaral ng DARPA ang naglalayon sa paglutas ng problemang ito. Ang militar ay wala pa ring perpekto kaysa sa isang simpleng gauze bandage upang ihinto ang pagdurugo. Ang pagiging epektibo nito ay labis na mababa, sapagkat kung ang dugo ay hindi tumitigil, ang bendahe ay kailangang mabago halos kaagad. Walang paraan upang mapatigil ang tago na dumudugo sa lugar. Samakatuwid, maraming mga sundalo ang namamatay hindi lamang sa larangan ng digmaan, kundi pati na rin sa transportasyon patungo sa yunit ng medisina.

Larawan
Larawan

Arati Prabhakar.

Kamakailan lamang, ang kumpanya ng startup na RevMedx ay nag-anunsyo ng binago na hiringgilya na pinunan ang lugar ng sugat ng mga 1-pulgadang chitosan na espongha na namamaga at nag-block ng pagdurugo. Ngunit ang panlabas na pagdurugo lamang ang tumitigil sa ganitong paraan. Ang mga espesyalista sa DARPA ay nagpunta sa karagdagang at inihayag ang paglikha ng tinatawag na "stasis system" - hanggang ngayon ay nalalaman lamang na ito ay isang "foam material" na humihinto sa pagdurugo kahit sa lukab ng tiyan. Malapit na aprubahan ng FDA ang unang prototype ng isang portable injection device.

Kahit na hindi maiiwasan ang pagkawala ng dugo, isa pang pag-unlad ng departamento ang gagawing hindi nagbabanta sa buhay, na nagliligtas sa militar mula sa banta ng hypoxia sanhi ng pagdurugo. Ang mga siyentipiko ay nagtatrabaho sa isang gamot batay sa hydrogen sulfide, na ang pag-iiniksyon ay nagpapabagal sa proseso ng pisyolohikal sa katawan. Sa kurso ng mga pagsubok sa mga hayop, napag-alaman na binabawasan ng hydrogen sulfide ang pangangailangan para sa mga organo sa oxygen, isang matinding kakulangan na sanhi ng pagkawala ng dugo. Ang pag-iiniksyon ng naturang sangkap ay makabuluhang magpapalawak ng oras na maaaring gastusin ng isang manlalaban pagkatapos ng nakamamatay na pagkawala ng dugo mismo sa battlefield, naghihintay para sa isang pagsasalin ng dugo. Sa gayon, inaasahan nila sa DARPA, ang sundalo ay maaaring mag-iniksyon ng kanyang sarili, pumasok sa isang "hibernating state" at maghintay para sa medikal na tulong na dumudugo - hanggang sa maraming araw.

Hindi pinagana ang mga cyborg

Ang mga empleyado ng ahensya ay may kamalayan sa halos walang limitasyong mga pagkakataong ibinigay sa kanila ng mga awtoridad ng US at hindi nagdurusa mula sa huwad na kahinhinan. Halimbawa, ang isang programa para sa pagpapaunlad ng mga advanced na prostheses ay tinawag nang walang sagabal - "Revolutionizing Prosthetics". Ito ay inilunsad noong 2006, ngunit ngayon ay nasa ilalim ng kontrol ng tanggapan ng biotech.

Sa lahat ng oras na ito, ang mga mananaliksik ay naging abala sa pagdidisenyo ng mga hand prostheses, na higit na mahirap mula sa pananaw ng medikal at engineering kaysa sa mga artipisyal na binti. Ang isa sa mga rebolusyonaryong prosteyt, ang Arm System Gen-3, ay na-legalisado na ng FDA. Ayon sa website ng ahensya, ang mga "advanced mechatronic limbs" na ito ang unang lumapit sa pagpapaandar ng totoong mga kamay ng tao. Ang mga layunin ng programa ay mas mahirap kaysa sa pangalan. At hindi itinatago ng DARPA ang mga ito sa lahat: sa hinaharap, walang mga veteran na may kapansanan sa Estados Unidos, ngunit may mga taong may kapansanan sa mga ranggo - mga robotic lang.

"Bilang bahagi ng Rebolusyong Prosthetics, ang pagpapaandar ng mga pang-itaas na paa ng prostitusyon ay pinabuting upang isang araw na ang mga sundalo na nawala ang kanilang mga bisig ay maaaring bumalik sa serbisyo," sabi ng programa.

Ang mga tiyak na gawain ay kasama ang paglikha ng mga prosthes na kinokontrol ng isip at mga interface ng neurocomputer para sa mga amputee at paralytic. Sa NPR's Marketplace noong Marso 31, sinabi ni Arati Prabhakar na ang mga biotechnologist ay gumawa ng malaking hakbang sa lugar na ito. Ang mga pagsulong sa teknolohiyang kortikal na microelectrode ay gumawa ng koneksyon sa pagitan ng sistema ng nerbiyos at mga bahagi ng katawan ng cybernetic na napakalakas na ang mga prosthes na naisip ng pag-iisip ay unti-unting nagiging isang pang-araw-araw na gawain, at ang mga pasyente na nakikipagtulungan ay gumagamit na ng "maaasahang neurointerface system." Ang pagsasaliksik sa hinaharap "ay magpapabuti sa kapasidad ng mga interface ng paligid upang maproseso ang mas maraming impormasyon tungkol sa pagkontrol ng paa, na magbibigay sa mga amputees ng higit pang pag-andar."Ang mga Neurophysiologist ay nagtatrabaho upang makuha ang signal sa magkabilang direksyon - upang ang prostesis ay hindi lamang kontrolado ng pag-iisip, ngunit ito mismo ay nagpapadala ng mga signal ng pandamdam pabalik sa sistema ng nerbiyos, na sanhi ng isang pang-amoy ng tunay na pisikal na ugnayan.

Larawan
Larawan

Isang taong may kapansanan na may prostetikong robotic arm. Larawan: DARPA

"Mayroon kaming mga boluntaryo na may paralisis ng lahat ng apat na mga limbs na sumang-ayon sa operasyon sa utak. Ito ay tungkol sa paglalagay ng isang maliit na tilad sa cortex na kumokontrol sa mga neuron ng motor zone at ire-redirect ang mga ito upang makontrol ang bago, lubos na sopistikadong mga prostetik na armadong robot. Sa isang katuturan, binuksan namin ang pintuan - ang koneksyon sa pagitan ng utak ng tao at ng iba pang bahagi ng mundo. Hayaan ang iyong imahinasyon na maging ligaw upang makita kung hanggang saan tayo dadalhin, "sinabi ng direktor ng DARPA.

Ang isang hiwalay na programa ay nakatuon sa pagbawi ng memorya. Ayon sa mga doktor, mula pa noong 2000, higit sa 270,000 mga sundalong Amerikano ang nakatanggap ng mga pinsala sa ulo na magkakaiba ang pagiging kumplikado, na humantong sa pagkasira o kumpletong pagkasira ng memorya ng pagtatrabaho. Sa kabila ng kalakhan ng problema, kasalukuyang walang mabisang paggamot. Upang maibalik ang kanilang memorya, ang tanggapan ng biotech ay gumagana sa isang multidisciplinary neurotechnology na pinagsasama ang "pagproseso ng data, pagmomodelo ng matematika at mga interface ng paggupit." Ang resulta ay dapat na isang "implantable neural device" na magbabalik ng memorya sa mga sundalo sa pamamagitan ng neurostimulate ng ilang mga lugar ng utak.

Ang isa pang pagkusa ay naglalayong alisin ang post-traumatic stress disorder (PTSD, "Vietnam Syndrome"), na kung saan ay napaka-karaniwan sa mga sundalo na dumaan sa labanan. Sa mga pinakamahusay na kaso, humantong ito sa depression at migraines, sa pinakapangit - sa pagsabog ng pananalakay sa mga umuuwi na na sundalo, o pagpapakamatay. Ang mga modernong pamamaraang - gamot at psychotherapy - ay makakapagpagaan lamang ng pinakamasamang sintomas ng malubhang mental syndrome na ito. Inaasahan ng mga doktor ng militar na ganap na talunin ang PTSD, sa pamamagitan din ng pagtatanim ng isang neurostimulator sa utak.

Bilang bahagi ng pagsasaliksik ng neuroscience, kumunsulta ang DARPA (hindi bababa sa iminumungkahi na maniwala) kasama ang isang dalubhasang panel sa mga implikasyon sa etika, ligal at panlipunan. Hindi ibinubukod ng Prabhakar na ang ilan sa pananaliksik na ito ay itutuon hindi lamang sa rehabilitasyon, kundi pati na rin sa pagbabago ng utak ng mga malulusog na mandirigma.

"Kung naiintindihan natin kung paano nakikipag-ugnay ang utak sa mga kumplikadong sistema, marahil ay mauunawaan natin kung gaano eksaktong impormasyon ang dapat ibigay sa isang tao upang mas mahusay niya itong mai-assimilate. Ito ang magiging hinaharap kung saan magsisimulang matuto tayo ng radikal na mga bagong paraan ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng pagiging kumplikado ng utak ng tao at ang pagiging kumplikado ng mundo sa paligid natin, "sabi ng pinuno ng ahensya ng pagbabago.

Ang mga interface ng machine-machine ay maaaring iakma upang makontrol ng mga robot. At kung ang mga inhinyero ngayon ay nagkakaroon na ng isang kontroladong sibilyan na quadrocopter, kung gayon bakit hindi natin asahan na makontrol ang mga drone ng militar sa pamamagitan ng mga neutron interface mula sa DARPA maaga o huli?

Larawan
Larawan

Quadcopter na kinokontrol ng isip.

At lumikha sila ng isang replicant mula sa synthetic dust

Ang ahensya ay pusta na ang susunod na henerasyon ng teknolohiya ng pagtatanggol ay susundan ang halimbawa ng natural, biological na buhay. Ang synthetic biology ay magiging isa sa pinakamahalagang lugar ng pagtatrabaho ng tanggapan ng biotechnology - inaasahan ng ahensya na maglunsad ng isang uri ng sira ang ulo na henetikong halaman para sa paggawa ng dati nang hindi umiiral na mga biological na materyal na may mga hindi napagmasdan na mga katangian batay sa isang cocktail ng mga buhay na cell, protina at DNA. Ang layunin ay upang lumikha, una, artipisyal ngunit nabubuhay na mga supermaterial na gagamitin para sa susunod na henerasyon ng mga mechanical at electrical gadget, at pangalawa, upang literal na lumikha ng mga bagong form ng buhay na may pag-andar na mahirap isipin sa ngayon. Ngunit hindi ito masyadong kamangha-mangha, isinasaalang-alang na sa pagtatapos ng Marso, inihayag ng mga siyentista ang paglikha ng unang gawa ng tao na "taga-disenyo" na chromosome sa kasaysayan ng sangkatauhan.

Ang mga bioengineer ay bumubuo ng isang malaking bahagi ng mga kawani ng bagong bukas na subdivision. Dahil ang "biological engineering ay isang malakas na teknolohiya na maaaring makaapekto sa maraming mga lugar" sa buhay ng tao, nilayon ng mga biologist ng Pentagon na maingat na maghanda ng isang teoretikal na batayan - unti-unting "binabago ang biology sa kasanayan sa engineering, naghahanda ng mga tool, teknolohiya, pamamaraan at imprastraktura." Ang mga programang bioengineering sa mga laboratoryo ay gumagamit ng pinakabagong mga pagpapaunlad sa sintetikong biology, genomics at proteomics, na tumutulong sa mataas na kaligtasan ng pananaliksik at pag-iwas sa "hindi ginustong paglabas ng mga mikroorganismo". Maliwanag, maraming narinig ang DAPRA tungkol sa mga panganib ng isang zombie apocalypse.

Sa kabila ng lahat ng pag-iingat, ang mga bioengineer ay nag-anunsyo nang higit pa sa mga ambisyosong proyekto. Ang isa sa mga pinaka misteryosong programa ay tumatakbo sa ilalim ng pansamantalang pamagat na Biochronicity. Ayon sa mga bioengineer, kahit na "ang orasan ng biological ay kinokontrol ang halos lahat ng mga pag-andar sa katawan ng tao," wala pa ring malinaw na ideya kung paano eksaktong nakakaapekto ang siklo ng cell, metabolismo, pag-iipon at pagkamatay ng cell. Tila, ang kagawaran ay makakasama sa metabolismo at pag-iipon ng isang tao, na kontrolado at lubos na madaragdagan ang kakayahang labanan at pagtitiis ng mga sundalo - kapwa sa mga tuntunin ng pagbabagong-buhay pagkatapos ng pisikal na pinsala at kaligtasan sa sakit.

