Mokslas ir IT

2018.01.08 17:46

Didieji atradimai: kaip jiems sekasi praėjus penkeriems metams?

lrytas.lt2018.01.08 17:46

Kai mokslininkai paskelbia apie pasiektą proveržį, jie dažniausiai žada, kad šių atradimų poveikis – nuo geresnio Visatos supratimo iki naujų vaistų – pasijus po maždaug penkerių metų. Neseniai palydėję 2017-uosius, dabar galime peržvelgti didžiausius 2012 metų mokslo pasiekimus – ir jų padėtį šiandien.  

O padėtis įvairi: genų redagavimas ir tamsiosios materijos medžioklė tapo kasdien aptarinėjamomis temomis, bet nežemiška gyvybė dar nerasta – o geresnės vyriškos kontracepcijos priemonių klausimas dar tinkamai neišspręstas.

Higgso bozonas 2012 metais

Prieš penkerius metus CERN LHC fizikai paskelbė tada didžiausią šimtmečio fizikos naujieną: jie aptiko įrodymus, patvirtinančius Higgso bozono dalelės – trūkstamos Visatą aprašančio Standartinio Modelio detalės – egzistavimą. Fizikai Françoisas Englertas (iš Belgijos) ir Peteris Higgsas (iš Britanijos) šios dalelės egzistavimą prognozavo dar septintajame praėjusio amžiaus dešimtmetyje, ir teoriją patvirtinus, 2013 metais jie buvo apdovanoti Nobelio premija. (Tačiau, kaip ir bet kurio kito dabartinio mokslo atradimo atveju, premija neįvertintas daugelio kitų prisidėjusių mokslininkų indėlis.)

Higgso bozonas po penkerių metų

Higgso bozonas fizikų bendruomenėje savo reikšmės neprarado, bet nebėra karšta naujiena. LHC dabar ieškoma naujų dalelių, kurios atitiktų Standartinį Modelį – arba supurtytų jį iš pagrindų. 2016 metais tyrėjai iš Vengrijos ir JAV skelbėsi LHC aptikę tamsųjį fotoną, kuris galėtų padėti paaiškinti didžiulį ir prastai suprantamą tamsiosios materijos pasaulį – kuris, kaip manoma, sudaro didelę visatos dalį. Tačiau fizikų bendruomenė vis dar nesutaria dėl teiginį pagrindžiančių duomenų teisingumo. Tuo tarpu naujausio dalelių greitintuvo statybos Japonijoje planai atšaukti dėl susidomėjimo (ir finansavimo) trūkumo Japonijos vyriausybėje ir Japonijos Aukštų energijų fizikos asociacijoje.

Pastaraisiais metais fizikų dėmesį pasiglemžė gravitacinės bangos. Pirmą kartą atrastų 2016-aisiais, dviejų juodųjų bedugnių susiliejimo sukurtų bangų atradimas iš esmės patvirtino Einšteino Bendrąją Reliatyvumo teoriją iki šiol didžiausiu masteliu. Nuo tada tyrėjai gravitacines bangas užfiksavo dar du kartus. O 2017 m. netgi pavyko užfiksuoti neutroninių žvaigždžių susiliejimą – o tai atveria visiškai naują visatos studijavimo galimybę.

CRISPR genų redagavimas 2012-aisiais

2012 metais biologai atliko vieną iš didžiausių genų redagavimo proveržių per 20 metų: jie publikavo darbą, aprašantį CRISPR-Cas 9, sistemą, kurioje DNR redagavimui panaudojamas kai kuriose bakterijose randamas fermentas. Tada Kalifornijos universiteto Berklyje mokslininkai pateikė technologijos patento paraišką truputį anksčiau, nei MIT ir Harvardo Broad institutas; tačiau JAV patentų biuras patentą suteikė Broad tyrėjams. Nuo tada vyksta aršus teisinis ginčas.

CRISPR po penkerių metų

CRISPR tebėra viena iš populiariausių mokslo tyrimų sričių. Pavyzdžiui, „PubMed“ sąraše 2017 metais CRISPR minimas 3 098 tyrimuose, kai tuo tarpu 2013-aisiais jų buvo 331. Nuo 2012 m. mokslininkai atlikinėjo visokiausius su CRISPR susijusius eksperimentus – maisto pagerinimo, medicininiams tyrimams naudojamų gyvūnų modifikavimo, ir netgi šalino ligas iš žmonių embrionų.

Prenatalinis tikrinimas 2012-aisiais

Iki 2011 m. patikrinti ar embrionas neturi genetinių defektų, tebuvo vienas būdas: adata paimti vaisių supančio amniotinio skysčio. Procedūra toli gražu nėra ideali, nes gali sukelti persileidimą. Mokslininkai žinojo, kad šiek tiek vaisiaus genetinės medžiagos yra ir motinos kraujyje, tad teoriškai vaisiaus patikrinimui būtų galima paimti motinos kraują. 2012 ir 2013 keturios kompanijos pradėjo pardavinėti tokius testus. (Pirmaisiais testais buvo galima nustatyti tik Dauno sindromą, kylantį dėl 21-sios chromosomos mutacijos.)

Prenatalinis tikrinimas po penkerių metų

Besilaukiantys tėvai, nenorintys perduoti genetinės ligos, kurios nešiotojais yra, gali atlikti prenatalinį patikrinimą. Tačiau kilo abejonių dėl tikslumo – manoma, kad klaidingai teigiamų rezultatų pasitaiko pernelyg dažnai, o tai gali paskatinti tėvus be reikalo nutraukti nėštumą. Viena 2015 m. atlikta analizė parodė, kad keturi iš penkių trisomiją-13 – papildomą chromosomą, dėl ko kūdikis miršta netrukus po gimdymo – nustatančių testų teigiamą rezultatą rodė klaidingai.

Yra ir etinių klausimų. Pavyzdžiui, Islandijoje dėl prenatalinės diagnostikos, Dauno sindromo – nemirtino genetinio susirgimo – atvejų per pastaruosius penkerius metus skaičius dramatiškai sumažėjo. Bet kai kas mano, kad nutraukti nėštumą, kai prenataliniai tyrimai nerodo mirtinos ligos, paprasčiausiai nedera. 2017 metais Ohio valstijos įstatymų leidėjai uždraudė moterims atlikti abortą, jei tai atliekama dėl to, kad vaisius turėjo Dauno sindromą.

XNR 2012 metais

Visa Žemės gyvybė turi vieną ar dvi genetinės medžiagos gijas. Šios medžiagos visais atvejais yra sudaryta iš aminorūgšties, prisitvirtinusios prie cukraus stuburo: tai ribonukleininė rūgštis (RNR) arba deoksiribonukleininė rūgštis (DNR).

XXI amžiaus pradžioje mokslininkai pabandė nukleinines rūgštis pritvirtinti prie kitokio tipo cukrų. Jie sukūrė „kseno nukleininę rūgštį“ (XNR), kur genetinės medžiagos stuburo vaidmenį atlieka laboratorijose sukurti cukrūs. („Xeno“ reiškia „svetimas“ ar „užsienietis“.) 2012 metais Arizonos valstijos universiteto tyrėjai sukūrė XNR, kuri galėjo evoliucionuoti perduodama informaciją panašiai, kaip ir natūrali genetinė medžiaga.

Atradimas atvėrė plačias sintetinės gyvybės galimybes. Tyrėjai manė, kad iš to galėtume pasimokyti, kokios gyvybės reikėtų ieškoti kitose planetos – arba galėtų panaudoti tai ilgai veikiančių, biologinių vaistų gamybai.

XNR po penkerių metų

Nors pradinius XNR tyrimus publikavę mokslininkai toliau rimtai dirbo šioje tyrimų srityje – ir kūrė naujus sintetinimo būdus – už laboratorijų ši technologija (dar) nepaplito.

Vyrų kontracepcija 2012

2012 metais buvo žadama, kad vyriška kontracepcija bus pristatyta jau visai netrukus. Mokslininkai išrado medžiagą, kuri veikė su pelių patinais, ir jų lytinio potraukio nemažino – kas neretai nutikdavo su ankstesnėmis vyriškomis kontraceptinėmis priemonėmis.

Nuo tada buvo atlikti keli daug žadantys klinikiniai tyrimai, bet jie buvo nutraukti dėl neigiamų pašalinių poveikių (kurie primena patiriamus moterų, naudojančių tokias priemones) – arba dėl to, kad jokia stambi vaistų kompanija jų nefinansavo.

Vis dėlto,„Scientific American“ teigia, kad klinikiniai vyriškosios kontracepcijos gelio bandymai bus pradėti jau šių metų pradžioje.

Ateiviai 2012-aisiais

Prieš penkerius metus atrodė, kad jau tuoj tuoj atrasime gyvybę už mūsų sistemos ribų. 2012-ųjų pradžioje mokslininkai „Kepler“ teleskopu rado daugiau nei 800 planetų už Saulės sistemos ribų – nuo pirmosios egzoplanetos atradimo 1995-aisiais nepraėjus nė dešimtmečiui. Tokiais tempais ieškant, juk bent vienoje turėtų būti tinkamos gyvybei sąlygos, argi ne?

Ateiviai po penkerių metų

Nuo tada mokslininkai atrado tūkstančius egzoplanetų, o 2014 m. – pirmąją, potencialiai tinkamą gyvybei, kiek galima spręsti iš dydžio ir atstumo iki savo žvaigždės. 2017 metais mokslininkai pranešė apie dar kelias planetas (ir vieną planetų sistemą), kur atrodytų, gyvybei sąlygos palankios. Bet kol kas apie tikrus nežemiškus ateivius vis dar neturime jokių žinių.

Gigantiški teleskopai 2012 metais

Europos Pietinei observatorijai priklausančio „Labai didelio teleskopo“ (Very Large Telescope – VLT), pavadinimas nelabai išradingas, bet nors tikslus. Iš tiesų VLT yra keturi atskiri teleskopai, kurie 1012 metais buvo sujungti į didžiulį 130 metrų virtualų veidrodį. Atspindžio technikos veidrodžio dydį padidina; kiekvieno atskiro teleskopo veidrodžio skersmuo yra apie 8,2m. Tuomet tai buvo didžiausias optinis teleskopas pasaulyje, kuriuo mokslininkai galėjo gauti atvaizdus objektų, kurie nebūtinai apskriti – galaktikų ir naujai užgimusių žvaigždžių.

Gigantiški teleskopai po penkerių metų

2017 metais ESO pradėtas statyti dar didesnis optinis. Jo veidrodis bus 39 metrų skersmens – ir įrenginys atitinkamai pavadintas „Itin dideliu teleskopu“ (Extremely Large Telescope – ELT). Mauna Kea, Havajuose, statomas Trisdešimties metrų teleskopas (Thirty Meter Telescope), kurios skersmuo, nesunku atspėti, 30 metrų, o Čilėje dar statomas Milžiniškas Magelano teleskopas (Giant Magellan Telescope) kurio skersmuo – 24,5 m.

Smegenų ir kompiuterio sąsaja 2012

2012 m, Browno universiteto tyrėjai paskelbė, kad du paralyžiuoti pacientai vien savo protu valdydami robotinę ranką, gali pateikti sau kavos puodelį. Tai buvo pirmas kartas, kai pacientas smegenų ir kompiuterio sąsaja judino protezą trimatėje erdvėje.

Šios pirmosios smegenų ir kompiuterių sąsajos (angl. brain-computer interfaces – BCI) buvo gan primityvios. Galūnių valdymas nebuvo tikslus – iš dalies dėl to, kad mašinos algoritmai, verčiantys neuronų signalus judesiu, naudojo tik vieną naudotojo smegenų regioną. Sudėtingesniems judesiams reikia sudėtingesnių nervinių signalų ir kitų pojūčių.

Smegenų ir kompiuterio sąveika po penkių metų

BCI technologija patobulėjo ir dabar naudojami Johno Hopkinso universiteto ir DARPA sukurti smegenimis kontroliuojami robotizuoti rankų protezai, kuriuose yra 26 sąnariai. Daugelis šių sąnarių gali judėti nepriklausomai – tam, kad judesiai būtų tikslesni, ir rankos naudotojas galėtų nukreipti ją visomis kryptimis. Kai kurie naudotojai teigia, kad gali pajausti prisilietimą ir spaudimą, ir sklandžiau judėti.

Dėvimų ekranų technologija 2012

2012 metais „Google“ tvirtino, kad kitas naudotojų elektronikos topas bus išmanieji kompiuterizuoti akiniai. „Google“ smarkiai klydo. Akiniai buvo visiškas fiasko ir greitai tapo Silicio slėnio juokelių pagrindu. 2015 metais motininė „Google“ kompanija „Alphabet“ oficialiai nusprendė išimti išmaniuosius akinius iš prekybos – nors verslas vis dar gali juos įsigyti.

Dėvimų ekranų technologija po penkerių metų

2017 metais buvo atliktas įspūdingas akinių programinės technikos atnaujinimas, bet nepanašu, kad projektas bus atgaivintas iki galo.

2016 metų gale išmaniuosius akinius bandė ir „Snapchat“ – kompanijos „Spectacles“ akiniai buvo sukurti taip, kad žmonės galėtų naudoti „Snapchat“ programėlę be telefonų – bet jų irgi niekas nenorėjo pirkti.

Vaistai ŽIV prevencijai 2012

Revoliucinį ŽIV prieškontaktinės profilaktikos (ang. pre-exposure prophylaxis – PrEP) gydymą JAV FDA pirmą kartą patvirtino 2012 metais. Šis vaistas – „Truvada“ – turi būti naudojamas su kitais antiretrovirusiniais vaistais.

Vaistai ŽIV prevencijai po penkerių metų

Pastarųjų penkerių metų statistika rodo, kad PrEP veikia ~99% atvejų. Nors tikslus prevencijos lygis kiek neaiškus, tačiau, panašu PrEP iš tiesų veikia gerai.

Kitos ŽIV vakcinos nė iš tolo nebuvo tokios sėkmingos. 2017 metais tyrėjai paskelbė viltingus klinikinių tyrimų rezultatus, gautus išbandant naują vakciną – sukurtą taip, kad susitvarkytų su sparčia ŽIV evoliucija. Tačiau iš kitų keturių tokio tipo vakcinų bandymų trys nepavyko.

Kaip bebūtų, iš dalies dėl PrEP, naujų ŽIV atvejų skaičius pasaulyje mažėja; 2015 metais buvo kiek daugiau nei 2 milijonai naujų atvejų, palyginus su 3,5 mln naujų atvejų epidemijos apogėjuje prieš 20 metų. Dauguma naujų atvejų koncentruojasi pietiniuose Afrikos regionuose.