Suuri biotekniikan tulevaisuus

Sisällysluettelo:

Suuri biotekniikan tulevaisuus
Suuri biotekniikan tulevaisuus

Video: Suuri biotekniikan tulevaisuus

Video: Suuri biotekniikan tulevaisuus
Video: Kiusallinen alapääongelma || BLOKESS 2024, Saattaa
Anonim
Suuri biotekniikan tulevaisuus
Suuri biotekniikan tulevaisuus

DARPA Pentagonin biologit sitoutuvat valloittamaan kuoleman, synnyttämään synteettisiä replikantteja ja tarjoamaan amerikkalaiselle armeijalle kyborgin vammaisia

Huhtikuun alussa Yhdysvaltain puolustusasioiden kehittyneiden tutkimushankkeiden virasto (DARPA, Pentagonin tutkimussiipi) ilmoitti avaavansa uuden biotekniikkaosaston, Biological Technologies Office. Sen tehtävänä on saattaa biologia kansallisen turvallisuuden palvelukseen epidemioiden voittamisesta synteettisten sotilaiden luomiseen. Samaan aikaan julkistettiin osaston talousarvio seuraavalle tilikaudelle - 2,9 miljardia dollaria.

DARPAn asema innovoinnin johtavana lähteenä on kiistaton. Viraston ydin on jatkuvasti varmistaa, että Yhdysvaltain sotateknologia on aina kilpailijoitaan kehittyneempi. Jotkut viraston viimeaikaisista aloitteista ovat: humanoidisten ATLAS -robottien ja monien muiden robotiikkatyyppien luominen; älykkäät proteesit, jotka välittävät todellisia tuntoaistimuksia; keinotekoisten hermoverkkojen ohjelmointi - itse asiassa tietokoneet, jotka perustuvat ihmisen aivojen kognitiivisiin toimintoihin. Näiden teknologisten ihmeiden taustalla, jotka on otettu täsmälleen 80-luvun klassisten cyberpunk-romaanien sivuilta, ei ole enää yllättävää suunnitella vain jonkinlaista itseoppivaa supertietokonetta. Jos tulevaisuudessa luodaan täysimittainen tekoäly, sitä eivät tee IT-yritykset, vaan Pentagonin pimeät nerot (jotka muuten ovat myös Internetin esivanhempia).

DARPA on kiinnittänyt asianmukaista huomiota biotekniikkaan aikaisemmin, mutta tähän asti heillä ei ollut omaa osastoa, joka koordinoisi kaikkea tämän monitieteisen alan tutkimusta. Juuri tätä on tarkoitus korjata Biotekniikan kehitysviranomaisella, joka perustettiin "tutkimaan biologian ja fysiikan yhä dynaamisempia risteyksiä".

DARPAn johtaja Arathi Prabhakar, joka puhui maaliskuun lopussa kongressiedustajien edustajainhuoneessa, sanoi, että”biologia on luonnon lopullinen innovaattori, ja jokaisen viraston, joka luottaa innovaatioihin, olisi typerää olla kääntymättä tämän mestarin puoleen. monimutkaiset ihmissuhteet inspiraatiota ja vihjeitä varten."

”Nykyään biologia on paikkansa tärkeimpien tieteiden joukossa, jotka edustavat puolustustekniikan tulevaisuutta … Biotekniikan toimiston ohjelmat kattavat laajimman valikoiman: yksittäisistä soluista organismeihin ja niiden populaatioihin; siitä ajasta, jolla hermosignaali lähetetään, siihen hetkeen, jolloin uusi aivastusvirus aivastamisen jälkeen leviää ympäri planeettaa. Biotekniikkatoimisto tutkii luonnonprosessien erittäin monimutkaisia mekanismeja ja osoittaa, että niitä voidaan soveltaa maanpuolustustarkoituksiin”, DARPAn lehdistötiedote sanoi.

Russian Planet tutustui osaston uuden osaston lupaavimpiin ohjelmiin.

Älä sano "verta haavasta". Tämä on villi

Yksi biotekniikan toimiston painopistealueista on Yhdysvaltain armeijan sotilaiden korkean teknologian kuntoutus erityyppisten vammojen jälkeen. Yhdysvaltain armeijan kirurgisen tutkimuksen instituutin mukaan taistelukentän johtava kuolinsyy on verenhukka. Useiden DARPA -tutkimusten tarkoituksena on ratkaista tämä ongelma. Armeijalla ei ole vielä mitään täydellisempää kuin yksinkertainen sideharso verenvuodon pysäyttämiseksi. Sen tehokkuus on erittäin alhainen, koska jos veri ei pysähdy, side on vaihdettava lähes välittömästi. Piilevää verenvuotoa ei voida mitenkään pysäyttää paikallaan. Siksi monet sotilaat kuolevat paitsi taistelukentällä myös kuljetuksessa matkalla lääkintäyksikköön.

Kuva
Kuva

Arati Prabhakar.

Äskettäin käynnistysyhtiö RevMedx julkisti muutetun ruiskun, joka täyttää haavan alueen 1 tuuman kitosaanisienillä, jotka turpoavat ja estävät verenvuodon. Mutta vain ulkoinen verenvuoto pysähtyy tällä tavalla. DARPA -asiantuntijat menivät pidemmälle ja ilmoittivat niin kutsutun "stasis -järjestelmän" luomisesta - toistaiseksi tiedetään vain, että tämä on "vaahtomateriaali", joka pysäyttää verenvuodon jopa vatsaonteloon. FDA aikoo pian hyväksyä kannettavan ruiskutuslaitteen ensimmäisen prototyypin.

Vaikka verenhukkaa ei voida välttää, osaston toinen kehitys tekee siitä niin hengenvaarallisen ja säästää armeijan verenvuodon aiheuttamasta hypoksian uhasta. Tutkijat työskentelevät rikkivetyyn perustuvan lääkkeen parissa, jonka injektio hidastaa kehon fysiologisia prosesseja. Eläinkokeiden aikana havaittiin, että rikkivety vähentää elinten tarvetta hapessa, jonka akuutti puute aiheuttaa verenhukkaa. Tällaisen aineen injektio pidentää merkittävästi aikaa, jonka taistelija voi viettää kuolemaan johtaneen veren menetyksen jälkeen suoraan taistelukentällä odottaen verensiirtoa. Näin he toivovat DARPA: ssa, että sotilas pystyy pistämään itsensä, siirtymään "lepotilaan" ja odottamaan lääketieteellistä apua - jopa useita päiviä.

Vammaiset kyborgit

Toimiston työntekijät ovat hyvin tietoisia Yhdysvaltojen viranomaisten heille tarjoamista lähes rajattomista mahdollisuuksista, eivätkä he kärsi valheellisesta vaatimattomuudesta. Esimerkiksi kehittyneiden proteesien kehittämisohjelmaa kutsutaan ilman ongelmia -”mullistava proteesi”. Se lanseerattiin vuonna 2006, mutta on nyt täysin biotekniikan toimiston hallinnassa.

Koko tämän ajan tutkijat ovat olleet kiireisiä käsiproteesien suunnittelussa, jotka ovat paljon vaikeampia lääketieteelliseltä ja tekniseltä kannalta kuin keinotekoiset jalat. Yksi vallankumouksellisista proteeseista, Arm System Gen-3, on jo laillistettu FDA: ssa. Viraston verkkosivuston mukaan nämä "kehittyneet mekatroniset raajat" tulivat ensimmäisinä lähelle todellisten ihmisten käsien toimintoja. Ohjelman tavoitteet ovat jopa haastavampia kuin nimi. Ja DARPA ei piilota niitä ollenkaan: tulevaisuudessa Yhdysvalloissa ei ole vammaisia veteraaneja, mutta joukossa on vammaisia ihmisiä - vain robotteja.

"Osana proteesivallankumousta yläraajaproteesien toimivuutta parannetaan niin, että jonain päivänä aseiden menettäneet sotilaat voivat palata palvelukseen", ohjelma sanoo.

Erityisiin tehtäviin kuuluu mielen hallitsemien proteesien ja neurotietokoneiden rajapintojen luominen amputoiduille ja halvaantuneille. Arati Prabhakar sanoi NPR: n markkinapaikalla 31. maaliskuuta, että bioteknologit ovat jo ottaneet valtavan askeleen tällä alalla. Aivokuoren mikroelektroditekniikan kehitys on tehnyt hermoston ja kyberneettisten ruumiinosien välisen yhteyden niin vahvaksi, että ajatusohjatut proteesit ovat vähitellen tulossa päivittäiseksi rutiiniksi, ja yhteistyössä toimivat potilaat käyttävät jo Pentagonin "luotettavaa neurointerface-järjestelmää". Tuleva tutkimus "parantaa perifeeristen rajapintojen kapasiteettia käsitellä vielä enemmän tietoa raajojen ohjauksesta, mikä antaa amputeille vielä enemmän toimintoja". Neurofysiologit pyrkivät saamaan signaalin molempiin suuntiin - jotta mieli ei hallitse proteesia, vaan se itse lähettää tuntoaistisignaaleja takaisin hermostoon aiheuttaen aidon fyysisen kosketuksen tunteen.

Kuva
Kuva

Vammainen, jolla on proteesivaihtoehdot. Kuva: DARPA

- Meillä on vapaaehtoisia, joilla on halvaantunut kaikki neljä raajaa ja jotka ovat suostuneet aivoleikkaukseen. Kyse on sirun asettamisesta aivokuoreen, joka ohjaa moottorivyöhykkeen neuroneja ja ohjaa ne ohjaamaan uusia, erittäin kehittyneitä proteettisia robotti käsivarsia. Tietyssä mielessä olemme avanneet oven - yhteyden ihmisen aivojen ja muun maailman välillä. Päästä mielikuvituksesi valloilleen nähdäksesi kuinka pitkälle tämä vie meidät”, DARPAn johtaja sanoi.

Muistin palauttamiseen on omistettu erillinen ohjelma. Lääkärien mukaan vuodesta 2000 lähtien yli 270 000 amerikkalaista sotilasta on saanut monimutkaisia päävammoja, jotka ovat johtaneet työmuistin heikkenemiseen tai täydelliseen toimintahäiriöön. Ongelman laajuudesta huolimatta tällä hetkellä ei ole olemassa tehokkaita hoitoja. Muistin palauttamiseksi biotekniikan toimisto työskentelee monitieteisen neuroteknologian parissa, joka yhdistää "tietojenkäsittelyn, matemaattisen mallinnuksen ja huippuluokan rajapinnat". Tuloksena pitäisi olla "istutettava hermoväline", joka palauttaa muistin sotilaille neurostimuloimalla tiettyjä aivojen alueita.

Toisen aloitteen tarkoituksena on poistaa posttraumaattinen stressihäiriö (PTSD, "Vietnamin oireyhtymä"), joka on erittäin yleinen taisteluissa käyneiden sotilaiden keskuudessa. Parhaimmissa tapauksissa se johtaa masennukseen ja migreeniin, pahimmassa tapauksessa - aggressiopurskeisiin palavien kotisotilaiden keskuudessa tai itsemurhaan. Nykyaikaiset lähestymistavat - huumeet ja psykoterapia - voivat lievittää vain tämän vakavan psyykkisen oireyhtymän pahimpia oireita. Sotilaslääkärit toivovat voittavansa myös PTSD: n kokonaan istuttamalla neurostimulaattorin aivoihin.

Osana neurotutkimustaan DARPA kuulee (ainakin ehdottaa uskomista) asiantuntijapaneelin kanssa eettisistä, oikeudellisista ja sosiaalisista vaikutuksista. Prabhakar ei sulje pois sitä, että osa tästä tutkimuksesta on suunnattu paitsi kuntoutukseen myös terveiden taistelijoiden aivojen muuttamiseen.