Ilang taon na ang nakalilipas, ang programa ng DARPA Biodesign, kung saan lumilikha ang Pentagon ng hindi gaanong walang kamatayang mga synthetic na nilalang, ay nakagawa na ng isang splash. Ang layunin ay upang mapagtagumpayan ang "randomness of evolution": "Ang Biodesign ay gumagamit ng isang sistema ng mga pamamaraan ng engineering kasama ang biotechnology at synthetic na kemikal na teknolohiya upang lumikha ng mga bagong kapaki-pakinabang na katangian. Bawasan ng Biodesign ang hindi mahuhulaan ng natural na pag-unlad na ebolusyon sa pamamagitan ng genetic engineering at molekular biology. Ang lugar na ito ay may kasamang artipisyal na nakadirektang mga pagtugon na molekular na nagdaragdag ng paglaban sa mga signal ng pagkamatay ng cell (…)”. Sa kaganapan na ang plano ng ahensya ay naging masama sa pinaka-nagbabantang senaryo, tulad ng karaniwang nangyayari sa panginginig sa takot, ang mga nilikha na nilalang ay may isang espesyal na Molekyul para sa pagkawasak sa sarili, na maaaring mai-aktibo nang malayuan. Tulad ng isinulat ng may-akda ng tech blog na Motherboard, "Bakit kailangan namin ng mga robot na mekanikal kung maaari kang lumikha ng isang replicant upang lumahok sa mga digmaan? Hindi pa namin masyadong naririnig ang tungkol sa mga potensyal na sundalo ng Pentagon na gawa ng tao, ngunit ang $ 19.3 milyon ay inilalaan pa rin sa programa ng Biodesign sa susunod na taon."

Isang mundo na walang sakit

Ang epidemiological wing ng ahensya ay maghanap ng mga paraan upang maiwasan ang mga epidemya at mabawasan ang mga kahihinatnan ng isang mapagpalagay na nakamamatay na pandaigdigang pandemya (isa pang tanyag na balangkas ng science fiction disaster films). Naniniwala ang mga siyentista na ang hindi mahuhulaan na paglaganap ng sakit ay isang malinaw na tanda ng aming hindi magandang pag-unawa sa dynamics ng paglitaw at pagkalat ng mga epidemya.

Ayon sa US National Institute of Allergy and Infectious Diseases, 44% ng lahat ng mga pathogens na iniulat sa nakaraang 20 taon ay mga RNA virus. Ang mga ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng labis na mataas na rate ng mutation, na pinapayagan silang umangkop sa isang nagbabagong kapaligiran, tulad ng nangyari sa 2009 H1N1 ("swine flu") na pandemya. Bilang karagdagan, kahit na ang pinakamalakas na antibiotics ay maaaring maging walang silbi habang ang mga impeksiyon ay unti-unting nagkakaroon ng resistensya sa droga, tulad ng kaso ng hindi magagapi na pilay ng gonorrhea.

Ang programa na may matunog na pamagat na "Propesiya" ay nag-aaral ng ebolusyon ng mga virus upang mahulaan ang mga mutasyon sa hinaharap na viral. Ang pangwakas na layunin ay ang paglikha ng mga "preemptive" na gamot at bakuna para sa mga sakit na maaaring magbanta sa sangkatauhan sa hinaharap. Huhulaan ng mga biologist ang paglaki ng viral, syempre, hindi sa mga modelo ng matematika, ngunit sa isang ganap na pang-eksperimentong paraan. Sa katunayan, ang ahensya ay makikibahagi sa mga dumaraming virus. Mapanganib na mga pathogens ay lalago sa laboratoryo at masuri sa lahat ng mga yugto ng pag-mutate na kung saan dumadaan ito. Batay sa impormasyong ito, posible na hulaan kung aling direksyon ito o ang karaniwang sakit na magbabago. Mapagpakumbabang tandaan ng mga Virologist na sa mga kondisyon sa laboratoryo susubukan nilang ulitin lamang ang mga "viral mutation na nangyari nang natural at naitala" - marahil upang kumbinsihin sila na hindi nila sinasadyang makakalikha ng isang virus na hindi man umiiral sa planeta sa natural. kapaligiran. …

Nang tanungin kung ano ang tanggapan ng biotech na may Banal na Grail, ang director ng DARPA ay nagbigay ng buod: "Ito ay isang bagong klase ng mga materyal na may mga pag-aari na hindi namin tatanggapin dati. Ito ay isang bagong paraan ng pakikipag-ugnay sa utak ng tao at paglutas ng mga misteryo ng nagbibigay-malay na pag-andar. At tiwala kami na mayroon nang mga diskarte na magpapahintulot sa amin na lampasan ang pagkalat ng mga nakakahawang sakit."

Inirerekumendang: