آینده ای بیوتکنولوژی عالی

فهرست مطالب:

آینده ای بیوتکنولوژی عالی
آینده ای بیوتکنولوژی عالی

تصویری: آینده ای بیوتکنولوژی عالی

تصویری: آینده ای بیوتکنولوژی عالی
تصویری: فرمان خامنه ای به ستاد کل نیروهای مسلح: کشور در وضعیت انفجاری 2024, ممکن است
Anonim
آینده ای بیوتکنولوژی عالی
آینده ای بیوتکنولوژی عالی

متکلمان دارپا پنتاگون متعهد به غلبه بر مرگ ، تولید مثل کننده های مصنوعی و ارائه ردیف معلولین سایبورگ به ارتش آمریکا

در اوایل آوریل ، آژانس پروژه های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی ایالات متحده (دارپا ، شاخه تحقیقاتی پیشین پنتاگون) از افتتاح بخش جدید بیوتکنولوژی ، دفتر فناوری های بیولوژیکی خبر داد. مأموریت آن این است که زیست شناسی را در خدمت امنیت ملی قرار دهد ، از شکست اپیدمی ها گرفته تا ایجاد سربازان مصنوعی. در همان زمان ، بودجه این بخش برای سال مالی آینده اعلام شد - 2.9 میلیارد دلار.

جایگاه دارپا به عنوان منبع برتر نوآوری غیرقابل انکار است. ماهیت آژانس این است که به طور مداوم اطمینان حاصل کند که فناوری نظامی ایالات متحده همیشه پیشرفته تر از رقبای خود است. برخی از ابتکارات اخیر آژانس عبارتند از: ایجاد روبات های انسان نما ATLAS و بسیاری دیگر از انواع روباتیک. پروتزهای هوشمند که احساسات لمسی واقعی را منتقل می کند. برنامه نویسی شبکه های عصبی مصنوعی - در واقع رایانه هایی بر اساس عملکردهای شناختی مغز انسان. در پس زمینه این شگفتی های تکنولوژیکی ، که دقیقاً از صفحات رمان های کلاسیک سایبری پانک دهه هشتاد گرفته شده است ، دیگر طراحی یک نوع ابر رایانه خودآموخته دیگر تعجب آور نیست. اگر در آینده یک هوش مصنوعی تمام عیار ایجاد شود ، این کار توسط شرکت های فناوری اطلاعات انجام نمی شود ، بلکه توسط نابغه های تاریک پنتاگون (که به هر حال ، تولید کنندگان اینترنت نیز هستند) انجام نمی شود.

دارپا قبلاً به بیوتکنولوژی توجه کافی داشته است ، اما تا به حال آنها بخش اختصاصی برای هماهنگی کلیه تحقیقات در این زمینه بین رشته ای نداشتند. این دقیقاً همان چیزی است که سازمان توسعه بیوتکنولوژی ، که برای "کشف تقاطع های پویاتر زیست شناسی و فیزیک" ایجاد شده است ، قصد دارد آن را اصلاح کند.

آراتی پرابهکار ، مدیر دارپا ، در پایان ماه مارس در برابر نمایندگان کنگره در مجلس نمایندگان ، گفت که "زیست شناسی آخرین مبتکر طبیعت است و برای هر ارگانی که بر نوآوری تکیه می کند ، احمقانه خواهد بود که به این استاد دانشگاه مراجعه نکند. روابط پیچیده برای الهام و سرنخ."

"امروزه زیست شناسی در میان علوم اصلی که آینده فناوری دفاعی را نشان می دهد ، جای خود را می گیرد … برنامه های دفتر بیوتکنولوژی در وسیع ترین محدوده قرار دارد: از سلولهای جداگانه تا موجودات زنده و جمعیت آنها. از زمانی که سیگنال عصبی منتقل می شود تا زمانی که ویروس عطسه جدید پس از عطسه در سراسر کره زمین پخش می شود. دفتر بیوتکنولوژی مکانیسم های بسیار پیچیده فرایندهای طبیعی را مطالعه می کند و نشان می دهد که می توان آنها را برای اهداف دفاعی ملی مورد استفاده قرار داد. "- در بیانیه مطبوعاتی دارپا آمده است.

Russian Planet با امیدوار کننده ترین برنامه های بخش جدید این بخش آشنا شد.

آه ، نگویید "خون از زخم". این وحشی است

یکی از زمینه های اولویت دار کار دفتر بیوتکنولوژی ، توانبخشی پیشرفته سربازان ارتش ایالات متحده پس از آسیب های مختلف است. به گفته موسسه تحقیقات جراحی ارتش آمریکا ، علت اصلی مرگ در میدان جنگ ، از دست دادن خون است.چندین مطالعه دارپا با هدف حل این مشکل انجام شده است. ارتش هنوز هیچ چیز کاملتر از یک پانسمان گاز ساده برای جلوگیری از خونریزی ندارد. اثربخشی آن بسیار کم است ، زیرا اگر خون متوقف نشود ، باند باید تقریباً بلافاصله تغییر کند. به هیچ وجه نمی توان خونریزی پنهان را در محل متوقف کرد. بنابراین ، بسیاری از سربازان نه تنها در میدان جنگ ، بلکه در هنگام انتقال به واحد پزشکی نیز می میرند.

تصویر
تصویر

آراتی پرابهکار.

به تازگی ، شرکت نوپایی RevMedx یک سرنگ اصلاح شده را معرفی کرد که ناحیه زخم را با اسفنج های کیتوزانی 1 اینچی پر می کند که متورم شده و خونریزی را مسدود می کند. اما فقط خونریزی خارجی از این طریق متوقف می شود. متخصصان دارپا پا را فراتر گذاشتند و اعلام کردند که به اصطلاح "سیستم ایستایی" نامیده می شود - تا کنون فقط مشخص است که این یک "ماده فوم" است که خونریزی را حتی در حفره شکم متوقف می کند. FDA به زودی اولین نمونه دستگاه تزریق قابل حمل را تأیید می کند.

حتی اگر نمی توان از از دست دادن خون جلوگیری کرد ، پیشرفت دیگری در این بخش آن را تهدید کننده زندگی نخواهد کرد و ارتش را از تهدید هیپوکسی ناشی از خونریزی نجات می دهد. دانشمندان روی دارویی بر اساس سولفید هیدروژن کار می کنند که تزریق آن باعث کند شدن فرایندهای فیزیولوژیکی در بدن می شود. در طول آزمایش بر روی حیوانات ، مشخص شد که سولفید هیدروژن نیاز به اندام های اکسیژن را کاهش می دهد ، که کمبود حاد آن باعث از دست دادن خون می شود. تزریق چنین ماده ای مدت زمانی را که یک جنگنده می تواند پس از از دست دادن خون مرگبار درست در میدان نبرد ، منتظر تزریق خون بطور قابل توجهی افزایش دهد. بنابراین ، آنها امیدوارند در دارپا ، این سرباز بتواند خود را تزریق کند ، وارد "حالت خواب زمستانی" شده و منتظر کمک پزشکی با قید و شرط باشد - تا چند روز.

سایبورگ های معلول

کارکنان آژانس از فرصتهای تقریباً نامحدودی که مقامات آمریکایی در اختیار آنها قرار داده اند به خوبی آگاه هستند و از حیاء کاذب رنج نمی برند. به عنوان مثال ، برنامه ای برای توسعه پروتزهای پیشرفته بدون هیچ مشکلی نامیده می شود - "انقلابی در پروتزها". این دستگاه در سال 2006 راه اندازی شد ، اما اکنون کاملاً تحت کنترل دفتر بیوتکنولوژی است.

در تمام این مدت ، محققان مشغول طراحی پروتزهای دست بوده اند که از نظر پزشکی و مهندسی بسیار مشکلتر از پاهای مصنوعی هستند. یکی از پروتزهای انقلابی ، Arm System Gen-3 ، قبلاً توسط FDA قانونی شده است. بر اساس وب سایت آژانس ، این "اندامهای مکاترونیکی پیشرفته" اولین کسانی بودند که به عملکرد دستان واقعی انسان نزدیک شدند. اهداف برنامه حتی بیشتر از نام آن چالش برانگیز است. و دارپا به هیچ وجه آنها را پنهان نمی کند: در آینده ، هیچ جانباز معلول در ایالات متحده وجود نخواهد داشت ، اما افراد ناتوانی در صفوف وجود خواهند داشت - فقط افراد روباتیک.

این برنامه می گوید: "به عنوان بخشی از انقلاب پروتزها ، عملکرد پروتزهای اندام فوقانی بهبود می یابد تا روزی که سربازان از دست رفته بتوانند به خدمت بازگردند."

وظایف خاص شامل ایجاد پروتزهای کنترل ذهن و رابط های عصبی کامپیوتر برای افراد قطع عضو و افراد فلج می شود. در 31 مارس در بازار NPR ، آراتی پرابهاکار گفت که بیوتکنولوژیست ها قبلاً گام بزرگی در این زمینه برداشته اند. پیشرفت در فناوری میکروالکترود قشری ، ارتباط بین سیستم عصبی و اعضای بدن سایبرنتیک را به حدی قوی کرده است که پروتزهای تحت کنترل اندیشه به تدریج به یک عادت روزانه تبدیل می شوند و بیمارانی که همکاری می کنند ، در حال حاضر از "سیستم عصبی قابل اعتماد" پنتاگون استفاده می کنند. تحقیقات آینده "ظرفیت رابط های محیطی را برای پردازش اطلاعات بیشتر در مورد کنترل اندام بهبود می بخشد ، که به افراد قطع عضو عملکرد بیشتری می بخشد."متخصصان عصبی در حال کار برای دریافت سیگنال در هر دو جهت هستند - به طوری که پروتز نه تنها توسط ذهن کنترل می شود ، بلکه خود سیگنال های لمسی را به سیستم عصبی ارسال می کند و باعث ایجاد حس لمس فیزیکی واقعی می شود.

تصویر
تصویر

یک فرد معلول با بازوهای روباتیک مصنوعی. عکس: دارپا

"ما داوطلبانی داریم که هر چهار اندام خود را فلج کرده اند و با جراحی مغز موافقت کرده اند. این در مورد قرار دادن یک تراشه بر روی قشر است که نورون های ناحیه حرکتی را کنترل کرده و آنها را جهت کنترل بازوهای روباتیک مصنوعی جدید و بسیار پیچیده هدایت می کند. به یک معنا ، ما در را باز کرده ایم - ارتباط بین مغز انسان و بقیه جهان. اجازه دهید تخیل شما تند شود تا ببینید این کار تا کجا ما را پیش می برد."

یک برنامه جداگانه به بازیابی حافظه اختصاص داده شده است. به گفته پزشکان ، از سال 2000 ، بیش از 270،000 سرباز آمریکایی دچار آسیب دیدگی سر با پیچیدگی های مختلف شده اند که منجر به بدتر شدن یا اختلال کامل عملکرد حافظه شده است. علیرغم وسعت این مشکل ، هیچ درمان موثری در حال حاضر وجود ندارد. برای بازگرداندن حافظه آنها ، دفتر بیوتکنولوژی بر روی یک فناوری عصبی چند رشته ای کار می کند که ترکیبی از "پردازش داده ها ، مدل سازی ریاضی و رابط های پیشرفته" است. نتیجه باید یک "دستگاه عصبی قابل کاشت" باشد که با تحریک عصبی مناطق خاصی از مغز ، حافظه را به سربازان باز می گرداند.

ابتکار دیگر با هدف از بین بردن اختلال استرس پس از سانحه (PTSD ، "سندرم ویتنام") ، که در بین سربازانی که جنگ را پشت سر گذاشته اند بسیار رایج است. در بهترین موارد ، منجر به افسردگی و میگرن می شود ، در بدترین حالت - منجر به بروز تجاوز در بین سربازان بازگشتی یا خودکشی می شود. رویکردهای مدرن - داروها و روان درمانی - تنها می توانند بدترین علائم این سندرم روانی شدید را کاهش دهند. پزشکان نظامی امیدوارند PTSD را نیز با کاشتن یک محرک عصبی در مغز به طور کامل شکست دهند.

به عنوان بخشی از تحقیقات علوم اعصاب ، دارپا (حداقل پیشنهاد می کند که چنین اعتقادی داشته باشد) با یک گروه تخصصی در زمینه پیامدهای اخلاقی ، حقوقی و اجتماعی مشورت می کند. پرابهاکار این موضوع را حذف نمی کند که برخی از این تحقیقات نه تنها برای توانبخشی ، بلکه برای اصلاح مغز مبارزان سالم نیز انجام می شود.

اگر درک کنیم که چگونه مغز با سیستم های پیچیده تعامل دارد ، شاید بفهمیم که چگونه اطلاعات دقیقاً باید در اختیار فرد قرار گیرد تا بتواند آن را بهتر جذب کند. این آینده ای خواهد بود که در آن ما شیوه های کاملاً جدیدی از تعامل بین پیچیدگی مغز انسان و پیچیدگی جهان پیرامون خود را یاد خواهیم گرفت."

رابطهای انسان و ماشین ممکن است به گونه ای تنظیم شوند که توسط روباتها کنترل شوند. و اگر امروزه مهندسان در حال توسعه یک کوادکوپتر غیرنظامی کنترل ذهن هستند ، پس چرا ما انتظار نداریم که پهپادهای نظامی از طریق رابط های نوترونی از دارپا دیر یا زود کنترل شوند؟

تصویر
تصویر

کوادکوپتر کنترل ذهن

و آنها یک کپی از گرد و غبار مصنوعی ایجاد کردند

آژانس شرط می بندد که نسل بعدی فناوری دفاعی از زندگی طبیعی و بیولوژیکی الگو خواهد گرفت. زیست شناسی مصنوعی به یکی از مهمترین زمینه های کار دفتر بیوتکنولوژی تبدیل می شود - این آژانس انتظار دارد نوعی گیاه ژنتیکی دیوانه وار را برای تولید مواد بیولوژیکی که قبلاً وجود نداشته و دارای خواص ناشناخته است ، بر اساس کوکتل سلول های زنده ، پروتئین ها و … DNA هدف این است که اولاً ، ابرمواد مصنوعی اما زنده ای ایجاد شود که برای نسل بعدی ابزارهای مکانیکی و الکتریکی مورد استفاده قرار گیرد و ثانیاً ، به معنای واقعی کلمه ، شکل های جدیدی از زندگی را با عملکردی که در حال حاضر تصور آن دشوار است ، ایجاد کند.اما این امر چندان خارق العاده به نظر نمی رسد ، با توجه به اینکه در پایان ماه مارس ، دانشمندان از ایجاد اولین کروموزوم مصنوعی "طراح" در تاریخ بشریت خبر دادند.

مهندسان زیستی بخش قابل توجهی از کارکنان زیرمجموعه جدید را تشکیل می دادند. از آنجا که "مهندسی بیولوژیکی یک فناوری قدرتمند است که می تواند بر بسیاری از مناطق زندگی انسان تأثیر بگذارد" ، زیست شناسان پنتاگون قصد دارند مبنای نظری را با دقت آماده کنند - به تدریج "زیست شناسی را به عمل مهندسی تبدیل کنند ، ابزارها ، فناوری ها ، روش ها و زیرساخت ها را آماده کنند." برنامه های مهندسی زیستی در آزمایشگاه ها از آخرین پیشرفت های زیست شناسی مصنوعی ، ژنومیک و پروتئومیک استفاده می کنند که به ایمنی بالای تحقیقات و جلوگیری از "انتشار ناخواسته میکروارگانیسم ها" کمک می کند. ظاهراً DAPRA در مورد خطرات آخرالزمان زامبی بسیار شنیده است.

علیرغم تمام اقدامات احتیاطی ، مهندسان زیست فناوری بیش از پروژه های بلند پروازانه اعلام کرده اند. یکی از اسرارآمیزترین برنامه ها تحت عنوان آزمایشی Biochronicity اجرا می شود. به گفته مهندسان زیستی ، اگرچه "ساعت بیولوژیکی تقریباً تمام عملکردهای بدن انسان را تنظیم می کند" ، اما هنوز هیچ ایده روشنی بر چگونگی تأثیر آنها بر چرخه سلولی ، متابولیسم ، پیری و مرگ سلولی وجود ندارد. ظاهراً بخش متابولیسم و پیری افراد را تحت تعقیب قرار می دهد و آنها را تحت کنترل قرار می دهد و توانایی رزمی و استقامت سربازان را تا حد زیادی افزایش می دهد - هم از نظر بازسازی پس از آسیب جسمی و هم از نظر ایمنی در برابر بیماری.

چندین سال پیش ، برنامه DARPA Biodesign ، که در آن پنتاگون موجودات مصنوعی کم جاودانه ای ایجاد نمی کند ، قبلاً سر و صدا کرده است. هدف غلبه بر "تصادفی شدن تکامل" است: "طراحی زیستی از سیستم روشهای مهندسی در ترکیب با بیوتکنولوژی و فناوری شیمیایی مصنوعی برای ایجاد ویژگیهای مفید جدید استفاده می کند. طراحی زیستی از طریق مهندسی ژنتیک و زیست شناسی مولکولی ، غیرقابل پیش بینی بودن تکامل طبیعی را کاهش می دهد. این ناحیه شامل پاسخهای مولکولی مصنوعی است که مقاومت در برابر سیگنالهای مرگ سلولی را افزایش می دهد (…) ". در صورتی که برنامه آژانس در تهدید کننده ترین سناریو به هم بریزد ، همانطور که معمولاً در وحشت اتفاق می افتد ، موجودات ایجاد شده دارای یک مولکول محرک ویژه برای خود تخریب هستند که می تواند از راه دور فعال شود. همانطور که نویسنده وبلاگ فناوری Motherboard می نویسد ، "چرا ما نیاز به روبات های مکانیکی داریم وقتی می توانید یک کپی کننده برای شرکت در جنگ ها ایجاد کنید؟ ما درباره سربازان مصنوعی احتمالی پنتاگون چیز زیادی نشنیده ایم ، اما هنوز 19.3 میلیون دلار به برنامه طراحی زیستی در سال آینده اختصاص داده شده است."

دنیایی بدون بیماری

شاخه اپیدمیولوژیک آژانس به دنبال راه هایی برای جلوگیری از همه گیری و کاهش پیامدهای یک همه گیری مرگبار جهانی فرضی (دیگر طرح محبوب فیلم های فاجعه علمی تخیلی) است. دانشمندان بر این باورند که غیرقابل پیش بینی بودن شیوع بیماری ها نشانه روشنی از درک ضعیف ما از پویایی ظهور و گسترش همه گیری ها است.

بر اساس گزارش موسسه ملی آلرژی و بیماری های واگیر ایالات متحده ، 44 درصد از کل عوامل بیماری زا گزارش شده در 20 سال گذشته ، ویروس های RNA هستند. مشخصه آنها جهش بسیار بالایی است و به آنها اجازه می دهد تا با محیط در حال تغییر سازگار شوند ، همانطور که در همه گیری H1N1 2009 ("آنفولانزای خوکی") در سال 2009 اتفاق افتاد. علاوه بر این ، حتی قوی ترین آنتی بیوتیک ها می توانند بی فایده شوند زیرا عفونت ها به تدریج مقاومت دارویی را ایجاد می کنند ، همانطور که در مورد نوع شکست ناپذیر سوزاک اتفاق می افتد.

این برنامه با عنوان برجسته "نبوت" تکامل ویروس ها را برای پیش بینی جهش های ویروسی آینده مورد مطالعه قرار می دهد.هدف نهایی ایجاد داروها و واکسن های "پیشگیرانه" برای بیماری هایی است که ممکن است در آینده بشریت را تهدید کند. زیست شناسان قرار است تکامل ویروسی را پیش بینی کنند ، البته نه بر روی مدل های ریاضی ، بلکه به صورت کاملاً آزمایشی. در واقع ، آژانس مشغول پرورش ویروس ها خواهد بود. عوامل بیماری زای خطرناک در آزمایشگاه رشد می کنند و در تمام مراحل جهش هایی که از طریق آنها عبور می کنند ، تشخیص داده می شوند. بر اساس این اطلاعات ، می توان پیش بینی کرد که این یا آن بیماری شایع در چه جهتی تکامل می یابد. ویروس شناسان متواضعانه متذکر می شوند که در شرایط آزمایشگاهی سعی خواهند کرد فقط "جهش های ویروسی که به طور طبیعی رخ داده و ثبت شده اند" را تکرار کنند - احتمالاً برای متقاعد کردن آنها که آنها به طور تصادفی ویروسی را ایجاد نمی کنند که حتی در کره زمین وجود ندارد. محیط. …

مدیر دارپا در پاسخ به این س officeال که دفتر بیوتکنولوژی دارای جام مقدس چیست ، می گوید: "این کلاس جدیدی از مواد با ویژگی هایی است که قبلاً هرگز دریافت نمی کردیم. این روش جدیدی برای تعامل با مغز انسان و حل اسرار عملکردهای شناختی است. و ما اطمینان داریم که در حال حاضر تکنیک هایی وجود دارد که به ما امکان می دهد از گسترش بیماری های عفونی پیشی بگیریم."

توصیه شده: