Топ-10 научных открытий 2022 года

Журнал Popular Scienceназвал космический телескоп «Джеймс Уэбб», представленный НАСА в 2022 года, инновацией года в области аэрокосмических технологий. А снимки, сделанные телескопом, — «сверкающими подарками для человечества». Эти потрясающие изображения по-новому раскрывают нам Вселенную.

В отличие от космического телескопа «Хаббл», который сканировал Вселенную с низкой околоземной орбиты, «Уэбб» находится на сотни тысяч километров дальше. Он расположен в тени Земли и дополнительно защищен от солнечного света многослойным солнцезащитным козырьком. Еще одна отличительная черта «Джеймса Уэбба» в том, что он хорошо «видит» в инфракрасном диапазоне электромагнитного спектра.

По мнению Popular Science,это устройство стоимостью 10 миллиардов долларов «сможет заглянуть на 13 миллиардов лет назад в древние галактики» и поможет нам лучше понять, как сформировался наш мир. Особые надежды ученые возлагают на улучшенную возможность телескопа проводить спектральный анализ, что, возможно, позволит найти следы жизни в космосе и ответить на вопрос: «Есть ли жизнь за пределами Земли?»

12 июля 2022 года была опубликована первая фотография, сделанная телескопом «Джеймс Уэбб».

7 января 2022 года состоялась первая успешная пересадка сердца генно-модифицированной свиньи человеку. Американец Дэвид Беннет — 57-летний пациент с неизлечимой болезнью сердца — не подходил для донорской имплантации человеческого сердца, поэтому пересадка свиного сердца была его единственным шансом. Трансплантация прошла успешно: пациент несколько недель был в сознании, его посещали члены семьи, и он даже пел во время просмотра футбольного Суперкубка в феврале.

Но к сожалению, в марте Беннетт умер из-за общего истощения организма на фоне продолжительной болезни. Как отмечают врачи, его смерть не была связана с отторжением органа: свиное сердце хорошо функционировало в течение нескольких недель и не проявляло типичных признаков отторжения.
Эта операция стала результатом многолетних наукоемких исследований. У животного-донора в общей сложности было сделано 10 уникальных генных изменений. Ученые надеются, что успех этой операции поможет спасению тысяч жизней по всему миру.

Каждый год исследовательские центры разрабатывают вакцины от гриппа. Как правило, такая вакцина эффективна только один сезон, так как вирус гриппа обладает большой изменчивостью.

Однако в 2022 году Скотт Хенсли из Пенсильванского университета вместе с коллегами смогли создать вакцину против гриппа на основе молекул мРНК — по тому же принципу, который Moderna и Pfizer вместе со своим партнером BioNTech использовали для создания успешных вакцин против COVID-19.

Вакцина дала адекватный ответ против всех 20 известных штаммов гриппа А и В в тестах на мышах с эффективностью в течение четырех месяцев. Аналогичные успешные результаты удалось получить и в тестах на хорьках. Это породило надежду на то, что универсальная вакцина будет работать и на людях.

Все, кто были неприятно впечатлены фильмами «Армагеддон», «Столкновение с бездной» и другими сюжетами про астероиды, грозящие уничтожить всё живое на Земле, могут, наконец, расслабиться. В 2022 году НАСА с помощью миссии по испытанию двойного астероидного перенаправления (DART)доказало, что отныне человечество способно отклонить гигантский метеорит от траектории столкновения с нашей планетой.

НАСА отправило космический корабль DART массой около 500 килограмм на скорости 22 530 км/ч навстречу астероиду Диморфос диаметром 160 метров, чтобы проверить, сможет ли сила удара при столкновении изменить его траекторию.

Диморфос, на самом деле, ничем не угрожал Земле. Он вращается вокруг более крупного «родительского» астероида Дидима, делая полный оборот каждые 11 часов 55 минут. После столкновения с DART время его обращения сократилось на 32 минуты, что свидетельствует о значительном изменении траектории космического тела.

— Все мы несем ответственность за защиту нашей родной планеты. В конце концов, она единственная, что у нас есть, — сказал директор НАСА Билл Нельсон. — Эта миссия показывает, что НАСА пытается быть готовым к любым вызовам, которые бросает нам Вселенная.

Если раньше искусственный интеллект использовался для научных и утилитарных технических целей, то теперь он открывает новые возможности для творческой сферы. Новые нейросети, позволяющие преобразовывать текст в изображения, дают всем: от художников до архитекторов и реконструктивных хирургов —новый инструмент, помогающий визуализировать идеи.

Марк Чен, ведущий исследователь DALL-E 2, рассказал The Atlantic, что генераторы изображений, такие как DALL-E 2, стремятся демократизировать искусство.

Впрочем, далеко не все художники обрадовались этому научному прорыву. Творческое сообщество размышляет о конкурентных опасностях AI в традиционно человеческой творческой области. Это даже вызвало официальный протест художников.

Малярия, распространенная в более чем 90 странах, ежегодно убивает около 627 000 человек. Ранее разработанные вакцины, помогали уменьшать потери, но не были достаточно эффективны.

Однако в этом году технология, используемая для создания мРНК-вакцины против COVID-19, помогла исследовательской группе из Университета Джорджа Вашингтона разработать две экспериментальные вакцины, которые показали себя очень эффективными в борьбе против заражения малярией и ее распространения.

«Ликвидация малярии не произойдет в одночасье, но такие вакцины потенциально могут изгнать малярию из многих частей мира», — говорит Нирбхай Кумар, профессор глобального здравоохранения Университета Джорджа Вашингтона.

В 2022 году ученые сообщили о прогрессе сразу на нескольких фронтах борьбы с раком.

Команда во главе с профессором биологии опухолей головного мозга Крисом Джонсом совместно с компанией BenevolentAI использовала инструменты искусственного интеллекта для разработки новой комбинации лекарств для борьбы с диффузной внутренней глиомой — неизлечимой детской мозговой опухолью.

Предложенная комбинация увеличила выживаемость мышей на целых 14% и дала успешные результаты на небольшой протестированной группе детей.

Доктор Луис А. Диаз-младший из Мемориального онкологического центра имени Слоана-Кеттеринга написал статью, опубликованную в июньском номере New England Journal of Medicine, где описал лечение, которое привело к полной ремиссии у всех 18 пациентов с раком прямой кишки, принимавших экспериментальный препарат.
«Я считаю, что такое произошло впервые в истории онкологии», — сказал доктор Диаз-младший.

Согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature, ученые из Стэнфордского университета успешно ввели нервные клетки человека в мозг новорожденных лабораторных крыс и обнаружили, что они образуют связи с клетками собственного мозга животных, управляя их поведением. В эксперименте человеческие клетки составили одну шестую мозга крыс. После трансплантации клеток кластер, известный как мозговой органоид, стал развиваться аналогично человеческому мозгу. Этот эксперимент может помочь исследователям больше узнать о шизофрении, расстройствах аутистического спектра, биполярном расстройстве и других малоизученных психоневрологических заболеваниях. «Это определенно шаг вперед», — говорит Паола Арлотта, одна из ведущих исследовательниц мозговых органоидов из Гарвардского университета.

Некоторых специалистов по биоэтике обеспокоил этот эксперимент. «Это повышает вероятность того, что вы создаете улучшенную крысу, которая может иметь когнитивные способности выше, чем у обычной крысы», — сказал Джулиан Савулеску, биоэтик из Национального университета Сингапура.

Однако профессор психиатрии и поведенческих наук в Стэнфорде доктор Серджиу Паска, разработавший метод трансплантации, утверждает, что органоиды человеческого мозга, состоящие из стволовых клеток, перестают развиваться через несколько месяцев после их трансплантации.

Во время экспериментов в Институте науки Вейцмана (Израиль) исследователи создали внутри биореактора мышиные эмбрионы, состоящие из стволовых клеток, выращенных в чашке Петри без участия яйцеклеток и сперматозоидов. Эмбрионы развивались нормально, начав удлиняться на третий день. На восьмой день у них начинало биться сердце.
«Это поднимает серьезные вопросы о том, возможно ли будет когда-нибудь культивировать других животных, включая людей, из стволовых клеток в лаборатории», — пишет издание STAT News.
Это первый случай, когда ученым удалось вырастить полностью синтетические эмбрионы мышей вне матки.
«Как только наука продвинется настолько, что станет возможным переход от популяции стволовых клеток в чашке Петри к развитию органов, это будет означать, что однажды можно будет пройти весь путь до создания живого организма. Это довольно дикое и замечательное время», — сказал Пол Тезар, биолог развития из Медицинской школы Университета Кейс Вестерн Резерв.

1 декабря 2022 года Илон Маск представил публике видео, на котором обезьяна по имени Сэйк набирает на компьютере фразы. Это происходит с помощью чипа, который был установлен в мозг Сэйка.

Маск объяснил, что обезьяна использует свой разум, чтобы двигать курсор по экранной клавиатуре и выбирать определенные клавиши. Таким образом, складываются фразы, которые обезьяне диктует компьютер, работающий через чип.

«Технически он не может писать по буквам», — приводит слова основателя Neuralink Илона Маска издание Business Insider.

Ранее, в апреле 2021 года, ученые уже показали видео, на котором макака с аналогичным вживленным чипом мысленно играет в несложную видеоигру.

Принадлежащая Илону Маску компания Neuralink заявила, что в ближайшее время планирует начать испытания чипа на людях. По словам бизнесмена, принцип, используемый в устройстве, поможет полностью восстановить функции тела у людей с повреждениями спинного мозга.

Также с помощью чипа Neuralink парализованные люди смогут силой мысли пользоваться смартфонами и компьютером. И «телепатически общаться», как только «технология заработает в обоих направлениях».