Soms moet je de bomen in het bos zoeken. Het goede nieuws van 2021 was als een groot aantal jonge boompjes - kleine bomen verloren in het woud van inflatie, de pandemie en catastrofale weersomstandigheden. Als je beter kijkt, zul je talloze redenen vinden om te juichen, wetenschappelijke ontdekkingen en vorderingen die de mensheid oprechte hoop geven.
Het meest opvallende is dat in 2021 een van de meest effectieve vaccins ooit is gemaakt, in recordtijd. Maar dat is nog maar het begin. We waren getuige van andere monsterdoorbraken in biologie, astronomie, geneeskunde, techniek, informatica, genomica en nog veel meer wetenschappelijke gebieden.
Met zoveel verbazingwekkende vooruitgang in 2021, was het moeilijk om de belangrijkste te kiezen, maar we hebben het toch geprobeerd. Dit zijn onze 15 favoriete momenten die het waard zijn om aan de kinderen te vertellen. Bereid je voor dat je geest wordt opgeblazen.
De snelste vaccinuitrol in de geschiedenis
De ontwikkeling, het testen en de uitrol van COVID-vaccins wordt de moonshot van onze generatie genoemd. Dat is misschien een understatement. Dankzij toegewijde medische onderzoekers en tienduizenden gewone Amerikanen die hebben deelgenomen aan klinische onderzoeken, heeft de Food and Drug Administration (FDA) heeft afgelopen december de Pfizer en Moderna COVID-vaccins voor noodgevallen voor volwassenen verleend, gevolgd door het eenmalige vaccin van Johnson & Johnson dit Februari. Sindsdien is het vaccin beschikbaar voor kinderen vanaf 5 jaar. Dat is een vaccin dat in iets meer dan een jaar beschikbaar is voor 94 procent van de bevolking (tot nu toe onder de 5 jaar uitgezonderd). Voorheen was het bofvaccin in de jaren zestig het snelste vaccin om van ontwikkeling naar implementatie te gaan - wat ongeveer duurde
Geregenereerde ledematen? Probeer, een heel lichaam
Veel dieren kunnen een afgescheurde staart of een door een roofdier verloren poot opnieuw laten groeien, maar zeeslakken hebben de coolste regeneratietruc bij lange na niet. Zoals een Japanse wetenschapper dit jaar ontdekte, kunnen deze slijmerige wezens zichzelf opzettelijk onthoofden eneen heel nieuw lichaam laten groeien binnen weken. Het afgehakte hoofd overleeft op zichzelf terwijl het vitale organen en ledematen regenereert, waarschijnlijk vanwege het plantachtige vermogen van slakken om te fotosynthetiseren vanwege alle algen die ze eten. Nog indrukwekkender is dat het afgedankte lichaam wekenlang leeft voordat het uiteindelijk afsterft. Onderzoekers denken dat zeeslakken deze coole manoeuvre gebruiken om roofdieren te misleiden en ongedeerd te ontsnappen, of mogelijk om parasitaire plagen van hun onderlichaam te overleven.
Brain-Computer Interface Tech gaat vol Avatar
Brain-computer interfaces (BCI's) zijn veelbelovend voor mensen met verlamming, waardoor ze kunnen bedien robotledematen, rolstoelen, toetsenborden en andere gadgets door gewoon te denken aan het verplaatsen van hun lichamen. Maar tot nu toe zijn BCI's meestal gedegradeerd tot onderzoeksinstellingen, omdat ze omvangrijke kabels nodig hadden om het hoofd van een persoon met een computer op een extern apparaat aan te sluiten.
Niet meer. de prestigieuzeBrainGate onderzoeksteam heeft 's werelds eerste volledig draadloze BCI met hoge bandbreedte ontwikkeld die hersensignalen net zo snel en duidelijk verzendt als bekabelde systemen. in een recenteklinische proefMet het nieuwe apparaat konden twee mensen met tetraplegie nauwkeurig en snel op een tablet wijzen, klikken en typen - geen kabels nodig. Er is meer onderzoek nodig, maar dit is een grote stap om BCI's uit het laboratorium en in de echte wereld te halen om mensen met verlamming te helpen weer onafhankelijk te worden.
De waarheid is daar (nu beschikbaar in de Library of Congress)
De grenzeloze fascinatie van Amerikanen voor niet-geïdentificeerde vliegende objecten werd in 2021 eindelijk beleeft. In januari plaatste The Black Vault-website, door middel van de Freedom of Information Act, de onlangs vrijgegeven documenten van de CIAdatabase van elke UFO-waarneming gerapporteerd door een militaire piloot, daterend uit de jaren tachtig. Tegelijkertijd heeft de CIAtientallen records geüpload van UFO-waarnemingen van de jaren 1940 tot de vroege jaren 1990.
Toen, in juni, bracht het Pentagon een langverwachterapport van negen pagina's alles samenvattend wat het beweert te weten over niet-geïdentificeerde luchtverschijnselen, of UAP's, de mooie term voor UFO's. Shocker: De overheid weet niet veel. Het rapport beweert wel dat UAP's geen Amerikaanse militaire vaartuigen zijn, maar verder speelt het vrijwel de "onbesliste" kaart. Maar goed, hoewel het dossier misschien niet veel mysteries opheldert, zou de enorme datadump de UFO-geobsedeerde leunstoeldetectives de komende jaren geboeid moeten houden.
De ontwikkeling van de hersenen van kinderen krijgt zijn moonshot-moment
Ongeveer 90 procent van de ontwikkeling van het menselijk brein vindt plaats op de leeftijd van vijf. En hoewel neurowetenschappers de laatste tijd veel hebben geleerd over hoe en wanneer verschillende ontwikkelingen plaatsvinden, vooral in de baarmoeder, er is nog steeds een heleboel dat ze niet weten, vooral over de effecten van de natuur versus voeden. Deze antwoorden komen nu, met dank aan de grootste, meest uitgebreide proef over vroege hersenontwikkeling ooit, die dit najaar van start ging.
Door hetGEZOND onderzoek naar de ontwikkeling van hersenen en kinderen, zullen nationale onderzoekers de komende tien jaar een diverse groep van 7.500 zwangere mensen en hun kinderen volgen. Met behulp van neuroimaging en psychologische beoordelingen willen ze de "normale" boog van hersenontwikkeling in kaart brengen en ontdekken hoe pre- en postnatale omgevingen en blootstellingen (stress, sociaaleconomische status, drugsgebruik van ouders, COVID, enz.) beïnvloeden het - evenals hoe de hersenen van kinderen aanpassen. Deze historische studie heeft het potentieel om heersende mysteries over autisme, dyslexie en andere neurologische ontwikkelings-, emotionele en gedragsproblemen bij kinderen te ontrafelen.
WHO keurt eerste malariavaccin voor kinderen goed
Lang voor COVID was malaria – en op het moment van publicatie nog steeds – een van de meest dodelijke infectieziekten ter wereld. Deze door muggen overgebrachte ziekteverwekker doodt jaarlijks een half miljoen mensen, voornamelijk in sub-Sahara Afrika. Meer dan de helft van die malariadoden zijn kinderen onder de 5 jaar. Nu, na een eeuw van inspanning, hebben wetenschappers eindelijk een veilig, effectief malariavaccin ontwikkeld (het eerste vaccin voor elke parasitaire ziekte trouwens), welke deWereldgezondheidsorganisatie (WHO) groen licht voor alle risicokinderen in oktober. Ervan uitgaande dat landen prioriteit geven aan de distributie van vaccins, schatten experts dat deze doorbraak kan:5,3 miljoen malariagevallen voorkomen en elk jaar 24.000 sterfgevallen onder kinderen onder de 5 jaar.
Onderzoekers genezen (één persoon) type 1 diabetes
Naar schatting leven 1,6 miljoen Amerikanen met type 1 diabetes (ook wel jeugddiabetes genoemd), waaronder 200.000 kinderen en volwassenen onder de 20 jaar. Zonder bekende genezing vereist deze levensbedreigende auto-immuunziekte, waarbij de alvleesklier stopt met het produceren van insuline om de bloedsuikerspiegel onder controle te houden, bijna altijd intensief 24/7 beheer.
Dat gaat misschien veranderen. Tot grote schrik en opgetogenheid van diabetesdeskundigen leek een experimentele behandeling die werd geleverd in een lopende klinische proef:een 64-jarige man met diabetes type 1 genezen, wat een wereldprimeur zou zijn. Na het ontvangen van infusies van insulineproducerende cellen die uit stamcellen zijn gegroeid, maakt het lichaam van de man nu zelf insuline aan, waardoor hij "een heel nieuw leven" krijgt, zoals hij de New York Times.
Omdat deze ontdekking onderdeel is van een vijfjarige studie met 16 andere deelnemers, is het nog te vroeg om met zekerheid te zeggen of de behandeling effectief en veilig is op lange termijn. Maar het is de meest veelbelovende ontwikkeling die de wereld heeft gezien met betrekking tot een type 1 diabetesgenezing - en waarschijnlijk genoeg om een ouder of kind met type 1 radslagen te laten maken.
Op Mars verzamelt NASA stenen - en vliegt dan een waanzinnige helikopter
In februari, bijna zeven maanden na de lancering vanaf de aarde, heeft NASA's zeer geavanceerde Perseverance-roverlandde op Mars. Het voertuig zal bijna twee jaar op de rode planeet doorbrengen, het landschap inspecteren, op zoek gaan naar bewijs van vroeger leven op Mars en geologische monsters verzamelen om terug te brengen naar de aarde. Toen, in april, werd NASA's Ingenuity Mars Helicopter op zonne-energie het allereerste vliegtuig dat eengecontroleerde vlucht op een andere planeet. Op 8 december had Ingenuity 17 succesvolle vluchten geregistreerd.
Wetenschappers spotten 301 nieuwe planeten
Mars was niet het enige hemellichaam dat in 2021 in het nieuws kwam. In november bevestigden NASA-wetenschappers het bestaan van301 nieuwe exoplaneten - planeten die om andere sterren dan de zon draaien - waardoor het totale aantal exoplaneten op 4.870 komt. De validatie-razernij komt met dank aan NASA's nieuwe ExoMiner deep-learning technologie, die gegevens evalueert die zijn verzameld door het Kepler-ruimtevaartuig om legitieme exoplaneten te onderscheiden van overtuigende vervalsingen.
Een van de grootste verschillen tussen de COVID-pandemie en die van de Spaanse griep van 1918 (de laatste wereldwijde pandemie) is de manier waarop we deze volgen. Het is bijna onvoorstelbaar dat we ooit de sterfte- en infectiepercentages moesten volgen op basis van lokale tellingen - en in wezen geen manier hadden om iets te weten over nieuwe virale varianten. Nu, onder leiding van de WHO, hebben wetenschappers een kolossale wereldwijde samenwerking om de verspreiding en evolutie van SARS-CoV-2 te volgen. Er zijn enorme hoeveelheden gegevens verzameld en in realtime over de grenzen heen gedeeld, waardoor onderzoekers de snel een idee krijgen van hoe een variant als Delta of Omicron zich verspreidt en zaaknummers beïnvloedt en ziekenhuisopnames. Aan het begin van de pandemie hadden we dit soort technologie niet beschikbaar. Vanaf april 2021 bevatte de online GISAID-database slechts één miljoen SARS-CoV-2-genoomsequenties. Acht maanden later zijn daar nog eens vijf miljoen sequenties aan toegevoegd. Met andere woorden, de genomische sequencing van SARS-CoV-2 is sinds de lente tien keer sneller geworden. Deze prestatie benadrukt dat een van de grootste uitdagingen van de wetenschap niet ontdekking is, maar ontdekkingen delen, en landen over de hele wereld doen dat nu op een manier die ze nog nooit hebben gedaan voordat.
Zonnepanelen worden goedkoper, beter, sneller, sterker
Nu de gemiddelde kosten van een zonnepaneel tussen 2010 en 2020 met 90 procent zijn gedaald, wordt het steeds goedkoper om stroom rechtstreeks van de zon op te wekken. Dat is geweldig nieuws, want het helpt ons om minder afhankelijk te worden van fossiele brandstoffen, die een belangrijke bijdrage leveren aan klimaatverandering. Frustrerend is echter dat zonnepanelen de afgelopen jaren niet veel efficiënter zijn geworden, wat de wijdverbreide acceptatie van deze vorm van schone energie heeft belemmerd.
Om dit probleem op te lossen, hebben ingenieurs gezocht naar alternatieve materialen die beter kunnen presteren dan het standaard silicium dat in zonnepanelen wordt gebruikt en toch goedkoop zijn. Ze hadden hoge verwachtingen van perovskieten, atomair dunne, gelaagde materialen die zonlicht zeer efficiënt omzetten in energie. Het enige probleem? Ultraviolette stralen en vocht vernietigen perovskieten in een mum van tijd en verliezen hun nut.
Maar dit jaar zijn de ingenieurs van Rice University ontwikkeld en getest op de wegzonnecellen gemaakt van tweedimensionale perovskieten. Hun uitvinding werkt veel beter dan eerdere modellen en is bestand tegen de elementen. De truc met 2D-perovskieten, ontdekten de onderzoekers, is dat zonlicht de ruimtes tussen de atomaire lagen samentrekt om de efficiëntie tot 18 procent te verhogen - een enorme sprong voorwaarts op dit gebied. Nu zonne-energiebedrijven over de hele wereld werken aan het commercialiseren van perovskiet-zonnecellen, zou deze doorbraak uiteindelijk de omschakeling van de samenleving naar zonne-energie moeten versnellen.
Chirurgen voeren de eerste succesvolle arm- en schoudertransplantatie uit
In januari deed Jean-Michel Dubernard, MD, dezelfde chirurg die de allereerste hand, dubbele hand en gedeeltelijke gezichtstransplantaties, nog een historische prestatie volbracht: 's werelds eerste dubbele arm en schouder transplantatie. De operatie, uitgevoerd in Frankrijk, was een doorslaand succes. De ontvanger, de 49-jarige Felix Gretarsson uit IJsland, die in 1998 beide armen had verloren bij een elektrisch ongeval, is het hele jaar door gestaag mobiel geworden.Instagram. Hij kan nu zijn biceps buigen, voorwerpen oppakken en zijn kleindochter knuffelen. Experts verwachten dat hij de komende jaren nog meer vorderingen zal maken. Helaas stierf Dubernard in juli, maar niet voordat hij Gretarssinan een heel nieuw leven had gegeven.
Paleontologen tellen 2,5 Miljard T. rexen Roaming the Planet
Dit jaar hebben wetenschappers veel geleerd over de enorme wezens die de aarde vele miljoenen jaren geleden bewoonden. Ten eerste, dinosaurussen. Het angstaanjagende roofdier Tyrannosaurus rex zwierven door Noord-Amerika, beginnend bijna 70 miljoen jaar geleden, en nubiologen hebben eindelijk geschat hoeveel: 2,5 miljard. Angstaanjagend, toch? Als het enige troost is, dat is het totaal T. rex bevolking verspreid over 2,4 miljoen jaar. Dus eigenlijk waren er maar ongeveer 20.000 volwassenen T. rexen in een keer leven.
Natuurlijk, die laatste generatie van T. rex, samen met het hele dinosauruskoninkrijk, zo'n 66 miljoen jaar geleden van de planeet werd weggevaagd door een asteroïde. Of wacht, was het een komeet? Dat is denieuwe theorie naar voren gebracht door astronomen van Harvard om de zogenaamde Chicxulub Impactor te verklaren, het astronomische lichaam dat een 93 mijl brede, 12 mijl diepe krater voor de kust van Mexico creëerde en, in theorie, de dinosaurussen doodde. In tegenstelling tot de heersende asteroïde-theorie, denken de astronomen van Harvard dat een komeet van de rand van ons zonnestelsel uit zijn baan is geslagen door het zwaartekrachtveld van Jupiter en in stukken is gebroken. Toen sloeg een bijzonder groot stuk - de uiteindelijke Chicxulub Impactor - tegen de aarde, richtte grote schade aan en vernietigde de dino's.
Een één miljoen jaar oude mammoet krijgt zijn DNA-sequentie
Meer dan 60 miljoen jaar na de dinosauriërs leefden mammoeten groot, wat onderzoekers weten vanwege het uitgebreide fossielenbestand. Dit jaar leverden dergelijke fossielen een ongekende ontdekking op: deoudste oude dierlijke genoom ooit hersteld. Bij het sequensen van DNA van drie mammoettanden gewonnen uit de Siberische permafrost, hebben wetenschappers vastgesteld dat de fossielen meer dan een miljoen jaar oud waren, waardoor het vorige record van een 560.000 tot 780.000 jaar oud paardenbeenbot. Het DNA suggereert ook een aparte afstamming, mogelijk een andere soort, van mammoeten waarvan wetenschappers zich voorheen niet bewust waren.
NASA lanceert de krachtigste ruimtetelescoop ooit*
Een internationaal evenement waar al decennia aan gewerkt wordt, vindt eindelijk (hopelijk!) plaats op 24 december*. Na meerdere vertragingen, deJames Webb Ruimtetelescoop - de grootste en meest geavanceerde wetenschappelijke telescoop in de geschiedenis van de verkenning van de ruimte - staat gepland om uit Frans-Guyana te schieten aan boord van de Ariane 5-raket. Het duurt 30 dagen om bijna 1 miljoen mijl te reizen naar een stabiele plek in de ruimte en nog eens zes maanden om de instrumenten uit te vouwen, uit te lijnen en te kalibreren. Terwijl het de baan van de aarde rond de zon de komende decennia volgt, zal de infraroodtelescoop delen van de direct waarnemen universum dat voorheen ongezien was, waardoor de oorsprong en evolutie van onze planeet, ons zonnestelsel en de sterrenstelsels daarbuiten worden gedemystificeerd.
We leren wereldwijde uitbraken in realtime te volgen
Een van de grootste verschillen tussen de COVID-pandemie en die van de Spaanse griep van 1918 is de manier waarop we het volgen. Het is bijna onvoorstelbaar dat we ooit de sterfte- en infectiepercentages moesten volgen op basis van lokale tellingen - en in wezen geen manier hadden om iets te weten over nieuwe virale varianten. Nu, onder leiding van de WHO, hebben wetenschappers een kolossale wereldwijde samenwerking om de verspreiding en evolutie van SARS-CoV-2 te volgen. Er zijn enorme hoeveelheden gegevens verzameld en over de grenzen heen gedeeld, waardoor onderzoekers de snel een idee krijgen van hoe een variant als Omicron zich verspreidt en zaaknummers beïnvloedt en ziekenhuisopnames. Aan het begin van de pandemie hadden we dit soort technologie niet beschikbaar. Vanaf april 2021 bevatte de online GISAID-database: slechts één miljoen SARS-CoV-2 genomische sequenties. Dat is na ongeveer 16 maanden pandemie. Maar in de acht maanden daarna zijn er nog eens vijf miljoen sequenties toegevoegd. Met andere woorden, de genomische sequencing van SARS-CoV-2 is sinds de lente tien keer sneller geworden. Deze prestatie benadrukt dat een van de grootste uitdagingen van de wetenschap niet ontdekking is, maar ontdekkingen delen, en landen over de hele wereld doen dat nu op een manier die ze nog nooit hebben gedaan voordat.
Quantum Computing wordt commercieel
Wat de beste supercomputers van vandaag enkele dagen of weken kost om te verwerken, kunnen kwantumcomputers binnen enkele seconden uitschakelen. Dat is de reden waarom kwantumcomputing, dat gebruik maakt van de wetten van de kwantumfysica voor ongekende verwerkingsmogelijkheden, wordt nu al beschouwd als een van de grootste wetenschappelijke doorbraken van de 21e eeuw. Uiteindelijk zou het een revolutie teweegbrengen in de productie, meteorologie, cyberbeveiliging, nationale defensie en nog veel meer.
Welnu, 2021 maakte "uiteindelijk" dichterbij dan ooit. In november onthulde IBM zijn127-qubit Eagle, de krachtigste kwantumprocessor tot nu toe. Eerder deze maand debuteerde het bedrijf Quantinuum 's werelds eerste commerciële product gebouwd op basis van kwantumcomputing: een cloudgebaseerd cyberbeveiligingsplatform genaamdQuantum Oorsprong. Met 's werelds beste technologiebedrijven en onderzoeksinstellingen die racen om deze next-gen technologie te bevorderen, verwachten we dat kwantumcomputing volgend jaar weer op onze lijst zal staan, en de volgende, en de volgende...
