عليك أحيانًا البحث عن الأشجار في الغابة. كانت الأخبار السارة لعام 2021 مثل مجموعة من الشتلات - أشجار صغيرة ضاعت في غابة التضخم والوباء وأحداث الطقس الكارثية. انظر عن كثب وستجد العديد من الأسباب التي تدفعك إلى البهجة والاكتشافات العلمية والتطورات التي تعطي الأمل الصادق للخير للبشرية.
والجدير بالذكر أن عام 2021 شهد أحد أكثر اللقاحات فعالية على الإطلاق في وقت قياسي. لكن هذه مجرد البداية. لقد شهدنا اختراقات وحوش أخرى في علم الأحياء وعلم الفلك والطب والهندسة والحوسبة وعلم الجينوم والعديد من المجالات العلمية الأخرى.
مع العديد من الإنجازات المذهلة في عام 2021 ، كان من الصعب اختيار الأكثر أهمية - لكننا حاولنا على أي حال. إليك 15 لحظة مفضلة لدينا تستحق إخبار الأطفال عنها. استعد لتفجر عقلك.
أسرع طرح لقاح في التاريخ
أطلق على تطوير واختبار وإطلاق لقاحات COVID اسم أول من جيلنا. قد يكون هذا بخس. بفضل الباحثين الطبيين المخلصين وعشرات الآلاف من الأمريكيين العاديين الذين شاركوا في التجارب السريرية ، فإن إدارة الغذاء والدواء (FDA) منح تصريح الاستخدام الطارئ لقاحتي Pfizer و Moderna COVID للبالغين في ديسمبر الماضي ، تلاه لقاح اللقاح الواحد من Johnson & Johnson هذا شهر فبراير. منذ ذلك الحين ، أصبح اللقاح متاحًا للأطفال حتى سن 5 سنوات. هذا هو طرح لقاح متاح لـ 94 في المائة من السكان (أقل من 5 سنوات مستثناة حتى الآن) في ما يزيد قليلاً عن عام. في السابق ، كان أسرع لقاح تم الانتقال من مرحلة التطوير إلى الانتشار هو لقاح النكاف في الستينيات - والذي استغرق تقريبًا
تجدد الأطراف؟ جرب ، جسد كامل
يمكن للكثير من الحيوانات إعادة إنماء ذيل ممزق أو ساق فقدت بسبب حيوان مفترس ، لكن الرخويات البحرية لديها أفضل خدعة تجديد من خلال تسديدة بعيدة. اكتشف عالم ياباني هذا العام ، هذه المخلوقات اللزجة يمكن أن تقطع رؤوس نفسها عن قصد وينمو جسمًا جديدًا بالكامل خلال اسبوع. يعيش الرأس المقطوع من تلقاء نفسه أثناء تجديد الأعضاء والأطراف الحيوية ، ويرجع ذلك على الأرجح إلى قدرة البزاقات الشبيهة بالنبات على التمثيل الضوئي بسبب كل الطحالب التي تأكلها. والأكثر إثارة للإعجاب أن الجسد المهمل يعيش لأسابيع قبل أن يموت في النهاية. يعتقد الباحثون أن الرخويات البحرية تستخدم هذه المناورة الرائعة لخداع الحيوانات المفترسة والهروب دون أن يصاب بأذى ، أو ربما للنجاة من تفشي الطفيليات في الجزء السفلي من الجسم.
تكتمل تقنية واجهة الدماغ والكمبيوتر الصورة الرمزية
تعد واجهات الدماغ والكمبيوتر (BCIs) واعدة كبيرة للأشخاص المصابين بالشلل ، مما يسمح لهم بذلك تشغيل الأطراف الروبوتية والكراسي المتحركة ولوحات المفاتيح والأدوات الأخرى بمجرد التفكير في تحريكها جثث. ولكن حتى الآن ، تم تحويل BCIs في الغالب إلى إعدادات البحث ، حيث تطلبت كبلات ضخمة لتوصيل رأس الشخص بجهاز كمبيوتر بجهاز خارجي.
ليس بعد الآن. المرموقةبوابة الدماغ ابتكر فريق البحث أول نطاق ترددي عالٍ في العالم ، وهو BCI لاسلكي تمامًا ينقل إشارات الدماغ بالسرعة والوضوح كما تفعل الأنظمة الكبلية. في الآونة الأخيرةتجربة سريرية، مكّن الجهاز الجديد شخصين مصابين بشلل رباعي من الإشارة والنقر والكتابة على جهاز لوحي بدقة وسرعة - دون الحاجة إلى أسلاك. هناك حاجة إلى مزيد من البحث ، ولكن هذه خطوة رئيسية نحو إخراج BCIs من المختبر إلى العالم الحقيقي لمساعدة الأشخاص المصابين بالشلل على استعادة الاستقلال.
الحقيقة موجودة (متوفرة الآن في مكتبة الكونغرس)
تم أخيرًا الانغماس في افتتان الأمريكيين غير المحدود بالأجسام الطائرة المجهولة في عام 2021. في كانون الثاني (يناير) ، من خلال قانون حرية المعلومات ، نشر موقع The Black Vault على الويب تصريحًا لوكالة المخابرات المركزية الأمريكية رفعت عنه السرية مؤخرًاقاعدة بيانات لكل مشاهدة UFO تم الإبلاغ عنها من قبل طيار عسكري يعود تاريخه إلى الثمانينيات. في الوقت نفسه ، وكالة المخابرات المركزيةتحميل العشرات من السجلات من مشاهدات الأجسام الطائرة المجهولة من الأربعينيات إلى أوائل التسعينيات.
ثم ، في يونيو ، أصدر البنتاغون مذكرة طال انتظارهاتقرير من تسع صفحات تلخيصًا لكل ما تدعي معرفته عن الظواهر الجوية غير المعروفة ، أو UAPs ، مصطلحها الخيالي للأطباق الطائرة. المفزع: الحكومة لا تعرف الكثير. يؤكد التقرير أن الطائرات بدون طيار UAP ليست طائرات عسكرية أمريكية ، ولكن بخلاف ذلك ، فإنها تلعب الورقة "غير الحاسمة" إلى حد كبير. ولكن مهلا ، على الرغم من أن الملف قد لا يوضح الكثير من الألغاز ، إلا أن تفريغ البيانات الضخم يجب أن يبقي المحققين المهووسين بالأجسام الطائرة في أسرهم لسنوات قادمة.
تطور دماغ الطفل يحصل على لحظة انطلاقه
حوالي 90٪ من نمو الدماغ البشري يحدث في سن الخامسة. وعلى الرغم من أن علماء الأعصاب قد تعلموا مؤخرًا الكثير عن كيف ومتى تحدث التطورات المختلفة ، خاصة في الرحم ، لا يزال هناك الكثير من الأشياء التي لا يعرفون عنها ، خاصة حول تأثيرات الطبيعة مقابل ذلك تنشئة. تأتي هذه الإجابات الآن ، من باب المجاملة لأكبر وأشمل تجربة على الإطلاق لنمو الدماغ المبكر على الإطلاق ، والتي بدأت هذا الخريف.
عبر الدراسة صحة الدماغ ونمو الطفل، سيتتبع الباحثون على الصعيد الوطني مجموعة متنوعة من 7500 حامل وأطفالهم خلال العقد المقبل. باستخدام التصوير العصبي والتقييمات النفسية ، يهدفون إلى تحديد القوس "الطبيعي" لنمو الدماغ واكتشاف كيف بيئات ما بعد الولادة وحالات التعرض (الإجهاد ، والوضع الاجتماعي والاقتصادي ، وتعاطي الوالدين للمخدرات ، وفيروس كورونا ، وما إلى ذلك) تؤثر عليها - بالإضافة إلى كيفية عمل أدمغة الأطفال يتكيف. هذه الدراسة التاريخية لديها القدرة على الكشف عن الألغاز السائدة حول التوحد وعسر القراءة وغيرهما من الاهتمامات العصبية والعاطفية والسلوكية في مرحلة الطفولة.
منظمة الصحة العالمية توافق على لقاح الملاريا الأول للأطفال
قبل فترة طويلة من COVID ، كانت الملاريا - وحتى وقت النشر ، واحدة من أكثر الأمراض المعدية المميتة على هذا الكوكب. يقتل هذا العامل الممرض الذي ينقله البعوض نصف مليون شخص سنويًا ، معظمهم في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى. أكثر من نصف هؤلاء الذين تقتلهم الملاريا هم من الأطفال دون سن الخامسة ، والآن ، وبعد قرن من الجهد ، قام العلماء بذلك أخيرًا طور لقاحًا آمنًا وفعالًا للملاريا (بالمناسبة أول لقاح ضد أي مرض طفيلي) ، الذيمنظمة الصحة العالمية (WHO) أعطت الضوء الأخضر لجميع الأطفال المعرضين للخطر في أكتوبر. على افتراض أن الدول تعطي الأولوية لتوزيع اللقاح ، يقدر الخبراء أن هذا الاختراق يمكن أن يحدثمنع 5.3 مليون حالة ملاريا و 24000 حالة وفاة بين الأطفال دون سن الخامسة كل عام.
يعالج الباحثون مرض السكري من النوع الأول (لشخص واحد)
يعيش ما يقدر بنحو 1.6 مليون أمريكي مع مرض السكري من النوع 1 (ويعرف أيضًا باسم سكري الأحداث) ، بما في ذلك 200000 طفل وبالغ تحت سن 20. مع عدم وجود علاج معروف ، فإن مرض المناعة الذاتية الذي يهدد الحياة ، والذي يتوقف فيه البنكرياس عن إنتاج الأنسولين للسيطرة على نسبة السكر في الدم ، يتطلب دائمًا إدارة مكثفة على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع.
وهذا قد يكون على وشك أن يتغير. لصدمة وابتهاج خبراء مرض السكري ، ظهر علاج تجريبي تم إجراؤه في تجربة سريرية جاريةيعالج رجلاً يبلغ من العمر 64 عامًا من مرض السكري من النوع 1، والتي ستكون الأولى من نوعها في العالم. بعد تلقي دفعات من الخلايا المنتجة للأنسولين المزروعة من الخلايا الجذعية ، يصنع جسم الرجل الآن الأنسولين من تلقاء نفسه ، مما يمنحه "حياة جديدة تمامًا" ، كما قال نيويورك تايمز.
نظرًا لأن هذا الاكتشاف جزء من دراسة مدتها خمس سنوات شملت 16 مشاركًا آخر ، فلا يزال من السابق لأوانه القول على وجه اليقين ما إذا كان العلاج فعالًا وآمنًا على المدى الطويل. ولكنه يعد التطور الواعد الذي شهده العالم فيما يتعلق بعلاج النوع الأول من مرض السكري - ومن المحتمل أن يكون كافيًا لجعل أحد الوالدين أو الطفل يعيش مع النوع الأول من العجلة.
على سطح المريخ ، ناسا تجمع الصخور ثم تحلق بطائرة هليكوبتر محطمة
في شباط (فبراير) ، بعد ما يقرب من سبعة أشهر من انطلاقها من الأرض ، كانت المركبة الجوالة "بيرسفيرنس" شديدة التعقيد التابعة لوكالة ناساهبطت على سطح المريخ. ستقضي المركبة ما يقرب من عامين على الكوكب الأحمر ، في مسح المناظر الطبيعية ، والبحث عن أدلة على حياة المريخ السابقة ، وجمع العينات الجيولوجية لإعادتها إلى الأرض. بعد ذلك ، في أبريل ، أصبحت مروحية المريخ المبتكرة التي تعمل بالطاقة الشمسية التابعة لوكالة ناسا أول طائرة على الإطلاق تصنعطيران خاضع للرقابة على كوكب آخر. بحلول 8 ديسمبر ، سجلت شركة Ingenuity 17 رحلة طيران ناجحة.
اكتشف العلماء 301 كواكب جديدة
لم يكن المريخ هو الجسم السماوي الوحيد الذي تصدر الأخبار في عام 2021. في نوفمبر ، تحقق علماء ناسا من صحة وجود301 كوكب خارجي جديد - الكواكب التي تدور حول نجوم غير الشمس - وبذلك يصل إجمالي عدد الكواكب الخارجية إلى 4870. يأتي جنون التحقق من الصحة بفضل تقنية التعلم العميق ExoMiner الجديدة التابعة لوكالة ناسا ، والتي تقيّم البيانات التي جمعتها مركبة الفضاء كبلر للتمييز بين الكواكب الخارجية الشرعية والكواكب المقلدة المقنعة.
تتمثل إحدى أكبر الاختلافات بين جائحة COVID ووباء الإنفلونزا الإسبانية عام 1918 (آخر جائحة عالمي) في الطريقة التي نتتبعها. يكاد لا يتخيل أننا اضطررنا ذات مرة إلى متابعة معدلات الوفيات والإصابة بالإحصاء المحلي - ولم يكن لدينا أساسًا أي طريقة لمعرفة المتغيرات الفيروسية الجديدة. الآن ، بقيادة منظمة الصحة العالمية ، العلماء لديهم تعاون عالمي هائل لرصد انتشار وتطور SARS-CoV-2. تم جمع كميات هائلة من البيانات ومشاركتها عبر الحدود في الوقت الفعلي ، مما يسمح للباحثين بالحصول عليها الحصول بسرعة على فكرة عن كيفية انتشار متغير مثل Delta أو Omicron ويؤثر على أرقام الحالات و الاستشفاء. لم يكن لدينا هذا النوع من التكنولوجيا المتاحة في بداية الوباء. اعتبارًا من أبريل 2021 ، احتوت قاعدة بيانات GISAID عبر الإنترنت على مليون تسلسل جينومي لـ SARS-CoV-2 فقط. بعد ثمانية أشهر ، تمت إضافة خمسة ملايين تسلسل آخر. بعبارة أخرى ، أصبح التسلسل الجيني لـ SARS-CoV-2 أسرع عشر مرات منذ الربيع. يسلط هذا الإنجاز الضوء على أن أحد أكبر تحديات العلم ليس الاكتشاف ، بل مشاركة الاكتشافات ، وتقوم البلدان في جميع أنحاء العالم الآن بذلك بطريقة لم يسبق لها مثيل قبل.
الألواح الشمسية تصبح أرخص وأفضل وأسرع وأقوى
مع انخفاض متوسط تكلفة الألواح الشمسية بنسبة 90 في المائة بين عامي 2010 و 2020 ، فإنها تظل أرخص وأرخص لتوليد الطاقة مباشرة من الشمس. هذه أخبار رائعة ، لأنها تساعد في تحويل اعتمادنا بعيدًا عن الوقود الأحفوري ، وهو مساهم رئيسي في تغير المناخ. ومع ذلك ، فمن المحبط أن الألواح الشمسية لم تصبح أكثر كفاءة في السنوات الأخيرة ، مما أعاق تبني هذا النوع من الطاقة النظيفة على نطاق واسع.
لحل هذه المشكلة ، كان المهندسون يبحثون عن مواد بديلة يمكنها أن تتفوق في الأداء على السيليكون القياسي المستخدم في الألواح الشمسية ولا تزال غير مكلفة. كانت لديهم آمال كبيرة في مادة البيروفسكايت ، وهي مواد رفيعة ذريًا وشبكية تحول ضوء الشمس إلى طاقة بكفاءة عالية. المشكلة الوحيدة؟ تدمر الأشعة فوق البنفسجية والرطوبة البيروفسكايت في وقت قصير ، مما يقلل من فائدتها.
لكن هذا العام ، طور مهندسو جامعة رايس واختباروا الطريقخلايا شمسية مصنوعة من بيروفسكايت ثنائي الأبعاد. اختراعهم يعمل بشكل أفضل بكثير من النماذج السابقة و يقاوم العناصر. اكتشف الباحثون أن الحيلة مع البيروفسكايت ثنائي الأبعاد هي أن ضوء الشمس يضغط المسافات بين الطبقات الذرية لتعزيز الكفاءة بنسبة تصل إلى 18 في المائة - قفزة هائلة إلى الأمام في هذا المجال. نظرًا لأن شركات الطاقة الشمسية في جميع أنحاء العالم تعمل على تسويق خلايا البيروفسكايت الشمسية ، فمن المفترض أن يؤدي هذا الاختراق في النهاية إلى تسريع تحول المجتمع إلى الطاقة الشمسية.
الجراحون يسحبون أول عملية زراعة ذراع وكتف ناجحة
في يناير ، جان ميشيل دوبرنارد ، طبيب ، نفس الجراح الذي أجرى أول يد مزدوجة على الإطلاق ، و زراعة الوجه الجزئية ، التي حققت إنجازًا تاريخيًا آخر: أول ذراع وكتف في العالم زرع اعضاء. حققت العملية التي أجريت في فرنسا نجاحا باهرا. اكتسب المتلقي ، فيليكس جريتارسون البالغ من العمر 49 عامًا ، من أيسلندا ، والذي فقد ذراعيه في حادث كهربائي في عام 1998 ، قدرته على الحركة بشكل مطرد على مدار العام ، مما أدى إلى تقدمه فيانستغرام. يمكنه الآن ثني العضلة ذات الرأسين والتقاط الأشياء ومعانقة حفيدته. يتوقع الخبراء أنه سيحقق المزيد من التقدم في السنوات القادمة. للأسف ، توفي Dubernard في يوليو ، ولكن ليس قبل أن يعطي Gretarssinan حياة جديدة تمامًا.
عدد علماء الحفريات 2.5 مليار ت. rexes تجوال الكوكب
في هذا العام ، تعلم العلماء الكثير عن المخلوقات الضخمة التي سكنت الأرض منذ عدة ملايين من السنين. أولاً ، الديناصورات. المفترس المخيف الديناصور ريكس جابت أمريكا الشمالية منذ ما يقرب من 70 مليون سنة مضت ، والآنلقد قدر علماء الأحياء أخيرًا كم: 2.5 مليار. مرعب ، أليس كذلك؟ إذا كان هناك أي راحة ، فهذا هو الإجمالي ت. ريكس انتشار السكان على مدى 2.4 مليون سنة. لذا ، في الحقيقة ، كان هناك حوالي 20 ألف شخص بالغ فقط ت. rexes الذين يعيشون في وقت واحد.
بالطبع ، هذا الجيل الأخير من ت. ريكس، جنبا إلى جنب مع مملكة الديناصورات بأكملها ، تم محوها من الكوكب منذ حوالي 66 مليون سنة بواسطة كويكب. أم انتظر ، هل كان مذنبًا؟ هذا هونظرية جديدة طرحها علماء الفلك بجامعة هارفارد لشرح ما يسمى Chicxulub Impactor ، الجسم الفلكي الذي خلق حفرة بعرض 93 ميلاً ، وعمق 12 ميلاً قبالة سواحل المكسيك ، ومن الناحية النظرية ، قتل الديناصورات. في مواجهة نظرية الكويكب السائدة ، يعتقد علماء الفلك في جامعة هارفارد أن مذنبًا من أطراف نظامنا الشمسي قد خرج من مداره بسبب مجال جاذبية المشتري وانقسم إلى أجزاء. ثم اصطدم جزء كبير بشكل خاص - شيككسولوب إمباكتور - بالأرض ، مما تسبب في دمار كبير ومحو الديناصورات.
ماموث عمره مليون عام يحصل على تسلسل الحمض النووي
بعد أكثر من 60 مليون سنة من ظهور الديناصورات ، كان الماموث يعيش بشكل كبير ، وهو ما يعرفه الباحثون بسبب السجل الأحفوري الواسع. هذا العام ، أسفرت مثل هذه الحفريات عن اكتشاف غير مسبوق:أقدم جينوم حيواني قديم تعافى من أي وقت مضى. في تسلسل الحمض النووي من ثلاثة أسنان عملاقة مستخرجة من التربة الصقيعية في سيبيريا ، قرر العلماء أن الحفريات عمرها أكثر من مليون سنة ، مما أدى إلى محو الرقم القياسي السابق الذي يحتفظ به من 560.000 إلى 780.000 سنة من عظم ساق الحصان. يقترح الحمض النووي أيضًا سلالة منفصلة ، ربما نوعًا مختلفًا ، من الماموث لم يكن العلماء على علم بها من قبل.
ناسا تطلق أقوى تلسكوب فضائي على الإطلاق *
حدث دولي استغرق صنعه عقودًا أخيرًا (ونأمل!) يحدث في 24 كانون الأول (ديسمبر) *. بعد عدة تأخيرات ، فإن ملفتلسكوب جيمس ويب الفضائي - أكبر وأحدث تلسكوب علمي في تاريخ استكشاف الفضاء - من المقرر أن ينطلق من غيانا الفرنسية على متن صاروخ آريان 5. سيستغرق الأمر 30 يومًا للسفر ما يقرب من مليون ميل إلى مكان مستقر في الفضاء وستة أشهر أخرى لتكشف عن أجهزتها ومحاذاة ومعايرة. بينما يتتبع مدار الأرض حول الشمس على مدى العقود العديدة القادمة ، فإن نطاق الأشعة تحت الحمراء سيرصد مباشرة أجزاء من كان الكون غير مرئي من قبل ، وبالتالي إزالة الغموض عن أصل وتطور كوكبنا ونظامنا الشمسي والمجرات التي تقع وراءه.
نتعلم تتبع الفاشيات العالمية في الوقت الفعلي
تتمثل إحدى أكبر الاختلافات بين جائحة COVID ووباء الإنفلونزا الإسبانية عام 1918 في الطريقة التي نتتبعها. يكاد لا يتخيل أننا اضطررنا ذات مرة إلى متابعة معدلات الوفيات والإصابة بالإحصاء المحلي - ولم يكن لدينا أساسًا أي طريقة لمعرفة المتغيرات الفيروسية الجديدة. الآن ، بقيادة منظمة الصحة العالمية ، العلماء لديهم تعاون عالمي هائل لرصد انتشار وتطور SARS-CoV-2. تم جمع كميات هائلة من البيانات ومشاركتها عبر الحدود ، مما سمح للباحثين بالحصول عليها الحصول بسرعة على فكرة عن كيفية انتشار متغير مثل Omicron ويؤثر على أرقام الحالة و الاستشفاء. لم يكن لدينا هذا النوع من التكنولوجيا المتاحة في بداية الوباء. اعتبارًا من أبريل 2021 ، احتوت قاعدة بيانات GISAID على الإنترنت فقط مليون تسلسل جينومي لـ SARS-CoV-2. هذا بعد حوالي 16 شهرًا من الوباء. ولكن في الأشهر الثمانية التي تلت ذلك ، تمت إضافة خمسة ملايين تسلسل آخر. بعبارة أخرى ، أصبح التسلسل الجيني لـ SARS-CoV-2 أسرع عشر مرات منذ الربيع. يسلط هذا الإنجاز الضوء على أن أحد أكبر تحديات العلم ليس الاكتشاف ، بل مشاركة الاكتشافات ، وتقوم البلدان في جميع أنحاء العالم الآن بذلك بطريقة لم يسبق لها مثيل قبل.
تصبح الحوسبة الكمومية تجارية
ما تستغرق معالجة أفضل أجهزة الكمبيوتر العملاقة اليوم عدة أيام أو أسابيع ، يمكن لأجهزة الكمبيوتر الكمومية أن تتعطل في غضون ثوانٍ. هذا هو السبب في أن الحوسبة الكمومية ، والتي تستفيد من قوانين فيزياء الكم لم يسبق لها مثيل قدرات المعالجة ، تعتبر بالفعل من بين أكبر الاختراقات العلمية في القرن الحادي والعشرين قرن. في النهاية ، من المفترض أن تحدث ثورة في التصنيع والأرصاد الجوية والأمن السيبراني والدفاع الوطني وغير ذلك الكثير.
حسنًا ، جعل عام 2021 "النهاية" أقرب من أي وقت مضى. في نوفمبر ، كشفت شركة IBM النقاب عن ملفنسر 127 كيلوبت، أقوى معالج كمومي حتى الآن. ثم في وقت سابق من هذا الشهر ، طرحت شركة Quantinuum أول منتج تجاري في العالم مبني من الحوسبة الكمومية: منصة للأمن السيبراني قائمة على السحابة تسمىأصل الكم. مع تنافس أفضل شركات التكنولوجيا والمؤسسات البحثية في العالم لتطوير هذه التكنولوجيا من الجيل التالي ، توقع أن تجعل الحوسبة الكمية قائمتنا مرة أخرى العام المقبل ، والقادم ، والقادم...
