עתיד ביו -טק גדול

תוכן עניינים:

עתיד ביו -טק גדול
עתיד ביו -טק גדול

וִידֵאוֹ: עתיד ביו -טק גדול

וִידֵאוֹ: עתיד ביו -טק גדול
וִידֵאוֹ: שאלת קיטבג - איך יוצאים לקצונה | צה״ל 2024, מאי
Anonim
עתיד ביו -טק גדול
עתיד ביו -טק גדול

ביולוגים של הפנטגון DARPA מתחייבים לכבוש את המוות, להוליד משכפלים סינתטיים ולספק לצבא האמריקאי שורות של סייבורג נכים

בתחילת אפריל הודיעה סוכנות הפרויקטים למחקר מתקדם של ההגנה האמריקאית (DARPA, אגף המחקר הקדמי של הפנטגון) על פתיחת חטיבה חדשה לביוטכנולוגיה, משרד הטכנולוגיות הביולוגיות. משימתה היא להעמיד את הביולוגיה לשירות הביטחון הלאומי, החל מתבוסת מגיפות ועד ליצירת חיילים סינתטיים. במקביל, הוכרז תקציב המחלקה לשנת הכספים הבאה - 2.9 מיליארד דולר.

מעמדה של DARPA כמקור חדשנות מוביל אינו מוטל בספק. מהות הסוכנות היא להבטיח כל הזמן שהטכנולוגיה הצבאית האמריקאית תמיד תהיה מתקדמת יותר ממתחרותיה. חלק מהיוזמות האחרונות של הסוכנות כוללות: יצירת רובוטים אנושיים ATLAS וסוגים רבים אחרים של רובוטיקה; תותבות חכמות שיעבירו תחושות מישוש אמיתיות; תכנות רשתות עצביות מלאכותיות - למעשה מחשבים המבוססים על התפקודים הקוגניטיביים של המוח האנושי. על רקע הפלאים הטכנולוגיים הללו, הלקוחים בדיוק מדפי הרומנים הקלאסיים של הסייברפאנק של שנות השמונים, כבר לא מפתיע לעצב מחשב-על שלומד את עצמו. אם בעתיד תיווצר בינה מלאכותית מן המניין, היא לא תיעשה על ידי תאגידי IT, אלא על ידי הגאונים האפלים של הפנטגון (שהם, אגב, גם אבות האינטרנט).

DARPA הקדישה תשומת לב ראויה לביוטכנולוגיה בעבר, אך עד כה לא הייתה להם מחלקה ייעודית לתיאום כל המחקר בתחום הבינתחומי הזה. זה בדיוק מה שהרשות לפיתוח ביוטכנולוגיה, שהוקמה כדי "לחקור את הצמתים הדינמיים יותר ויותר בין הביולוגיה והפיזיקה", נועדה לתקן.

מנהל DARPA, ארתי פרבהכר, שנשא בסוף מרץ בפני חברי הקונגרס בבית הנבחרים, אמר כי "הביולוגיה היא המחדשת האולטימטיבית של הטבע, וכל סוכנות שתסתמך על חדשנות, יהיה טיפשי לא לפנות לאדון זה של מערכות יחסים מורכבות להשראה ורמזים ".

"כיום הביולוגיה תופסת את מקומה בין המדעים העיקריים המייצגים את עתיד טכנולוגיית ההגנה … התוכניות של משרדי הביוטכנולוגיה נעות בטווח הרחב ביותר: מתאים בודדים ועד אורגניזמים ואוכלוסיותיהם; מהזמן שבו מועבר האות העצבי ועד הזמן שבו וירוס עיטוש חדש לאחר התעטשות יתפשט על פני כדור הארץ. משרד הביוטכנולוגיה יחקור את המנגנונים המורכבים ביותר של תהליכים טבעיים וידגים שניתן ליישם אותם למטרות הגנה לאומיות ", נכתב בהודעה לעיתונות של DARPA.

Russian Planet הכירה את התוכניות המבטיחות ביותר של המחלקה החדשה של המחלקה.

אה, אל תגיד, "דם מפצע". זה פראי

אחד התחומים העדיפים בעבודת המשרד לביוטכנולוגיה הוא שיקום הייטק של חיילים צבאיים אמריקאים לאחר פציעות מסוגים שונים. על פי מכון הצבא האמריקאי למחקר כירורגי, סיבת המוות המובילה בשדה הקרב היא אובדן דם.מספר מחקרי DARPA מכוונים לפתרון בעיה זו. לצבא עדיין אין דבר מושלם יותר מתחבושת גזה פשוטה לעצירת דימום. יעילותו נמוכה במיוחד, מכיוון שאם הדם אינו עוצר, יש לשנות את התחבושת כמעט מיד. אין שום דרך לעצור דימום סמוי במקום. לכן חיילים רבים מתים לא רק בשדה הקרב, אלא גם בתחבורה בדרך ליחידה הרפואית.

תמונה
תמונה

אראטי פרבהכר.

לאחרונה הכריזה חברת ההפעלה RevMedx על מזרק שונה הממלא את אזור הפצע בספוגים של צ'יטוסאן בגודל 1 אינץ 'שמתנפחים וחוסמים דימום. אך רק דימום חיצוני עוצר בדרך זו. מומחי DARPA הלכו רחוק יותר והכריזו על יצירת "מערכת הקיפאון" - עד כה ידוע רק שמדובר ב"חומר קצף "שעוצר דימום אפילו לתוך חלל הבטן. ה- FDA יאשר בקרוב את אב הטיפוס הראשון של מכשיר הזרקה נייד.

גם אם אי אפשר להימנע מאיבוד דם, פיתוח אחר של המחלקה יגרום לכך שהוא לא כל כך מסכן חיים ויציל את הצבא מאיום היפוקסיה הנגרמת מדימום. מדענים עובדים על תרופה המבוססת על מימן גופרתי, שהזרקתו מאטה את התהליכים הפיזיולוגיים בגוף. במהלך ניסויים בבעלי חיים נמצא כי מימן גופרתי מפחית את הצורך באיברים בחמצן, שמחסור חריף גורם לאובדן דם. הזרקת חומר כזה תארך באופן משמעותי את הזמן שיכול לוחם לבלות לאחר אובדן דם קטלני ממש בשדה הקרב, בהמתנה לעירוי. לפיכך, הם מקווים שב- DARPA, החייל יוכל להזריק את עצמו, להיכנס ל"מצב שינה "ולחכות לעזרה רפואית שיוזמם - עד מספר ימים.

סייבורגים נכים

עובדי הסוכנות מודעים היטב לאפשרויות הכמעט בלתי מוגבלות שמספקות להם הרשויות האמריקאיות ואינם סובלים מצניעות כוזבת. לדוגמה, תוכנית לפיתוח תותבות מתקדמות נקראת ללא תקלות - "מהפכת תותבות". הוא הושק כבר בשנת 2006, אך כעת הוא תחת שליטה מלאה של משרד הביוטכנולוגיה.

כל הזמן, חוקרים עסקו בעיצוב תותבות יד, שהן הרבה יותר קשות מבחינה רפואית והנדסית מאשר רגליים מלאכותיות. אחת התותבות המהפכניות, מערכת הזרועות Gen-3, כבר אושרה על ידי ה- FDA. על פי אתר האינטרנט של הסוכנות, "הגפיים המכטרוניות המתקדמות" הללו היו הראשונות שהתקרבו לפונקציונאליות של ידיים אמיתיות. מטרות התוכנית מאתגרות אף יותר מהשם. ו- DARPA כלל לא מסתיר אותם: בעתיד לא יהיו ותיקים נכים בארצות הברית, אך יהיו נכים בשורות - רק רובוטיות.

"כחלק ממהפכת התותבות, שיפור הפונקציונאליות של תותבות הגפיים העליונות כך שיום אחד יוכלו אנשי שירות שאיבדו את זרועותיהם לחזור לשירות", נכתב בתוכנית.