Jos ymmärrämme, miten aivot ovat vuorovaikutuksessa monimutkaisten järjestelmien kanssa, ehkä ymmärrämme, kuinka tarkalleen tiedot tulisi antaa henkilölle, jotta hän voisi paremmin omaksua sen. Tämä on tulevaisuus, jossa alamme oppia radikaalisti uusia tapoja vuorovaikutukseen ihmisen aivojen monimutkaisuuden ja ympäröivän maailman monimutkaisuuden välillä”, innovaatiotoimiston johtaja sanoo.

Ihmisen ja koneen rajapinnat voidaan hyvin mukauttaa ohjattaviksi roboteilla. Ja jos tänään insinöörit kehittävät jo mielenhallittua siviilikvadrokopteria, niin miksi emme odota, että sotilasdrooneja ohjataan ennemmin tai myöhemmin DARPAn neutroniliitännöillä?

Kuva
Kuva

Mielen ohjaama nelikopteri.

Ja he loivat replikantin synteettisestä pölystä

Virasto lyö vetoa, että seuraavan sukupolven puolustusteknologia seuraa luonnon, biologisen elämän esimerkkiä. Synteettisestä biologiasta tulee yksi bioteknologiatoimiston tärkeimmistä työalueista - virasto odottaa käynnistävänsä eräänlaisen hullun geneettisen laitoksen aikaisemmin koskaan olemassa olleiden biologisten materiaalien tuottamiseksi, joilla on tutkitsemattomia ominaisuuksia, jotka perustuvat elävien solujen, proteiinien ja DNA. Tavoitteena on luoda ensinnäkin keinotekoisia mutta eläviä supermateriaaleja, joita käytetään seuraavan sukupolven mekaanisiin ja sähköisiin laitteisiin, ja toiseksi luoda kirjaimellisesti uusia elämänmuotoja, joiden toiminnallisuus on tällä hetkellä vaikea kuvitella. Mutta tämä ei kuulosta niin fantastiselta, kun otetaan huomioon, että maaliskuun lopussa tiedemiehet ilmoittivat luoneensa ihmiskunnan historian ensimmäisen synteettisen "suunnittelija" -kromosomin.

Biotekniikan insinöörit muodostivat merkittävän osan hiljattain avatun osa -alueen henkilöstöstä. Koska "biologinen tekniikka on tehokas tekniikka, joka voi vaikuttaa moniin ihmiselämän alueisiin", Pentagonin biologit aikovat valmistella huolellisesti teoreettisen perustan - vähitellen "muuttaa biologian tekniikan käytännöksi, valmistella työkaluja, tekniikoita, menetelmiä ja infrastruktuuria". Laboratorioiden biotekniikkaohjelmissa käytetään synteettisen biologian, genomiikan ja proteomiikan viimeisintä kehitystä, mikä edistää tutkimuksen korkeaa turvallisuutta ja ehkäisee "ei -toivottua mikro -organismien vapautumista". Ilmeisesti DAPRA on kuullut paljon zombie -apokalypsen vaaroista.

Kaikista varotoimista huolimatta bioinsinöörit ovat jo ilmoittaneet enemmän kuin kunnianhimoisista hankkeista. Yksi salaperäisimmistä ohjelmista on alustava otsikko Biochronicity. Bioinsinöörien mukaan vaikka "biologinen kello säätelee lähes kaikkia ihmiskehon toimintoja", ei vieläkään ole selvää käsitystä siitä, kuinka tarkasti ne vaikuttavat solusykliin, aineenvaihduntaan, ikääntymiseen ja solukuolemaan. Ilmeisesti osasto loukkaa ihmisen aineenvaihduntaa ja ikääntymistä, saa hänet hallintaan ja lisää huomattavasti sotilaiden taistelukykyä ja kestävyyttä - sekä fyysisen vamman jälkeisen uudistumisen että immuniteetin suhteen.

Useita vuosia sitten DARPA Biodesign -ohjelma, jossa Pentagon luo yhtä kuolemattomia synteettisiä olentoja, on jo herättänyt huomiota. Tavoitteena on voittaa "evoluution satunnaisuus": "Biodesign käyttää teknisten menetelmien järjestelmää yhdessä biotekniikan ja synteettisen kemiallisen tekniikan kanssa uusien hyödyllisten ominaisuuksien luomiseksi. Biodesign vähentää geenitekniikan ja molekyylibiologian avulla luonnollisen evoluution kehittymisen arvaamattomuutta. Tämä alue sisältää keinotekoisesti suunnattuja molekyylivasteita, jotka lisäävät vastustuskykyä solukuoleman signaaleille (…)”. Jos viraston suunnitelma menee pieleen uhkaavimmassa skenaariossa, kuten yleensä kauhuissa, luomilla olennoilla on erityinen laukaisumolekyyli itsetuhoa varten, joka voidaan aktivoida etänä. Kuten emolevyn teknisen blogin kirjoittaja kirjoittaa:”Miksi tarvitsemme mekaanisia robotteja, kun voit luoda replikantin osallistumaan sotaan? Emme ole kuulleet paljon mahdollisista Pentagonin synteettisistä sotilaista, mutta 19,3 miljoonaa dollaria on edelleen varattu Biodesign -ohjelmaan ensi vuonna."

Maailma ilman sairauksia

Viraston epidemiologinen siipi etsii tapoja ehkäistä epidemioita ja lieventää hypoteettisen tappavan maailmanlaajuisen pandemian seurauksia (toinen suosittu tieteiskirjallisuuskatastrofielokuva). Tutkijat uskovat, että taudinpurkausten arvaamattomuus on selvä merkki siitä, että ymmärrämme huonosti epidemioiden syntymisen ja leviämisen dynamiikan.

Yhdysvaltain kansallisen allergia- ja tartuntatautilaitoksen mukaan 44% kaikista 20 viime vuoden aikana raportoiduista taudinaiheuttajista on RNA -viruksia. Niille on ominaista erittäin korkea mutaatiovauhti, jonka ansiosta he voivat sopeutua muuttuvaan ympäristöön, kuten tapahtui vuoden 2009 H1N1 (”sikainfluenssa”) -pandemiassa. Lisäksi jopa voimakkaimmat antibiootit voivat tulla hyödyttömiksi, kun infektioista kehittyy vähitellen lääkeresistenssi, kuten on käynyt voittamattoman gonorrhea -kannan kohdalla.

Ohjelma, jonka otsikko on "Profetia", tutkii virusten kehitystä ennustaakseen tulevia virusmutaatioita. Lopullisena tavoitteena on "ennaltaehkäisevien" lääkkeiden ja rokotteiden luominen sairauksille, jotka voivat uhata ihmiskuntaa tulevaisuudessa. Biologit aikovat ennustaa viruksen evoluutiota, ei tietenkään matemaattisilla malleilla, vaan täysin kokeellisella tavalla. Itse asiassa virasto harjoittaa virusten kasvatusta. Vaarallisia taudinaiheuttajia kasvatetaan laboratoriossa ja diagnosoidaan kaikissa mutaatioiden vaiheissa, joiden läpi ne kulkevat. Näiden tietojen perusteella on mahdollista ennustaa, mihin suuntaan tämä tai tuo yleinen sairaus kehittyy. Virologit huomaavat nöyrästi, että laboratorio -olosuhteissa he yrittävät toistaa vain niitä "viruksen mutaatioita, jotka ovat jo tapahtuneet luonnossa ja jotka on dokumentoitu" - luultavasti vakuuttaakseen heidät siitä, etteivät ne vahingossa luo virusta, jota ei edes ole planeetalla luonnossa ympäristö ….

Kun DARPAn johtaja kysyi, mitä biotekniikan toimistolla on Pyhä Graali, DARPAn johtaja tiivisti:”Tämä on uusi materiaaliluokka, jolla on ominaisuuksia, joita emme olisi koskaan ennen saaneet. Tämä on uusi tapa vuorovaikutuksessa ihmisen aivojen kanssa ja kognitiivisten toimintojen mysteerien ratkaiseminen. Ja olemme varmoja, että on jo olemassa tekniikoita, joiden avulla voimme ylittää tartuntatautien leviämisen."

Suositeltava: