Понякога трябва да потърсите дърветата в гората. Добрата новина от 2021 г. беше като множество фиданки - малки дървета, изгубени в гората на инфлацията, пандемията и катастрофалните метеорологични явления. Погледнете по-отблизо и ще откриете много причини за радост, научни открития и постижения, които дават надежда на човечеството.
Най-вече, 2021 г. видя една от най-ефективните ваксини, създавани някога, за рекордно време. Но това е само началото. Станахме свидетели на други чудовищни пробиви в биологията, астрономията, медицината, инженерството, компютрите, геномиката и много други научни области.
С толкова много поразителни постижения през 2021 г. беше трудно да изберем най-значимия – но все пак се опитахме. Ето нашите любими 15 момента, за които си струва да разкажем на децата. Пригответе се умът ви да бъде взривен.
Най-бързото пускане на ваксина в историята
Разработването, тестването и внедряването на ваксини срещу COVID се наричат луната на нашето поколение. Това може да е подценяване. Благодарение на всеотдайни медицински изследователи и десетки хиляди ежедневни американци, които участваха в клинични изпитвания, Администрацията по храните и лекарствата (FDA) даде разрешение за спешна употреба на ваксините Pfizer и Moderna COVID за възрастни миналия декември, последвано от еднократната ваксина на Johnson & Johnson тази февруари. Оттогава ваксината става достъпна за деца на 5-годишна възраст. Това е ваксина, достъпна за 94 процента от населението (засега са изключени под 5 години) за малко повече от година. Преди това най-бързата ваксина, която преминаваше от разработка към внедряване, беше ваксината против паротит през 60-те години на миналия век - която отне около
Регенерирани крайници? Опитайте, цялото тяло
Много животни могат да си пораснат отново откъсната опашка или крака, изгубен от хищник, но морските охлюви имат най-готиния трик за регенерация от далеч. Както японски учен откри тази година, тези лигави същества могат нарочно да си обезглавят иизрастете изцяло ново тяло в рамките на седмици. Отрязаната глава оцелява сама, докато регенерира жизненоважни органи и крайници, вероятно поради растителната способност на охлювите да фотосинтезират поради всички водорасли, които ядат. Още по-впечатляващо е, че изхвърленото тяло живее седмици, преди накрая да умре. Изследователите смятат, че морските охлюви използват тази готина маневра, за да измамят хищниците и да избягат невредими или вероятно да оцелеят при паразитни инвазии в долната част на тялото си.
Технологията на интерфейса мозък-компютър става пълна Аватар
Интерфейсите мозък-компютър (BCI) обещават много за хората с парализа, позволявайки им да го направят управлявайте роботизирани крайници, инвалидни колички, клавиатури и други джаджи, само като мислите за преместването им тела. Но досега BCI най-вече са били пренасочени към изследователски настройки, тъй като са изисквали обемисти кабели за свързване на главата на човек с компютър към външно устройство.
Вече не. ПрестижнотоBrainGate изследователският екип е разработил първия в света напълно безжичен BCI с висока честотна лента, който предава мозъчни сигнали толкова бързо и ясно, колкото кабелните системи. В скорошнаклинично изпитване, новото устройство даде възможност на двама души с тетраплегия да насочват, щракват и пишат на таблет с прецизност и скорост – не са необходими кабели. Необходими са повече изследвания, но това е голяма стъпка към извеждането на BCI от лабораторията и в реалния свят, за да се помогне на хората с парализа да си възвърнат независимостта.
Истината е там (вече налична в Библиотеката на Конгреса)
Безграничното очарование на американците по неидентифицирани летящи обекти най-накрая се отдаде през 2021 г. През януари, чрез Закона за свободата на информацията, уебсайтът Black Vault публикува наскоро разсекретените от ЦРУбаза данни за всяко наблюдение на НЛО докладвано от военен пилот, датиращ от 80-те години на миналия век. В същото време ЦРУкачили десетки записи на наблюдения на НЛО от 1940-те до началото на 1990-те години.
Тогава, през юни, Пентагонът издаде дългоочакванотодоклад от девет страници обобщавайки всичко, което твърди, че знае за неидентифицирани въздушни феномени или UAPs, неговият фантастичен термин за НЛО. Шокер: Правителството не знае много. Докладът твърди, че UAP не са военни кораби на САЩ, но в противен случай той играе до голяма степен „неубедителната“ карта. Но хей, въпреки че досието може да не изяснява много мистерии, масивното сметище на данни трябва да държи обсебените от НЛО детективи от кресла в плен за години напред.
Развитието на детския мозък получава своя лунен момент
Около 90 процента от развитието на човешкия мозък се случва до петгодишна възраст. И въпреки че наскоро невролозите научиха много за това как и кога възникват различни развития, особено в утробата, все още има много, които те не знаят, особено за въздействието на природата срещу възпитавам. Тези отговори идват сега с любезното съдействие на най-голямото и най-изчерпателно проучване за ранно развитие на мозъка някога, което стартира тази есен.
ПрезПроучване за ЗДРАВ мозък и развитие на детето, изследователи от цялата страна ще проследят разнообразна група от 7500 бременни хора и техните деца през следващото десетилетие. Използвайки невроизобразяване и психологически оценки, те целят да начертаят „нормалната“ дъга на развитието на мозъка и да открият как пред- и постнаталната среда и експозиции (стрес, социално-икономически статус, употреба на наркотици от родителите, COVID и др.) влияят върху него - както и как мозъкът на децата адаптират се. Това историческо изследване има потенциала да отключи преобладаващите мистерии за аутизма, дислексията и други проблеми, свързани с невроразвитието в детството, емоционални и поведенчески проблеми.
СЗО одобри първата ваксина срещу малария за деца
Много преди COVID, маларията беше – и към момента на публикуването й все още е – една от най-смъртоносните инфекциозни заболявания на планетата. Този патоген, пренасян от комари, убива половин милион души годишно, предимно в Африка на юг от Сахара. Над половината от тези убийства от малария са деца под 5-годишна възраст, сега, след век усилия, учените най-накрая разработи безопасна, ефективна ваксина срещу малария (между другото първата ваксина за всяка паразитна болест), коетоСветовната здравна организация (СЗО) даде зелена светлина за всички деца в риск през октомври. Ако приемем, че нациите дават приоритет на разпространението на ваксини, експертите смятат, че този пробив би могълпредотвратяване на 5,3 милиона случая на малария и 24 000 смъртни случая сред деца под 5 години всяка година.
Изследователите лекуват (един човек) диабет тип 1
Приблизително 1,6 милиона американци живеят с диабет тип 1 (известен още като ювенилен диабет), включително 200 000 деца и възрастни под 20 години. Без известно лечение, това животозастрашаващо автоимунно заболяване, при което панкреасът спира да произвежда инсулин, за да контролира кръвната захар, почти винаги изисква интензивно 24/7 управление.
Това може да е на път да се промени. За шок и въодушевление на експертите по диабет, експериментално лечение, проведено в текущо клинично изпитване, изглежда, чеизлекува 64-годишен мъж от диабет тип 1, което би било за първи път в света. След като получи вливания на клетки, произвеждащи инсулин, израснали от стволови клетки, тялото на мъжа вече произвежда инсулин самостоятелно, което му дава „изцяло нов живот“, както той каза на Ню Йорк Таймс.
Тъй като това откритие е част от петгодишно проучване, включващо 16 други участници, все още е твърде рано да се каже със сигурност дали лечението е ефективно и безопасно в дългосрочен план. Но това е най-обещаващото развитие, което светът е видял по отношение на лечението на диабет тип 1 – и достатъчно вероятно, за да накара родител или дете, живеещи с тип 1, да въртят колела.
На Марс НАСА събира камъни - и след това лети с ужасен хеликоптер
През февруари, почти седем месеца след изстрелването от Земята, изключително усъвършенстваният марсоход Perseverance на НАСАкацна на Марс. Превозното средство ще прекара близо две години на Червената планета, изследвайки пейзажа, търсейки доказателства за минал марсиански живот и събирайки геоложки проби, които да върне на Земята. След това, през април, хеликоптерът Ingenuity Mars на НАСА със слънчева енергия стана първият самолет, който направиконтролиран полет на друга планета. До 8 декември Ingenuity регистрира 17 успешни полета.
Учените откриват 301 нови планети
Марс не беше единственото небесно тяло, което направи новини през 2021 г. През ноември учени от НАСА потвърдиха съществуването на301 нови екзопланети — планети, които обикалят около звезди, различни от Слънцето, което води до общия брой на екзопланетите до 4870. Яростта за валидиране идва благодарение на новата технология за дълбоко обучение ExoMiner на НАСА, която оценява данните, събрани от космическия кораб Kepler, за да разграничи законните екзопланети от убедителните фалшификати.
Една от най-големите разлики между пандемията COVID и тази на испанския грип от 1918 г. (последната глобална пандемия) е начинът, по който я проследяваме. Почти невъобразимо е, че някога трябваше да следим смъртността и инфекциите по местен брой - и по същество нямахме начин да знаем за нови вирусни варианти. Сега, водени от СЗО, учените имат колосално глобално сътрудничество за наблюдение на разпространението и еволюцията на SARS-CoV-2. Огромни количества данни са събрани и споделяни отвъд границите в реално време, което позволява на изследователите да получат бързо придобийте представа за това как вариант като Delta или Omicron се разпространява и влияе върху броя на случаите и хоспитализация. В началото на пандемията не разполагахме с такава технология. Към април 2021 г. онлайн базата данни GISAID съдържа само един милион геномни последователности на SARS-CoV-2. Осем месеца по-късно бяха добавени още пет милиона последователности. С други думи, геномното секвениране на SARS-CoV-2 е станало десет пъти по-бързо от пролетта. Това постижение подчертава, че едно от най-големите предизвикателства на науката не е откритието, а споделят открития, а страните по света сега правят това по начин, по който никога не са правили преди.
Слънчевите панели стават по-евтини, по-добри, по-бързи, по-силни
Тъй като средната цена на слънчев панел пада с 90 процента между 2010 и 2020 г., производството на енергия директно от слънцето продължава да става все по-евтино и по-евтино. Това е страхотна новина, тъй като помага да изместим зависимостта си от изкопаемите горива, ключов фактор за изменението на климата. Разочароващо обаче, слънчевите панели не са станали много по-ефективни през последните години, което възпрепятства широкото приемане на тази форма на чиста енергия.
За да решат този проблем, инженерите търсят алтернативни материали, които могат да превъзхождат стандартния силиций, използван в слънчевите панели, и все пак да са евтини. Те имаха големи надежди за перовскити, атомно тънки, решетъчни материали, които преобразуват слънчевата светлина в енергия много ефективно. Единственият проблем? Ултравиолетовите лъчи и влагата унищожават перовскитите за нула време, намалявайки тяхната полезност.
Но тази година инженерите от университета Райс разработиха и тестваха на пътяслънчеви клетки, изработени от двуизмерни перовскити. Тяхното изобретение работи много по-добре от по-ранните модели и издържа на елементите. Трикът с 2D перовскитите, откриха изследователите, е, че слънчевата светлина свива пространствата между атомните слоеве, за да повиши ефективността с до 18 процента - огромен скок напред в тази област. Тъй като слънчевите компании по целия свят работят за комерсиализацията на перовскитните слънчеви клетки, този пробив в крайна сметка трябва да ускори превръщането на обществото в слънчева енергия.
Хирурзите извършват първата успешна трансплантация на ръка и рамо
През януари Жан-Мишел Дюбернар, д-р, същият хирург, който направи първата по рода си ръка, двойна ръка и частични трансплантации на лице, постигнаха още един исторически подвиг: първата в света двойна ръка и рамо трансплантация. Операцията, извършена във Франция, беше изключително успешна. Получателят, 49-годишният Феликс Гретарсон от Исландия, който загуби и двете си ръце при електрическа авария през 1998 г., непрекъснато набира мобилност през цялата година, очертавайки напредъка си поInstagram. Вече може да огъва бицепсите си, да взема предмети и да прегръща внучката си. Експертите очакват, че той ще направи повече напредък през следващите години. За съжаление, Дюбернар умря през юли, но не преди да даде на Гретарсинан изцяло нов живот.
Палеонтолозите смятат 2,5 Милиард Т. rexes, обикалящи планетата
Тази година учените научиха много за масивните същества, населявали Земята преди много милиони години. Първо, динозаврите. Страшният хищник Тиранозавър Рекс обикаля Северна Америка, започвайки преди близо 70 милиона години, и сегабиолозите най-накрая изчислиха колко: 2,5 милиарда. Ужасяващо, нали? Ако е някакъв комфорт, това е общото Т. рекс населението се разпростира над 2,4 милиона години. Така че наистина имаше само около 20 000 възрастни Т. рекси живеещи по едно време.
Разбира се, последното поколение на Т. рекс, заедно с цялото царство на динозаврите, е изтрит от планетата преди около 66 милиона години от астероид. Или чакай, беше ли комета? Това енова теория, изложена от астрономи от Харвард за да обясни така наречения Chicxulub Impactor, астрономическото тяло, което създаде кратер с 93 мили и дълбочина 12 мили край бреговете на Мексико и теоретично уби динозаврите. Противопоставяйки преобладаващата теория за астероидите, астрономите от Харвард смятат, че комета от покрайнините на нашата слънчева система е била изхвърлена от орбитата от гравитационното поле на Юпитер и се е счупила на парчета. Тогава една особено голяма част - евентуалният Chicxulub Impactor - се блъсна в Земята, причинявайки голям хаос и унищожавайки динозаврите.
На един милион годишен мамут се секвенира ДНК
Повече от 60 милиона години след динозаврите, мамутите са живели огромни, което изследователите знаят поради обширните вкаменелости. Тази година такива вкаменелости доведоха до безпрецедентно откритие:най-старият древен животински геном някога възстановен. При секвениране на ДНК от три зъба на мамут, извлечени от вечно замръзналата сибирска лед, учените установиха, че вкаменелостите са на повече от един милион години, заличавайки предишния рекорд, държан от Кост на крака на коня от 560 000 до 780 000 години. ДНК също така предполага отделна линия, вероятно различен вид, от мамут, за който учените не са знаели преди.
НАСА пуска най-мощния космически телескоп някога*
Международно събитие, което се подготвя десетилетия, най-накрая (да се надяваме!) се случва на 24 декември*. След множество закъснения,Космически телескоп Джеймс Уеб - най-големият и най-напреднал научен телескоп в историята на изследването на космоса - е планирано да изстреля от Френска Гвиана на борда на ракетата Ariane 5. Ще са нужни 30 дни, за да измине близо 1 милион мили до стабилно място в космоса и още шест месеца, за да разгърне инструментите, да подравни и калибрира. Докато проследява орбитата на Земята около слънцето през следващите няколко десетилетия, инфрачервеният обхват ще наблюдава директно части от Вселената, невидима преди, като по този начин демистифицира произхода и еволюцията на нашата планета, слънчевата система и галактиките отвъд тях.
Научаваме се да проследяваме глобалните епидемии в реално време
Една от най-големите разлики между пандемията COVID и тази на испанския грип от 1918 г. е начинът, по който я проследяваме. Почти невъобразимо е, че някога трябваше да следим смъртността и инфекциите по местен брой - и по същество нямахме начин да знаем за нови вирусни варианти. Сега, водени от СЗО, учените имат колосално глобално сътрудничество за наблюдение на разпространението и еволюцията на SARS-CoV-2. Огромни количества данни са събрани и споделени отвъд границите, което позволява на изследователите да получат бързо придобийте представа за това как вариант като Omicron се разпространява и влияе върху броя на случаите и хоспитализация. В началото на пандемията не разполагахме с такава технология. От април 2021 г. онлайн базата данни GISAID съдържа само един милион геномни последователности на SARS-CoV-2. Това е след около 16 месеца пандемия. Но през осемте месеца след това бяха добавени още пет милиона последователности. С други думи, геномното секвениране на SARS-CoV-2 е станало десет пъти по-бързо от пролетта. Това постижение подчертава, че едно от най-големите предизвикателства на науката не е откритието, а споделят открития, а страните по света сега правят това по начин, по който никога не са правили преди.
Квантовите изчисления стават комерсиални
Това, което отнема на днешните най-добри суперкомпютри няколко дни или седмици за обработка, квантовите компютри могат да се развалят за секунди. Ето защо квантовите изчисления, които използват законите на квантовата физика за безпрецедентно възможности за обработка, вече се счита за сред най-големите научни открития на 21-ви век. В крайна сметка се предполага, че ще революционизира производството, метеорологията, киберсигурността, националната отбрана и много други.
Е, 2021 г. стана „в крайна сметка“ по-близо от всякога. През ноември IBM представи своя127-кубитов орел, най-мощният квантов процесор досега. Тогава по-рано този месец компанията Quantinuum дебютира с първия в света търговски продукт, изграден от квантови изчисления: облачна платформа за киберсигурност, нареченаКвантов произход. С най-добрите световни технологични компании и изследователски институции, които се надпреварват да усъвършенстват тази технология от следващо поколение, очаквайте квантовите изчисления да влязат в нашия списък отново следващата година, и следващата, и следващата...