משימות ספציפיות כוללות יצירת תותבות מבוקרות מחשבה וממשקים נוירו-מחשביים לקטועי גפיים ומשתקים. בשוק ה- NPR ב- 31 במרץ, אמר אראטי פרבהכר כי הביוטכנולוגים כבר עשו צעד ענק בתחום זה. ההתקדמות בטכנולוגיית המיקרואלקטרודה בקליפת המוח גרמה לחיבור בין מערכת העצבים לחלקי הגוף הקיברנטיים להיות כה חזק, עד שתותבות מבוקרות מחשבה הופכות בהדרגה לשגרת יומיום, וחולים שמשתפים פעולה כבר משתמשים ב"מערכת הנוירו-ממשק האמינה "של הפנטגון. מחקר עתידי "ישפר את היכולת של ממשקים היקפיים לעבד עוד מידע נוסף על שליטה בגפיים, מה שיעניק לקטועי הפונקציונליות עוד יותר".נוירופיזיולוגים פועלים בכדי לקבל את האות לשני הכיוונים - כך שהתותבת לא נשלטת רק על ידי המוח, אלא היא עצמה שולחת אותות מישוש חזרה למערכת העצבים, וגורמת לתחושת מגע פיזי אמיתי.

תמונה
תמונה

נכה עם זרועות רובוטיות תותבות. צילום: DARPA

"יש לנו מתנדבים עם שיתוק של כל ארבעת הגפיים שהסכימו לניתוח מוח. מדובר בהצבת שבב בקליפת המוח השולטת בנוירונים של האזור המוטורי ומפנה אותם לשליטה בזרועות רובוטיות תותבות חדשות ומתוחכמות ביותר. במובן מסוים, פתחנו את הדלת - הקשר בין המוח האנושי לשאר העולם. תן לדמיון שלך להשתולל ולראות כמה רחוק זה יוביל אותנו ", אמר מנהל DARPA.

תוכנית נפרדת מוקדשת לשחזור הזיכרון. לדברי הרופאים, מאז שנת 2000, יותר מ -270,000 חיילים אמריקאים קיבלו פגיעות ראש במורכבות משתנה, שהובילו להידרדרות או לתפקוד מוחלט של זיכרון העבודה. למרות גודל הבעיה, אין כיום טיפולים יעילים. כדי לשחזר את הזיכרון שלהם, משרד הביוטכנולוגיה עובד על נוירוטכנולוגיה רב תחומית המשלבת "עיבוד נתונים, דוגמנות מתמטית וממשקים מתקדמים". התוצאה צריכה להיות "מכשיר עצבי מושתל" שישחזר את הזיכרון לחיילים על ידי גירוי עצבי באזורים מסוימים במוח.

יוזמה נוספת מכוונת לחיסול הפרעת דחק פוסט-טראומטית (PTSD, "תסמונת וייטנאם"), הנפוצה ביותר בקרב חיילים שעברו את הלחימה. במקרים הטובים ביותר, זה מוביל לדיכאון ומיגרנות, במקרה הגרוע ביותר - להתפרצויות תוקפנות בקרב חיילי הבית החוזרים, או להתאבדות. גישות מודרניות - תרופות ופסיכותרפיה - יכולות להקל רק על התסמינים החמורים ביותר של תסמונת נפשית קשה זו. רופאים צבאיים מקווים להביס לחלוטין גם את PTSD על ידי השתלת נוירו -סימולטור במוח.

כחלק ממחקר מדעי המוח שלה, DARPA מתייעצת (לפחות מציעה להאמין שכן) עם פאנל מומחים להשלכות אתיות, משפטיות וחברתיות. פרבהכר אינו שולל שחלק ממחקר זה לא יכוון רק לשיקום, אלא גם לשינוי מוחם של לוחמים בריאים.

"אם נבין כיצד המוח מתקיים עם מערכות מורכבות, אולי נבין כיצד בדיוק יש לספק מידע לאדם כדי שיטמיע אותו טוב יותר. זה יהיה העתיד שבו נתחיל ללמוד דרכים חדשות באופן קיצוני לאינטראקציה בין המורכבות של המוח האנושי למורכבות העולם סביבנו ", אומר ראש סוכנות החדשנות.

ממשקי אדם-מכונה עשויים להיות מותאמים לשליטה על ידי רובוטים. ואם היום מהנדסים כבר מפתחים קוואדרוקופטר אזרחי מבוקר מוח, אז למה שלא נצפה לשלוט במזל טים צבאיים באמצעות ממשקי נויטרונים של DARPA במוקדם או במאוחר?

תמונה
תמונה

Quadcopter בשליטה מוחית.

והם יצרו משכפל מאבק סינתטי

הסוכנות מהמרת שהדור הבא של טכנולוגיית ההגנה ילך כדוגמה של חיים טבעיים וביולוגיים. הביולוגיה הסינתטית תהפוך לאחד מתחומי עבודתו החשובים ביותר של משרד הביוטכנולוגיה - הסוכנות מצפה להשיק מעין צמח גנטי מטורף לייצור חומרים ביולוגיים שלא היו קיימים בעבר עם תכונות לא נחקרות המבוססות על קוקטייל של תאים חיים, חלבונים ו DNA. המטרה היא ליצור, ראשית, חומרי על מלאכותיים אך חיים, שישמשו את הדור הבא של גאדג'טים מכניים וחשמליים, ושנית, ממש ליצור צורות חיים חדשות עם פונקציונאליות שקשה לדמיין כרגע.אבל זה לא נשמע כל כך פנטסטי, בהתחשב בכך שבסוף מרץ הכריזו המדענים על יצירת הכרומוזום "המעצב" הסינתטי הראשון בהיסטוריה של האנושות.

מהנדסי ביו היוו חלק ניכר מצוות המשנה החדש שנפתח. מאחר ש"הנדסה ביולוגית היא טכנולוגיה עוצמתית שיכולה להשפיע על תחומים רבים "בחיי האדם, מתכוונים הביולוגים של הפנטגון להכין בזהירות בסיס תיאורטי - בהדרגה" להפוך את הביולוגיה לפרקטיקה הנדסית, הכנת כלים, טכנולוגיות, מתודולוגיות ותשתיות ". תוכניות הנדסת ביולוגי במעבדות משתמשות בפיתוחים האחרונים בתחום הביולוגיה הסינתטית, הגנומיקה והפרוטומיקה, התורמים לבטיחות המחקר הגבוהה ולמניעת "שחרור בלתי רצוי של מיקרואורגניזמים". ככל הנראה, DAPRA שמעה רבות על הסכנות שבאפוקליפסה של זומבים.

למרות כל אמצעי הזהירות, מהנדסי ביו כבר הכריזו על יותר מפרויקטים שאפתניים. אחת התוכניות המסתוריות ביותר פועלת תחת הכותרת הסוערת Biochronicity. לדברי מהנדסי ביו, למרות ש"השעון הביולוגי מסדיר כמעט את כל התפקודים בגוף האדם ", עדיין אין מושג ברור כיצד הם משפיעים בדיוק על מחזור התא, חילוף החומרים, ההזדקנות ומוות התאים. ככל הנראה, המחלקה תפגע בחילוף החומרים וההזדקנות של אדם, ותשים אותו תחת שליטה ותגדיל מאוד את יכולת הלחימה והסיבולת של החיילים - הן מבחינת התחדשות לאחר פגיעה פיזית והן חסינות למחלות.

