Modern találmányok az orvostudományban. Tudományos felfedezés: megtanulta, hogyan lehet a barna szemet kékké változtatni. Biológia. az őssejteket nem embriókból, hanem érett szövetekből nyerik
A mai világ nagyon technológiássá vált. Az orvostudomány pedig igyekszik megtartani a márkáját. Az új fejlemények egyre szorosabban kapcsolódnak a géntechnológiához, a klinikák és az orvosok már teljes mértékben alkalmazzák a "felhőtechnológiákat", a 3D szervátültetés pedig az ígéretek szerint hamarosan általános gyakorlattá válik.
Küzdelem a rák ellen genetikai szinten
Az értékelés első helyén - orvosi projekt a Google-tól... A vállalat leányvállalata, a Google Ventures 130 millió dollárt fektetett be a felhőalapú Flatiron projektbe, amelynek célja a rák elleni küzdelem az orvostudományban. A projekt során naponta több százezer adatot gyűjtenek össze és elemeznek a rákos megbetegedésekről, és a leleteket továbbítják az orvosoknak.
A Google Ventures igazgatója, Bill Maris szerint a rákkezelés hamarosan genetikai szinten zajlik majd, és a kemoterápia 20 éven belül olyan primitív lesz, mint ma egy hajlékonylemez vagy egy távíró.
Vezeték nélküli technológiák az orvostudományban
Egészségügyi karkötők vagy « okos óra» Jó példa arra, hogy az orvostudomány modern technológiái hogyan segítenek az emberek egészségében. Ismert eszközökön keresztül mindannyian ellenőrizhetjük a pulzusszámot, a vérnyomást, mérhetjük a lépéseket és az elvesztett kalóriák számát.
A karkötők egyes modelljei adatátvitelt biztosítanak a "felhőbe" az orvosok további elemzéséhez. Több tucat egészségfigyelő program tölthető le az internetről, például a Google Fit vagy a HealthKit.
Az AliveCor még tovább ment, és olyan eszközt kínált, amely szinkronizál egy okostelefonnal, és lehetővé teszi ezt otthoni elektrokardiogram... A készülék speciális érzékelőkkel ellátott tokban van. A képadatokat az interneten keresztül juttatják el a kezelőorvoshoz.
Hallás és látás helyreállítása
Halláshelyreállító cochleáris implantátum
2014-ben ausztrál tudósok a hallás genetikai kezelését javasolták. Az orvosi módszer az emberi szervezetbe való fájdalommentes bejuttatáson alapul DNS-tartalmú készítmény amelybe cochleáris implantátumot „varrnak be”. Az implantátum kölcsönhatásba lép a hallóideg sejtjeivel, és a hallás fokozatosan visszatér a pácienshez.
Bionikus szem a látás helyreállításához
Implantátum segítségével "Bionikus szem" a tudósok megtanulták a látás helyreállítását. Az első orvosi műtétre 2008-ban került sor az Egyesült Államokban. Az átültetett műretina mellett speciális, beépített kamerával ellátott szemüveget kapnak a betegek. A rendszer lehetővé teszi a teljes kép érzékelését, a tárgyak színeinek és körvonalainak megkülönböztetését. Ma már több mint 8000 ember van várólistán egy ilyen műtétre.
Az orvostudomány közelebb került az AIDS gyógyításához
A Rockefeller Egyetem (New York, USA) tudósai a GlaxoSmithKline gyógyszercéggel együtt klinikai vizsgálatokat végeztek egy orvosi drog a GSK744 aki képes több mint 90%-kal csökkenti a HIV-fertőzés valószínűségét... Az anyag képes gátolni annak az enzimnek a munkáját, amellyel a HIV módosítja a sejt DNS-ét, majd szaporodik a szervezetben. A munka sokkal közelebb hozta a tudósokat egy új HIV elleni gyógyszer megalkotásához.
Szervek és szövetek 3D nyomtatókkal
3D bionyomtatás: a szerveket és szöveteket nyomtató segítségével nyomtatják ki
Az elmúlt 2 évben a tudósok a gyakorlatban el tudták érni szervek és szövetek létrehozása 3D nyomtatók segítségévelés sikeresen beültetik őket a páciens testébe.
A modern orvosi technológiák lehetővé teszik kéz- és lábprotézisek, gerincrészek, fülek, orr, belső szervekés még a szövetsejteket is.
2014 tavaszán az Utrechti Egyetemi Orvosi Központ (Hollandia) orvosai sikeresen végrehajtották az orvostudomány történetének első 3D-nyomtatott koponyacsont-átültetését.
A Qmed felmérést végzett a vásárlók körében, és a legjobb helyet foglalta el orvosi találmányok minden idők.
A cég 10 diából álló prezentációt készített, melyben a legújabb orvosi berendezéseket, valamint az ókorban megalkotott találmányokat mutatták be. Eddig közel 1700 szavazat érkezett.
10. SZÁMÍTÓGÉPES TOMOGRÁF (a szavazatok 2,32%-a)
A matematikai és számítástechnikai terület fejlődésének köszönhetően csak a 20. század második felében vált lehetővé a röntgenberendezések alkalmazása.
Talán a Beatles segített kifejleszteni ezt a berendezést. A helyzet az, hogy az első CT-szkennert létrehozó EMI-csoport egyben a Liverpool Four lemezkiadója is volt. A csoport jó bevételt hozott, aminek köszönhetően Sir Godfrey Hounsfield készített egy tomográfot az 1968-as modellre. (Sokan vitatják a The Beatles részvételét a tomográf létrehozásában).
A számítógépes tomográfia megjelenése jelentős előrelépést jelentett. Ennek a találmánynak köszönhetően csökkent az emberi szervezetben történő orvosi beavatkozás szükségessége a diagnózis érdekében.
9. KATETER (a szavazatok 4,22%-a)
Az elasztikus orvosi katétert az 1700-as évek közepén vezették be. Megjelenését Benjamin Franklin szükségességével társítják, aki segíteni akart testvérének, Johnnak az urolithiasis elleni küzdelemben.
A kórházakban jelenleg használt katétert Gibbon-Walsh katéternek hívják. Az 1900-as évek elején jelent meg a kórházakban.
A néhai David S. Sheridan nevéhez fűződik számos orvosi találmány megalkotása. 1988-ban a Forbes magazin "A katéter királyának" nevezte el. Szintén D. Sheridan nevéhez fűződik egy modern eldobható katéter megalkotása. Halála után az Associated Press nekrológot tett közzé a 2004. évi 95. számban, amelyben David Sheridan elmondta, hogy mindössze 8 év oktatásban részesült, és bádogosként dolgozott. Meg volt győződve arról, hogy az orvosi katétereknek eldobhatónak kell lenniük. Ennek köszönhetően találta fel a műanyag endotracheális csövet.
Egy másik feltaláló, szintén élethosszig tartó bádogos, Thomas Fogarty, Ph.D. érsebész, 1960-ban fejlesztette ki az embolektómiás katétert. 1965-ben végezték el az első ballonos angioplasztikát ezzel a katéterrel.
8. SPANYOL GIPSZ (A SZAVAZATOK 4,28%-A)
Az emberek hosszú ideig kötéssel kötik be a sebeket. De kellett valami, amit gyorsan fel lehet kenni egy karcolásra vagy sebre, hogy megakadályozzák a fertőzés kialakulását. A Johnson & Johnson Corporation megoldást talált - egy ragasztótapaszt.
Valójában a ragasztógipszet 1920-ban találták fel. Earl Dixon, a J&J pamutbeszállítója új öltözködési eljárással állt elő. A ragacsos oldalával felfelé egy négyzet alakú pamutdarabot ragasztott a gézre, és befedte krinolinnal. Miután megmutatta a kész terméket feleségének, Josephine-nek, azt javasolta neki, hogy viseljen kötést, amikor megvágja vagy megégeti magát, miközben háztartási munkákat végez egy New Jersey-i otthonban. Ennek eredményeként Earl Dixon a J&J Corporation alelnöke lett.
7. SZÍVbillentyűk (a szavazatok 4,46%-a)
Charles Houghneigel amerikai sebész az 1950-es évek elején találta fel a mechanikus szívbillentyűt. Hafneigel 1952-ben ültette be a készüléket egy 30 éves nő testébe, aki a műtét után meg tudta őrizni korábbi életmódját. Annak ellenére, hogy az eszköz sikeresen gyökeret vert egyes betegek szervezetében, a kialakítás nem tette lehetővé a szívbe való behelyezését.
Kevesebb, mint tíz évvel később, 1960-ban kifejlesztettek egy szívbillentyűt, amelyet felül és alul rögzítettek, így beültethető a szívbe. A Starr-Edwards Silastic golyóscsap néven ismert, először 1960. szeptember 21-én ültették be. Az Edwards Lifesciences 2007-ig folytatta a szívbillentyűk gyártását.
Az elmúlt évtized talán legnagyobb újítása a szívsebészetben a transzkatéteres aortabillentyű beültetés megjelenése volt. Ez a találmány az inoperábilis betegek számára kínált alternatívát a nyitott szívbillentyű cseréjére. A pulmonalis és mitrális billentyűk bőrön keresztüli beültetése szintén sikeres.
6. Sztetoszkóp (a szavazatok 5,26%-a)
Rene Laennec francia orvos 1816-ban feltalálta az első sztetoszkópot. A találmány nagyjából úgy nézett ki, mint egy fülkagyló, amelyhez egy cső csatlakozik mellkas... Ez volt az egyik első kísérlet, amikor az orvosok műtéti beavatkozás nélkül próbálták tanulmányozni a test munkáját.
Ma már minden terapeuta találkozón találkozhatunk akusztikus sztetoszkóppal. A sztetoszkóp lényege, hogy a mellkasban lévő hangokat üreges csöveken keresztül továbbítja az egészségügyi szakember fülébe.
5. MRI (a szavazatok 7,64%-a)
A modern mágneses rezonancia képalkotás (MRI) a Columbia Egyetem falain belül jött létre. Isidor Rabi professzor először megjegyezte, hogy az atommagok elnyelik vagy kibocsátják a rádióhullámokat, amikor erős mágneses térben vannak. Ezt a funkciót mágneses magrezonancia képalkotásnak nevezik. Kutatásaiért a professzor Nobel-díjat kapott.
Raymond Wagan Damadian amerikai orvos az 1960-as évek végén javasolta ennek a funkciónak a használatát a teljes test vizsgálatához. Az első MRI eljárást 1977. július 3-án végezték el. Jelenleg több mint 20 000 MRI szkennert használnak szerte a világon.
4. Pacemaker (a szavazatok 8,37%-a)
A pulzusszám szabályozására szolgáló elektromos stimulációt először ausztrál és amerikai kutatók alkalmazták az 1920-as évek végén és az 1930-as évek elején. A fejlődés azonban valószínűleg 1957-ben következett be, amikor Earl Bakken, a Fridley társalapítója és a Medtronic alapítója megalkotta az első akkumulátorokat egy külső pacemakerhez.
A nyitott szívsebészet megújítója, K. Walton Lillehay, M.D. Bakkenhez fordult segítségért. Páciensei elektromos árammal működő pacemakerek rabjai voltak. Valahányszor kikapcsolták, a betegek veszélyben voltak.
Az akkumulátoros pacemakerek megnyitották az utat a beültethető pacemakerek előtt, amelyek mérete évről évre csökkent. A legújabb találmányok a Medtronic Micra és St. A Jude Medical Nanostimja úgy néz ki, mint egy nagy pirula, és közvetlenül a szívbe ültetik be.
Ugyanezt a technológiát használták az 1980-as évek elején beültethető kardioverter-defibrillátor vagy kardioverter létrehozására. Az eszközt egy olyan csoport fejlesztette ki, amelynek tagja Mir Imran, a kaliforniai székhelyű InCube laboratórium alapítója, vezérigazgatója és elnöke.
3. RÖNTGÉP (a szavazatok 14,91%-a)
A műtét nélküli emberi testbe való betekintés képessége jelentős előrelépést jelent az orvostudomány területén. Az első találmány erre a röntgengép volt. Létrehozása a huszadik század elejére nyúlik vissza.
Wilhelm Konrad Roentgen fizikus 1895-ben véletlenül fedezte fel a röntgensugarakat. Miközben a németországi würzburgi laboratóriumában elektromos kisülési csövekkel kísérletezett, Roentgen fényt vett észre, amely egy képernyővel fedett kémiai összetétel... A fizikus megállapította, hogy a röntgensugarak úgy haladtak át a szöveteken, hogy nem érintették a csontokat. Az orvostudomány igazi csodája az volt, hogy a kutatás eredményeit sikerült megörökíteni a képen.
2. FECSKENDŐ (a szavazatok 19,74%-a)
Az életek megmentéséért és a szenvedések enyhítéséért minden más orvosi technológiánál jobban feleltek a gyógyszerek és a fecskendők, amelyek a gyógyszerszállítás elsődleges eszközei.
Az intravénás injekciók az 1600-as évekre nyúlnak vissza. (Ezután libatollat használtak és hólyagállatok). De az első, injekciós fecskendőhöz hasonló termékeket 1853-ban szinte egy időben találta fel Alexander Wood skót orvos és Charles Gabriel Pravaz francia sebész. A fecskendő első használatának célja a morfium fájdalomcsillapító beadása volt.
1. PONT (a szavazatok 25,18%-a)
A korrekciós lencsék hosszú utat tettek meg azóta, hogy Néró római császár (54-68) homorú smaragddarabon keresztül szemlélte a gladiátorok harcát. Az objektív kialakítása fejlődött. A ma ismert szemüveget azonban csak az 1200-as évek végén találták fel Olaszországban. A szemüveg legkorábbi színes képe 1352-ben jelent meg. Ennek oka Tommaso da Modena művész volt, aki Hugo Provence-i bíborost szemüveggel ábrázolta.
Az 1800-as évek óta a szemüvegtervezés jelentősen fejlődött. A korrekciós lencséknek ma már számos formája megtalálható, beleértve a bifokális, trifokális, progresszív, egylátó és fókuszáló lencséket.
A 21. század elejét számos felfedezés jellemezte az orvostudomány területén, amelyek körülbelül 10-20 éve sci-fi regényekben írtak, és maguk a betegek is csak álmodhattak róluk. És bár ezeknek a felfedezéseknek a nagy része a klinikai gyakorlatban való megvalósítás hosszú útja előtt áll, már nem tartoznak a koncepcionális fejlesztések kategóriájába, hanem ténylegesen működő eszközök, bár még nem használják tömegesen az orvosi gyakorlatban.
1. Műszív AbioCor
2001 júliusában a kentuckyi Louisville-ből egy sebészcsoportnak sikerült egy új generációs műszívet beültetnie egy páciensbe. Az AbioCor névre keresztelt eszközt egy szívelégtelenségben szenvedő személybe ültették be. A műszívet az Abiomed, Inc. fejlesztette ki. Bár korábban is használtak hasonló eszközöket, az AbioCor a legfejlettebb a maga nemében.
A korábbi verziókban a pácienst egy hatalmas konzolhoz kellett rögzíteni csöveken és vezetékeken keresztül, amelyeket a bőrön keresztül ültettek be. Ez azt jelentette, hogy az illető ágyhoz kötött. Az AbioCor viszont teljesen autonóm módon létezik az emberi testben, és nincs szüksége további csövekre vagy vezetékekre, amelyek kívülre mennek.
2. Biomesterséges máj
A bio-mesterséges máj létrehozásának ötlete Dr. Kenneth Matsumura fejében merült fel, aki úgy döntött, hogy új módon közelíti meg a kérdést. A tudós olyan eszközt készített, amely állatokból gyűjtött májsejteket használ. Az eszköz bio-mesterségesnek számít, mert biológiai és mesterséges anyagból áll. 2001-ben a TIME magazin a bio-mesterséges májat az év találmányának választotta.
3. Tablet kamerával
Ezzel a tablettával legfeljebb rákot diagnosztizálhat korai szakaszaiban... A készüléket azzal a céllal hozták létre, hogy zárt térben kiváló minőségű színes képeket készítsen. A kamrás tabletta képes kimutatni a nyelőcsőrák jeleit, mérete megközelítőleg megegyezik a felnőtt köröm szélességével és kétszeresével.
4. Bionikus kontaktlencsék
A bionikus kontaktlencséket a Washingtoni Egyetem kutatói fejlesztették ki. Elasztikus kontaktlencséket sikerült összekapcsolniuk nyomtatott elektronikus áramkörrel. Ez a találmány segít a felhasználónak látni a világot azáltal, hogy számítógépes képeket helyez a saját látása fölé. A feltalálók szerint a bionikus kontaktlencsék jól jöhetnek a sofőrök és a pilóták számára azáltal, hogy útvonalakat, időjárási információkat, ill. járművek... Ezenkívül ezek a kontaktlencsék képesek nyomon követni az ember fizikai mutatóit, például a koleszterinszintet, a baktériumok és vírusok jelenlétét. Az összegyűjtött adatok vezeték nélküli átvitellel számítógépre küldhetők.
5. Bionikus kar iLIMB
A David Gow által 2007-ben megalkotott iLIMB bionikus kar a világ első olyan mesterséges végtagja, amely öt egyedileg gépesített ujjal rendelkezik. A készülék használói különféle formájú tárgyakat tarthatnak majd a kezükben – például pohárfogantyúkat. Az iLIMB 3 különálló részből áll: 4 ujjból, hüvelykujjés tenyér. Mindegyik alkatrész saját vezérlőrendszerrel rendelkezik.
6. Asszisztens robotok a műveletek során
A sebészek egy ideje robotkarokat használnak, de most megjelent egy olyan robot, amely képes önállóan is elvégezni a műtétet. A Duke Egyetem tudóscsoportja már tesztelte a robotot. Döglött pulykákra használták (mivel a pulykahús szerkezete hasonló az emberi húshoz). A robotok sikerességét 93%-ra becsülik. Autonóm robotsebészekről persze még korai beszélni, de ez a találmány komoly lépés ebbe az irányba.
7. Gondolatolvasó eszköz
A gondolatolvasás a pszichológusok által használt kifejezés, amely a nem verbális jelzések, például az arckifejezések vagy a fejmozgások tudatalatti észlelését és elemzését jelenti. Ezek a jelek segítenek az embereknek megérteni egymás érzelmi állapotát. Ez a találmány az MIT Media Lab három tudósának ötlete. Egy gondolatolvasó gép átvizsgálja a felhasználó agyi jeleit, és értesíti azokat, akikkel kommunikál. Az eszköz használható autistákkal való együttműködésre.
8. Elekta Axesse
Az Elekta Axesse egy korszerű rákellenes eszköz. Arra a céllal hozták létre, hogy az egész testben - a gerincben, a tüdőben, a prosztatában, a májban és sok másban - daganatokat kezeljen. Az Elekta Axesse számos funkciót egyesít. Az eszközzel sztereotaxiás sugársebészet, sztereotaxiás sugárterápia, sugársebészet végezhető. A kezelés során az orvosoknak lehetőségük van a kezelendő terület 3D-s képének megfigyelésére.
9. Exoskeleton eLEGS
Az eLEGS exoskeleton a 21. század egyik leglenyűgözőbb találmánya. Könnyen használható, és nem csak a kórházban, hanem otthon is viselhetik a betegek. A készülék lehetővé teszi, hogy álljon, sétáljon és akár lépcsőn is felmászik. Az exoskeleton 157 cm és 193 cm közötti és 100 kg súlyú emberek számára alkalmas.
10 . Szemfestő
Ezt az eszközt arra tervezték, hogy segítsen a kommunikációban ágyhoz kötött embereknek. Az Eye Recorder az Ebeling Group, a Not Impossible Foundation és a Graffiti Research Lab kutatóinak közös alkotása. A technológia alapja az olcsó, szemkövető szemüveg szoftver nyílt forráskód. Ezek a szemüvegek lehetővé teszik a neuromuszkuláris szindrómában szenvedők számára a kommunikációt úgy, hogy rajzolnak vagy rögzítenek a képernyőn, rögzítve a szemmozgásokat, és vonalakká alakítva a kijelzőn.
Ekaterina Martynenko
A 21. század első két évtizedében a tudomány számos felfedezéssel gazdagodott, amelyek hosszú távon minden ember életminőségét jelentősen befolyásolhatják. Mit ér meg csak egy felnőtt ember bőréből olyan őssejteket nyerni, amelyek embrionális sejtek felhasználása nélkül teszik lehetővé a szükséges szervek kitermelését!
A gravitációs hullámok alapvető felfedezése reményt ad az emberiségnek a csillagok közötti utazásra, és az új anyagot, a grafént hamarosan ultranagy kapacitású akkumulátorok előállítására használják fel. Azonban mindenekelőtt: az alábbi rangsorban a 21. század legfontosabb tudományos felfedezéseit próbáltuk rendszerezni az emberiség szempontjából.
A XXI. század TOP 10 legjelentősebb tudományos felfedezése
10. BIONIKA. Bioprotézisek, amelyeket a gondolat ereje vezérel
Egészen a közelmúltig az elveszett végtagokat műanyag bábuk vagy akár horgok váltották fel. Az elmúlt két évtizedben a tudomány hatalmas lépést tett olyan bioprotézisek megalkotása felé, amelyek a gondolat erejével vezérelhetők, és még az érzeteket is továbbítják a mesterséges ujjakról az agyba. 2010-ben a brit RSLSteeper cég bemutatott egy bioprotézis kart, amellyel az ember kulccsal ajtót nyithat, tojást egy serpenyőbe törhet, pénzt vehet ki egy ATM-ből, és még egy műanyag poharat is tarthat.
Az eldobható poharat könnyű összetörni túlzott erővel, de a tudósok elérték, hogy az ujjak összeszorításának ereje variálható. Az ehhez tartozó vezérlőjelek eltávolításra kerülnek a mellizmok test.
Egy másik cég, a Bebionic 2016-ban egy bionikus kézprotézist gyártott Nigel Ackland fogyatékkal élők számára, amelyet nem csak a gondolat erejével lehet irányítani. Ezen túlmenően a termék érzékenységérzékelőkkel van felszerelve, amelyek a csonk idegvégződéseihez csatlakoznak. Ily módon visszacsatolás érhető el, így a páciens érintést és melegséget érezhet. Bár a bioprotézisek meglehetősen drágák, a 3D nyomtatás fejlődésének köszönhetően azonban a közeljövőben szélesebb körű elérhetőségüket jósolják.
9. BIOTECHNOLÓGIÁK. Létrehozták a világ első szintetikus baktériumsejtjét
2010-ben a Craig Venter vezette tudóscsoport áttörést ért el egy ambiciózus projektben, amelynek célja nem kevesebb, mint egy új élet létrehozása. A biológusok felvették a Mycoplasma genitalium baktérium genomját, és szisztematikusan, egyenként eltávolították belőle a géneket, hogy meghatározzák az élethez szükséges minimumkészletet. Kiderült, hogy 382 gént kell tartalmaznia, amelyek mintegy az élet alapját képezik. Ezt követően a tudósok már "a nulláról" létrehoztak egy mesterséges genomot, amelyet a Mycoplasma capricolum baktérium sejtjébe ültettek át, amelyből korábban eltávolították a saját DNS komplexeit.
A mesterséges sejt, amely még saját nevet is kapott - Cynthia, életképesnek bizonyult, és aktívan osztódni kezdett.
Ez a siker óriási lehetőségeket nyit meg a biotechnológusok előtt, hogy adott paraméterekkel sokkal összetettebb organizmusokat hozzanak létre. Már most is konstruálnak mesterséges sejteket, amelyek oltóanyagot, sőt üzemanyagot is tudnak gyártani az autókhoz, és a jövőben a biológusok azt remélik, hogy sikerül olyan baktériumot létrehozni, amely felszívná szén-dioxid... Egy ilyen mikroorganizmus segíthet az üvegházhatás megszüntetésében a Földön, valamint a Mars és a Vénusz terraformálásában.
Így néz ki elektronmikroszkóp alatt a világ első sokszorosított mesterséges sejtje, a Cynthia
8. ASZTROFIZIKA. Felfedezte az Eris bolygót és a vizet a Marson
A 21. század legnagyobb felfedezései között egyszerre két „űr” lelet található. 2005-ben a Gemini Obszervatórium, a Yale és a Kaliforniai Egyetem amerikai csillagászainak egy csoportja egy égitestet fedezett fel, amely túlhaladt a Plútó pályáján. További vizsgálatok kimutatták, hogy az Eris nevű kis bolygó mérete csak valamivel kisebb, mint a Plútó. 2006-ban ezt az égitestet a Hubble keringő távcső fényképezte le, miután felfedezte a körülötte keringő meglehetősen nagy műholdat, a Dysnomia-t. Feltételezik, hogy az Eris fizikai jellemzői hasonlóak a Plútóéhoz, és felszínét nagy valószínűséggel fényes fehér jég borítja, mivel a planetoid albedója (reflexióssága) a második a Szaturnusz Enceladus holdja után.
A 21. század második legnagyobb felfedezése a kutatásban Naprendszer a víz felfedezése a Marson. Még 2002-ben az Odyssey keringő vízjég jeleit észlelte a bolygó felszíne alatt. 2005-ben a Mars-Express európai űrszonda olyan krátereket filmezett, amelyeken vízfolyások egyértelmű nyomai voltak, és a Phoenix amerikai szonda végül eloszlatta a kételyeket. 2008-ban leült az Északi-sark közelébe, és az egyik kísérlet során sikeresen izolálta a vizet a marsi talajból. A nedvesség garantált elérhetősége a Vörös bolygón megszünteti a kolonizáció fő korlátozását. Amerika a 2030-as években tervezi, hogy emberes küldetést indít a Marsra, Oroszországban pedig atommotort fejlesztenek erre a célra.
7. NEUROLÓGIA. Az agyban először rögzített és újraírt emlékek
2014-ben a Massachusettsi Egyetem kutatóinak sikerült hamis emlékeket beültetni a kísérleti egerek emlékezetébe. A fejükbe száloptikai vezetékeket ültettek be, amelyek az agy memória kialakulásáért felelős régióihoz kapcsoltak. A tudósok lézerjelek küldésére használták őket, amelyek az idegsejtek bizonyos területeit érintették. Ennek eredményeként sikerült elérni az egerek emlékeinek egy részének törlését és hamis emlékek kialakulását. Például a rágcsálók elfelejtették, hogy a ketrec egy bizonyos részében valamikor kellemes találkozásaik voltak nőstényekkel, és többé nem akartak odamenni. Ugyanakkor a tudósoknak sikerült új emlékeket létrehozniuk arról, hogy a sejt "veszélyes" rekeze valójában vonzó, és az egerek megpróbáltak ott lenni.
Első pillantásra ezek az eredmények gyerekjátéknak tűnnek, sőt kétes etikai vonatkozásaik vannak. Eközben a neurofiziológusoknak sikerült a legfontosabb dologban megtalálniuk az agy memóriáért felelős régióit (hippokampusz és prefrontális kéreg), és – bár primitív módon – befolyásolni őket. Ez széles távlatokat kínál az agy befolyásolási módjainak javítására, és a jövőben lehetővé teszi a fóbiák és a mentális zavarok kezelését. Nem kizárt, hogy belátható időn belül lehetőség nyílik olyan eszközök létrehozására, amelyek az adatok kötegelt feltöltésére szolgálnak az emberi agyba a nagy mennyiségű adat memorizálását igénylő tudományok gyors tanulása érdekében, például elsajátítható lesz egy idegen nyelvet a lehető legrövidebb idő alatt.
6. FIZIKA. Higgs-bozont vagy "Isten részecskéjét" fedezték fel
2012 júliusában felfedezésre került sor, amelyre 6 milliárd dollárt költöttek a Genf melletti Large Hadron Collider (CERN) építésére. A tudósok felfedezték az ún. Az "Isten részecskéje", amelynek létezését Peter Higgs brit fizikus még a hatvanas években megjósolta. Róla nevezték el. A Higgs-bozon létezésének kísérleti bizonyításának köszönhetően az alapvető fizika megkapta az utolsó hiányzó láncszemet egy renormálható kvantumtérelmélet megalkotásához. Ez az elmélet a klasszikus kvantummechanika folytatása, de minőségileg megváltoztatja a mikrovilág és az Univerzum egészének képét.
A Higgs-bozon felfedezésének gyakorlati jelentősége abban rejlik, hogy a tudósok távlatokat nyitnak az antigravitáció fejlesztésére és olyan hajtóművek fejlesztésére, amelyek működéséhez nincs szükség energiára.
Ehhez „egyáltalán semmire” van szüksége - megtanulni, hogyan kell eltávolítani az ún. a Higgs-mező, amely megköti az elemi részecskéket, megakadályozva azok szétszóródását. Ebben az esetben egy semlegesített mezővel rendelkező objektum tömege nulla lesz, ami azt jelenti, hogy nem vesz részt a gravitációs kölcsönhatásban. Természetesen az ilyen felfedezések nagyon távoli jövő kérdései.
5. ANYAGTUDOMÁNY. Rendkívül tartós grafén anyag készült
A grafén szilárdságában és sok más tulajdonságában egyedülálló anyag, amelyet először Nagy-Britanniában dolgozó orosz fizikusok, Konsztantyin Novoselov és Andrej Geim szereztek 2004-ben. 6 évvel később a tudósok ezért Nobel-díjat kaptak, ma pedig a grafén. aktívan tanulmányozzák, és egyes termékekben már használják. Az anyag több tulajdonságában is szokatlan. Először is, ez a második legtartósabb (a karabély után) a jelenleg ismert anyagok közül. Másodszor, a grafén kiváló vezető, amellyel egyedi elektronikus hatások érhetők el. Harmadszor, az anyag a legmagasabb hővezető képességgel rendelkezik, ami ismét lehetővé teszi a félvezető elektronikában való használatát anélkül, hogy félne a túlmelegedéstől.
Különös remények fűzik a grafénhez a szuperkapacitású akkumulátorokban való felhasználása tekintetében, amelyek hiányoznak az elektromos járművekből.
2017-ben a Samsung bemutatta az egyik első grafén alapú akkumulátort, amelynek kapacitása 45%-kal nagyobb, mint a hasonló lítium-ion megfelelője. De a legfontosabb dolog az, hogy az új akkumulátor a szokásosnál 5-ször gyorsabban töltődik és ad le. Figyelemre méltó, hogy ez nem egy teljesen grafén akkumulátor, hanem egy hibrid akkumulátor, ahol egy innovatív anyagot használnak segédanyagként. Pontosabban, ha a fejlesztők teljesen grafén akkumulátort készítenek, az igazi forradalom lesz az energia terén. A fő probléma benne széleskörű használat A grafén az előállítás magas költsége és az olyan technológiák hátrányai, amelyek még nem teszik lehetővé abszolút homogén anyag előállítását. A grafén felhasználásával kapcsolatos szabadalmi bejelentések száma azonban már meghaladta az 50 ezret, így nem kétséges, hogy belátható időn belül ez a szokatlan anyag érezhetően befolyásolja az emberek életminőségét.
4. BIOLÓGIA. Az őssejteket nem embriókból, hanem érett szövetekből nyerik
2012-ben az élettani és orvosi Nobel-díjat John Gerdon angol biológus és japán kollégája, Sina Yamanaka kapta. A biotechnológusok körében feltűnést keltettek, közönséges sejtekből őssejteket hoztak létre, i.e. képes bármilyen szerv összeállítására. Ennek érdekében a tudósok csak 4 gént vezettek be az egér kötőszövetének sejtjeibe, és ennek eredményeként a fibroblasztok éretlen őssejtekké alakultak, amelyek az embrionálisok összes tulajdonságával rendelkeznek. Ilyen anyagból bármilyen szerv termeszthető - a májtól a szívig.
A kutatók tehát nem csak elméletileg, de gyakorlatban is bebizonyították a sejtspecializáció visszafordíthatóságát, amit nem lehet túlbecsülni.
Egészen a közelmúltig azt hitték, hogy őssejteket csak embriókból vagy köldökzsinórvérből lehet nyerni. Az első etikailag megkérdőjelezhető, a második pedig arra kényszerítette az embereket (főleg gazdagokat), hogy a gyermek születése után azonnal őssejtbankot készítsenek, hogy azt a későbbiekben kezelésre használhassa. A fiziológusok felfedezése megszüntette ezeket a korlátozásokat, és most már mindenki (legalábbis elméletileg) hozzáférhet őssejtkezeléshez és a test "natív" DNS-ét tartalmazó szervek klónozásához.
3. ASZTROFIZIKA. A gravitációs hullámok létezése bizonyított
A gravitációs hullámok felfedezését 2016, és valószínűleg a 21. század egész második évtizedének legnagyobb tudományos vívmányaként tartják számon. 2017-ben felfedezőik, Rainer Weiss, Barry Barish és Kip Thorne fizikai Nobel-díjat kaptak. Az Egyesült Államokban és Olaszországban található LIGO és VIRGO két interferometrikus obszervatórium segítségével a tudósok képesek voltak kimutatni a Naptól 1,3 milliárd fényévnyi távolságra lévő két fekete lyuk egyesülésének eredményeként keletkező gravitációs hullámokat.
Így a kutatók kísérletileg megerősítették Einstein általános relativitáselméletének megbízhatóságát, amely a gravitációs hullámok jelenlétét jósolta a huszadik század elején (az elmélet szintjén).
Ezt követően a LIGO és a VIRGO további két gravitációs kitörést rögzített a neutroncsillagok ütközéséből. A felfedezés kiemelkedő értéke a téridő görbületének megerősítésében rejlik a masszív tárgyak hatására. Ez azt jelenti, hogy a sci-fi írók által ezerszer leírt csillaghajók „nullatéren” és „hiperátmeneteken” keresztüli utazásai teljesen lehetségesek, bár ezek a távoli jövő kilátásai. Valószínűleg nem véletlen, hogy a gravitációs hullámok egyik felfedezője - Kip Thorne kutatási eredményei alapján könyvet adott ki „Csillagközi. Tudomány a színfalak mögött ", melynek nevében van valami közös a híres filmmel.
Valami ilyesmi Einstein szerint úgy néz ki, mint a téridő a Nap közelében, amely egy hatalmas csillag hatására meghajlik. Most ezt a képet kísérletileg bebizonyították.
2. FIZIKA. Sikeres kísérleteket végeztek a nagy hatótávolságú kvantumteleportációval kapcsolatban
A kvantumteleportáció nem fizikai tárgyak mozgását jelenti, hanem egy elemi részecske vagy atom állapotára vonatkozó információ továbbítását. A legfontosabb pont itt a távolság - a 21. század elejéig ilyen kapcsolatot csak a mikrovilág szintjén lehetett biztosítani. Az áttörést 2009 jelentette, amikor a Marylandi Egyetem tudósainak sikerült átvinniük az itterbium-ion kvantumállapotát 1 méteresre. Aztán a kezdeményezést ebben a kutatási irányban határozottan megragadták a kínai tudósok.
Először is sikerült kvantumkommunikációt biztosítaniuk 120 km távolságban, majd 2017-ben végrehajtani az első űrkvantum teleportációt a Mo-Tzu műholdról három földi laboratóriumba, amelyek 1203 km-re voltak.
Egy ilyen tudományos és technológiai ugrás lehetővé teszi a közeljövőben olyan abszolút biztonságos kommunikációs vonalak létrehozását, amelyeket a hackerek még elméletileg sem tudnak feltörni. A pénzügyi, üzleti és magánélet egyre inkább az internetre költözésével a kvantumteleportáción alapuló vonalak igazi információbiztonsági csodaszernek ígérkeznek. Ezen túlmenően ezen kommunikációs módszer alapján ultragyors számítógépeket fejlesztenek, amelyek a jövőben felváltják a meglévőket.
1. KIBERNETIKA. Létrejön egy biológiai agyú robot
2008-ban angliai tudósok létrehozták talán a világ első kiborgját - egy félig élő robotot, amelynek agya 300 ezer patkányneuronra épül. Egy rágcsáló embrióból izolálták, egy speciális enzim segítségével elválasztották, és tápoldatba helyezték egy 8 cm-es lemezre.A keletkezett kvázi agyhoz a tudósok 60 elektródát erősítettek, amelyek leolvasták a neuronok jeleit, és továbbítják azokat egy elektronikus áramkörbe. Arra is szolgálnak, hogy jeleket szállítsanak az agyba. Az első biológiai aggyal rendelkező robot saját nevet kapott - Gordon, mozgási platformmal és ultrahangos érzékelővel volt felszerelve, amely vezetés közben pásztázza a területet. A belőle származó jelek az agyba jutnak, és az ott fellépő impulzusok és visszajelzések irányítják a mozgást.
A kutatóknak sikerült tanulhatóvá tenni Gordont, mert a neuronoknak van memóriájuk. Miután csak egyszer pihent meg egy akadályon, a robot az esetek 80%-ában már nem halad a sikertelen útvonalon. Ugyanakkor, ahogy a tudósok mondják, Gordont nem kívülről irányítják, hanem kizárólagosan szürkeállomány patkánytól örökölt. Így a britek megtették az első lépést afelé, hogy nem több tízezer, hanem milliárdnyi neuronon alapuló teljes értékű kiborgokat hozzanak létre, ami valószínűleg még a század vége előtt megtörténik.
Nézzen meg egy videót a 21. század legfontosabb tudományos felfedezéseiről a címen