לפני מספר שנים, תוכנית DARPA Biodesign, שבה הפנטגון יוצר יצורים סינתטיים לא פחות בני אלמוות, כבר עשתה התזה. המטרה היא להתגבר על "אקראיות האבולוציה": "Biodesign משתמשת במערכת שיטות הנדסיות בשילוב ביוטכנולוגיה וטכנולוגיה כימית סינתטית ליצירת תכונות שימושיות חדשות. Biodesign תפחית את חוסר הצפי של התפתחות אבולוציונית טבעית באמצעות הנדסה גנטית וביולוגיה מולקולרית. אזור זה כולל תגובות מולקולריות המכוונות באופן מלאכותי המגבירות את ההתנגדות לאותות מוות של תאים (…) ". במקרה שתוכנית הסוכנות משתבשת בתרחיש המאיים ביותר, כפי שקורה בדרך כלל באימה, יש ליצורים שנוצרו מולקולת טריגר מיוחדת להשמדה עצמית, הניתנת להפעלה מרחוק. כפי שכותב מחבר הבלוג הטכנולוגי לוח האם, "מדוע אנו זקוקים לרובוטים מכניים כאשר אתה יכול ליצור משכפל כדי להשתתף במלחמות? לא שמענו הרבה על חיילים סינתטיים פוטנציאליים, אבל 19.3 מיליון דולר עדיין מוקצים לתוכנית Biodesign בשנה הבאה ".

עולם ללא מחלות

הזרוע האפידמיולוגית של הסוכנות תחפש דרכים למניעת מגיפות ולהקטין את ההשלכות של מגיפה עולמית קטלנית היפותטית (עלילה פופולרית נוספת של סרטי אסון מדע בדיוני). מדענים מאמינים כי חוסר הצפי של התפרצויות המחלות הוא סימן ברור להבנתנו הלקויה של הדינמיקה של הופעתן והתפשטותן של מגיפות.

על פי המכון הלאומי לאלרגיה ומחלות זיהומיות בארה"ב, 44% מכלל הפתוגנים שדווחו במהלך 20 השנים האחרונות הם נגיפי RNA. הם מאופיינים בשיעורי מוטציות גבוהים במיוחד, המאפשרים להם להסתגל לסביבה משתנה, כפי שקרה במגיפת H1N1 ("שפעת החזירים") בשנת 2009. בנוסף, אפילו האנטיביוטיקה החזקה ביותר יכולה להיות חסרת תועלת כאשר זיהומים מפתחים בהדרגה עמידות לתרופות, כפי שקורה בזן הזיבה הבלתי מנוצח.

התוכנית עם הכותרת המהדהדת "נבואה" חוקרת את התפתחות הנגיפים כדי לחזות מוטציות ויראליות עתידיות.המטרה הסופית היא יצירת תרופות וחיסונים "מונעים" למחלות שעלולות לאיים על האנושות בעתיד. ביולוגים הולכים לחזות אבולוציה ויראלית, כמובן, לא על מודלים מתמטיים, אלא באופן ניסיוני לחלוטין. למעשה, הסוכנות תעסוק בגידול וירוסים. פתוגנים מסוכנים יגדלו במעבדה ויאובחנו בכל שלבי המוטציות שדרכם הם עוברים. בהתבסס על מידע זה, ניתן יהיה לחזות לאיזה כיוון תתפתח מחלה נפוצה כזו או אחרת. וירולוגים מציינים בענווה כי בתנאי מעבדה הם ינסו לחזור רק על אותן "מוטציות ויראליות שכבר התרחשו באופן טבעי ומתועדות" - כנראה כדי לשכנע אותן שלא יצרו בטעות וירוס שאפילו אינו קיים על פני כדור הארץ בטבע טבעי סביבה ….

כשנשאל מהו משרד הביוטק של הגביע הקדוש, סיכם מנהל DARPA: "זהו סוג חדש של חומרים עם נכסים שלעולם לא היינו מקבלים קודם לכן. זוהי דרך חדשה לתקשר עם המוח האנושי ולפתור את תעלומות התפקודים הקוגניטיביים. ואנחנו בטוחים שיש כבר טכניקות שיאפשרו לנו לעלות על התפשטות מחלות זיהומיות ".

מוּמלָץ: