Niekedy musíte hľadať stromy v lese. Dobrá správa roku 2021 bola ako množstvo stromčekov – stromčekov stratených v lese inflácie, pandémie a katastrofických poveternostných udalostí. Pozrite sa bližšie a nájdete množstvo dôvodov na povzbudzovanie, vedecké objavy a pokroky, ktoré dávajú ľudstvu úprimnú nádej.
Najpozoruhodnejšie je, že v roku 2021 bola v rekordnom čase zaznamenaná jedna z najúčinnejších vakcín, aké boli kedy vytvorené. Ale to je len začiatok. Boli sme svedkami ďalších príšerných prielomov v biológii, astronómii, medicíne, inžinierstve, výpočtovej technike, genomike a mnohých ďalších vedeckých oblastiach.
S toľkými úžasnými pokrokmi v roku 2021 bolo ťažké vybrať ten najvýznamnejší – no napriek tomu sme to skúsili. Tu je našich obľúbených 15 momentov, o ktorých sa oplatí deťom rozprávať. Pripravte sa na to, že vaša myseľ bude unesená.
Najrýchlejšie zavedenie vakcíny v histórii
Vývoj, testovanie a zavádzanie vakcín proti COVID sa nazýva mesačný výstrel našej generácie. To môže byť podhodnotenie. Vďaka oddaným lekárskym výskumníkom a desiatkam tisíc každodenných Američanov, ktorí sa zúčastnili na klinických skúškach, Food and Drug Administration (FDA) vlani v decembri udelila povolenie na núdzové použitie vakcín Pfizer a Moderna pre dospelých, po čom nasledovala jednorazová vakcína Johnson & Johnson. februára. Odvtedy je vakcína dostupná pre deti vo veku 5 rokov. Toto je zavedenie vakcíny dostupné pre 94 percent populácie (zatiaľ sú vyňaté menej ako 5 osôb) za niečo vyše roka. Predtým bola najrýchlejšou vakcínou, ktorá prešla od vývoja k nasadeniu, vakcína proti mumpsu v 60. rokoch – čo trvalo asi
Regenerované končatiny? Skúste, celé telo
Mnohým zvieratám môže dorásť odtrhnutý chvost alebo noha stratená predátorom, ale morské slimáky majú ten najlepší trik na regeneráciu na dlhú trať. Ako tento rok zistil japonský vedec, tieto slizké stvorenia si môžu zámerne odrezať hlavu avyrásť úplne nové telo v priebehu týždňov. Odrezaná hlava prežije sama o sebe, zatiaľ čo regeneruje životne dôležité orgány a končatiny, pravdepodobne kvôli schopnosti slimákov fotosyntézy podobnej rastline kvôli všetkým riasam, ktoré jedia. Ešte pôsobivejšie je, že vyradené telo žije niekoľko týždňov, kým nakoniec nezomrie. Výskumníci si myslia, že morské slimáky používajú tento skvelý manéver na to, aby oklamali predátorov a unikli bez zranenia, alebo možno prežili zamorenie spodnej časti tela parazitmi.
Technológia rozhrania mozog-počítač ide naplno Avatar
Rozhrania mozgu a počítača (BCI) sú veľkým prísľubom pre ľudí s paralýzou, čo im umožňuje obsluhovať robotické končatiny, invalidné vozíky, klávesnice a iné pomôcky len tak, že budete premýšľať o ich pohybe telá. Ale zatiaľ boli BCI väčšinou odkázané na výskumné nastavenia, pretože na pripojenie hlavy človeka k počítaču k externému zariadeniu vyžadovali objemné káble.
Už nie. PrestížneBrainGate výskumný tím navrhol prvý širokopásmový, úplne bezdrôtový BCI na svete, ktorý prenáša mozgové signály tak rýchlo a jasne ako káblové systémy. V nedávnomklinická štúdia, nové zariadenie umožnilo dvom ľuďom s tetraplegiou ukazovať, klikať a písať na tablete s presnosťou a rýchlosťou – nie sú potrebné žiadne káble. Je potrebný ďalší výskum, ale toto je významný krok k tomu, aby sa BCI dostali z laboratória do skutočného sveta, aby pomohli ľuďom s paralýzou znovu získať nezávislosť.
Pravda je tam vonku (teraz k dispozícii v knižnici Kongresu)
Bezhraničná fascinácia Američanov neidentifikovanými lietajúcimi objektmi bola konečne doplnená v roku 2021. V januári, prostredníctvom zákona o slobode informácií, webová stránka The Black Vault zverejnila nedávno odtajnené informácie CIAdatabázy každého pozorovania UFO hlásil vojenský pilot, siahajúci až do 80. rokov minulého storočia. Súčasne CIAodovzdali desiatky záznamov pozorovaní UFO od 40. do začiatku 90. rokov 20. storočia.
Potom, v júni, Pentagon vydal dlho očakávanédeväťstranová správa zhŕňa všetko, čo tvrdí, že vie o neidentifikovaných vzdušných javoch alebo UAP, čo je jeho vymyslený výraz pre UFO. Shocker: Vláda toho veľa nevie. Správa tvrdí, že UAP nie sú americké vojenské plavidlá, ale inak to do značnej miery hrá „nepresvedčivú“ kartu. Ale hej, hoci dokumentácia nemusí objasniť mnohé záhady, obrovské množstvo údajov by malo v nadchádzajúcich rokoch uchvátiť detektívov z kresla posadnutých UFO.
Vývoj detského mozgu naberá na sile
Približne 90 percent vývoja ľudského mozgu prebieha do veku piatich rokov. A hoci sa neurovedci v poslednej dobe veľa naučili o tom, ako a kedy dochádza k rôznym vývojom, najmä v maternici je tu stále veľa vecí, ktoré nevedia, najmä o vplyvoch prírody verzus vychovávať. Tieto odpovede teraz prichádzajú, vďaka najväčšiemu a najkomplexnejšiemu pokusu o ranom vývoji mozgu, ktorý sa začal túto jeseň.
CezŠtúdia vývoja zdravého mozgu a dieťaťa, výskumníci na celoštátnej úrovni budú počas nasledujúceho desaťročia sledovať rôznorodú skupinu 7 500 tehotných ľudí a ich detí. Pomocou neurozobrazovania a psychologických hodnotení sa snažia zmapovať „normálny“ oblúk vývoja mozgu a zistiť, ako pred a postnatálne prostredie a expozície (stres, socioekonomický stav, užívanie drog rodičmi, COVID atď.) to ovplyvňujú – ako aj to, ako detské mozgy prispôsobiť sa. Táto historická štúdia má potenciál odhaliť prevládajúce tajomstvá o autizme, dyslexii a iných detskom neurovývoji, emocionálnych a behaviorálnych problémoch.
WHO schválila prvú vakcínu proti malárii pre deti
Dávno pred COVIDom bola malária – a v čase vydania stále je – jednou z najsmrteľnejších infekčných chorôb na planéte. Tento patogén prenášaný komármi zabije ročne pol milióna ľudí, prevažne v subsaharskej Afrike. Viac ako polovicu z týchto úmrtí na maláriu tvoria deti mladšie ako 5 rokov, teraz, po storočí úsilia, vedci konečne vyvinuli bezpečnú a účinnú vakcínu proti malárii (mimochodom prvú vakcínu proti akejkoľvek parazitárnej chorobe), ktorýSvetová zdravotnícka organizácia (WHO) dostala zelenú pre všetky ohrozené deti v októbri. Za predpokladu, že národy uprednostňujú distribúciu vakcín, odborníci odhadujú, že tento prelom by moholzabrániť 5,3 miliónom prípadov malárie a 24 000 úmrtí medzi deťmi do 5 rokov každý rok.
Výskumníci liečia diabetes 1. typu (jednej osoby).
Odhaduje sa, že 1,6 milióna Američanov žije s cukrovkou 1. typu (aka juvenilná cukrovka), vrátane 200 000 detí a dospelých mladších ako 20 rokov. Bez známej liečby si toto život ohrozujúce autoimunitné ochorenie, pri ktorom pankreas prestane produkovať inzulín na kontrolu hladiny cukru v krvi, takmer vždy vyžaduje intenzívny manažment 24/7.
To sa možno čoskoro zmení. Na šok a nadšenie odborníkov na diabetes sa experimentálna liečba dodaná v prebiehajúcej klinickej štúdii zdalovyliečiť 64-ročného muža z cukrovky 1. typu, čo by bolo svetovou novinkou. Po podaní infúzií buniek produkujúcich inzulín vypestovaných z kmeňových buniek si teraz telo muža vytvára inzulín samo, čo mu dáva „úplne nový život“, ako povedal New York Times.
Pretože tento objav je súčasťou päťročnej štúdie zahŕňajúcej 16 ďalších účastníkov, je ešte príliš skoro s istotou povedať, či je liečba účinná a bezpečná z dlhodobého hľadiska. Je to však najsľubnejší vývoj, aký svet zaznamenal v súvislosti s liečbou cukrovky 1. typu – a je dosť pravdepodobné, že prinúti rodiča alebo dieťa, ktoré žije s 1. typom, preháňať sa.
Na Marse NASA zbiera kamene - a potom lieta na šialenom vrtuľníku
Vo februári, takmer sedem mesiacov po štarte zo Zeme, vysoko sofistikované vozítko Perseverance od NASApristál na Marse. Vozidlo strávi takmer dva roky na červenej planéte, kde bude skúmať krajinu, hľadať dôkazy o minulom živote na Marse a zbierať geologické vzorky, aby ich priviezlo späť na Zem. V apríli sa potom solárny vrtuľník NASA Ingenuity Mars Helicopter stal vôbec prvým lietadlom, ktoré vyrobiloriadený let na inej planéte. Do 8. decembra Ingenuity zaznamenala 17 úspešných letov.
Vedci objavili 301 nových planét
Mars nebol jediným nebeským telesom, ktoré v roku 2021 vydalo správy. V novembri vedci z NASA potvrdili existenciu301 nových exoplanét — planéty, ktoré obiehajú okolo hviezd iných ako Slnko — čím sa celkový počet exoplanét zvýšil na 4 870. Validačné šialenstvo prichádza s láskavým dovolením novej technológie hlbokého učenia ExoMiner od NASA, ktorá vyhodnocuje údaje zozbierané kozmickou loďou Kepler, aby odlíšila legitímne exoplanéty od presvedčivých falošných.
Jedným z najväčších rozdielov medzi pandémiou COVID a španielskou chrípkou z roku 1918 (posledná globálna pandémia) je spôsob, akým ju sledujeme. Je takmer nepredstaviteľné, že sme kedysi museli sledovať mieru úmrtnosti a infekcie podľa miestnych záznamov – a v podstate sme nemali žiadny spôsob, ako vedieť o nových vírusových variantoch. Vedci pod vedením WHO majú teraz obrovskú globálnu spoluprácu na monitorovaní šírenia a vývoja SARS-CoV-2. Obrovské množstvo údajov bolo zhromaždených a zdieľaných cez hranice v reálnom čase, čo výskumníkom umožnilo získať ich rýchlo získate predstavu o tom, ako sa variant ako Delta alebo Omicron šíri a ovplyvňuje počty prípadov a hospitalizácie. Na začiatku pandémie sme takúto technológiu nemali k dispozícii. Od apríla 2021 obsahovala online databáza GISAID iba jeden milión genómových sekvencií SARS-CoV-2. O osem mesiacov neskôr pribudlo ďalších päť miliónov sekvencií. Inými slovami, genómové sekvenovanie SARS-CoV-2 sa od jari desaťkrát zrýchlilo. Tento úspech poukazuje na to, že jednou z najväčších výziev vedy nie je objavovanie, ale zdieľanie objavov a krajiny na celom svete to teraz robia spôsobom, akým to nikdy nerobili predtým.
Solárne panely sú lacnejšie, lepšie, rýchlejšie a silnejšie
Keďže priemerné náklady na solárny panel medzi rokmi 2010 a 2020 klesnú o 90 percent, výroba energie priamo zo slnka je stále lacnejšia a lacnejšia. To je skvelá správa, pretože pomáha posunúť našu závislosť od fosílnych palív, ktoré sú kľúčovým prispievateľom ku klimatickým zmenám. Je však frustrujúce, že solárne panely neboli v posledných rokoch oveľa efektívnejšie, čo bráni širokému prijatiu tejto formy čistej energie.
Na vyriešenie tohto problému inžinieri hľadali alternatívne materiály, ktoré by dokázali prekonať štandardný kremík používaný v solárnych paneloch a boli stále lacné. Veľké nádeje vkladali do perovskitov, atómovo tenkých, mriežkových materiálov, ktoré vysoko efektívne premieňajú slnečné svetlo na energiu. Jediný problém? Ultrafialové lúče a vlhkosť ničia perovskity v krátkom čase a strácajú ich užitočnosť.
Tento rok však inžinieri z Rice University vyvinuli a otestovali na cestáchsolárne články vyrobené z dvojrozmerných perovskitov. Ich vynález funguje oveľa lepšie ako predchádzajúce modely a odoláva živlom. Výskumníci zistili, že trik s 2D perovskitmi spočíva v tom, že slnečné svetlo zmršťuje priestory medzi atómovými vrstvami, aby zvýšilo účinnosť až o 18 percent – čo je v tejto oblasti obrovský skok vpred. So solárnymi spoločnosťami na celom svete, ktoré pracujú na komercializácii perovskitových solárnych článkov, by tento prielom mal v konečnom dôsledku urýchliť premenu spoločnosti na solárnu energiu.
Chirurgovia odoberú prvú úspešnú transplantáciu ramena a ramena
V januári Jean-Michel Dubernard, MD, ten istý chirurg, ktorý vykonal vôbec prvú ruku, dvojitú ruku a čiastočné transplantácie tváre, vykonali ďalší historický čin: prvé dvojité rameno a rameno na svete transplantácia. Operácia vykonaná vo Francúzsku mala obrovský úspech. Príjemca, 49-ročný Felix Gretarsson z Islandu, ktorý prišiel o obe ruky pri úraze elektrickým prúdom v roku 1998, neustále získaval mobilitu počas celého roka, pričom mapuje svoj pokrok naInstagram. Teraz môže ohýbať bicepsy, zbierať predmety a objímať svoju vnučku. Odborníci očakávajú, že v nasledujúcich rokoch dosiahne ďalšie pokroky. Bohužiaľ, Dubernard zomrel v júli, ale nie skôr, ako dal Gretarssinanovi úplne nový život.
Paleontológovia počítajú 2,5 miliardy T. rexes na potulkách planétou
Tento rok sa vedci dozvedeli veľa o mohutných tvoroch, ktoré obývali Zem pred mnohými miliónmi rokov. Najprv dinosaury. Hrôzostrašný predátor Tyrannosaurus rex sa potuloval po Severnej Amerike takmer pred 70 miliónmi rokov a terazbiológovia konečne odhadli, koľko: 2,5 miliardy. Strašidelné, však? Ak je to nejaké pohodlie, je to celkové T. rex populácia rozložená na 2,4 milióna rokov. Takže v skutočnosti tam bolo len asi 20 000 dospelých T. rexes žijúci v jednom čase.
Samozrejme, že posledná generácia T. rex, spolu s celým kráľovstvom dinosaurov, boli vymazané z planéty asi pred 66 miliónmi rokov asteroidom. Alebo počkať, bola to kométa? To jenová teória, ktorú predložili astronómovia z Harvardu vysvetliť takzvaný Chicxulub Impactor, astronomické teleso, ktoré vytvorilo 93 míľ široký a 12 míľ hlboký kráter pri pobreží Mexika a teoreticky zabilo dinosaurov. V rozpore s prevládajúcou teóriou asteroidov si astronómovia z Harvardu myslia, že kométa z okrajov našej slnečnej sústavy bola vyrazená z obežnej dráhy gravitačným poľom Jupitera a rozbila sa na kúsky. Potom mimoriadne veľký kus - konečný Chicxulub Impactor - narazil na Zem, spôsobil veľkú zmätok a vyhladil dinosaurov.
Jeden milión rokov starý mamut dostal sekvenciu DNA
Viac ako 60 miliónov rokov po dinosauroch žili mamuty veľké, čo vedci vedia vďaka rozsiahlym fosílnym záznamom. Tento rok takéto fosílie priniesli bezprecedentný objav:najstarší staroveký živočíšny genóm kedy sa zotavil. Pri sekvenovaní DNA z troch mamutích zubov extrahovaných zo sibírskeho permafrostu vedci zistili, že fosílie boli staršie ako jeden milión rokov, čím vymazali predchádzajúci rekord 560 000 až 780 000 rokov stará kosť konských nôh. DNA tiež naznačuje samostatnú líniu, možno iný druh mamuta, o ktorom vedci predtým nevedeli.
NASA spúšťa najvýkonnejší vesmírny teleskop všetkých čias*
Medzinárodné podujatie, ktoré sa pripravovalo desaťročia, sa konečne (dúfajme!) uskutoční 24. decembra*. Po viacerých oneskoreniach,Vesmírny teleskop Jamesa Webba — najväčší a najpokrokovejší vedecký teleskop v histórii vesmírneho prieskumu — je naplánovaný na odpálenie z Francúzskej Guyany na palube rakety Ariane 5. Precestovať takmer 1 milión míľ na stabilné miesto vo vesmíre bude trvať 30 dní a ďalších šesť mesiacov, kým sa rozvinú prístroje, zosúladia sa a nakalibrujú. Pri sledovaní obežnej dráhy Zeme okolo Slnka počas niekoľkých nasledujúcich desaťročí bude infračervený ďalekohľad priamo pozorovať časti vesmír predtým neviditeľný, čím sa demýtizoval pôvod a vývoj našej planéty, slnečnej sústavy a galaxií za nimi.
Učíme sa sledovať globálne epidémie v reálnom čase
Jedným z najväčších rozdielov medzi pandémiou COVID a pandémiou španielskej chrípky z roku 1918 je spôsob, akým ju sledujeme. Je takmer nepredstaviteľné, že sme kedysi museli sledovať mieru úmrtnosti a infekcie podľa miestnych záznamov – a v podstate sme nemali žiadny spôsob, ako vedieť o nových vírusových variantoch. Vedci pod vedením WHO majú teraz obrovskú globálnu spoluprácu na monitorovaní šírenia a vývoja SARS-CoV-2. Obrovské množstvo údajov sa zhromaždilo a zdieľalo cez hranice, čo výskumníkom umožnilo získať rýchlo získať predstavu o tom, ako sa variant ako Omicron šíri a ovplyvňuje počty prípadov a hospitalizácie. Na začiatku pandémie sme takúto technológiu nemali k dispozícii. Od apríla 2021 obsahovala online databáza GISAID iba jeden milión genómových sekvencií SARS-CoV-2. To je asi po 16 mesiacoch pandémie. Ale za osem mesiacov odvtedy pribudlo ďalších päť miliónov sekvencií. Inými slovami, genómové sekvenovanie SARS-CoV-2 sa od jari desaťkrát zrýchlilo. Tento úspech poukazuje na to, že jednou z najväčších výziev vedy nie je objavovanie, ale zdieľanie objavov a krajiny na celom svete to teraz robia spôsobom, akým to nikdy nerobili predtým.
Quantum Computing sa stáva komerčným
To, čo dnešným najlepším superpočítačom trvá spracovanie niekoľko dní alebo týždňov, kvantové počítače dokážu vyradiť v priebehu niekoľkých sekúnd. To je dôvod, prečo kvantové výpočty, ktoré využívajú zákony kvantovej fyziky bezprecedentne spracovateľských schopností, sa už považuje za jeden z najväčších vedeckých objavov 21 storočí. V konečnom dôsledku to má spôsobiť revolúciu vo výrobe, meteorológii, kybernetickej bezpečnosti, národnej obrane a oveľa viac.
No, rok 2021 bol „nakoniec“ bližší ako kedykoľvek predtým. V novembri spoločnosť IBM predstavila svoj127-qubit Eagle, zatiaľ najvýkonnejší kvantový procesor. Začiatkom tohto mesiaca spoločnosť Quantinuum predstavila prvý komerčný produkt na svete postavený na kvantovej výpočtovej technike: cloudovú platformu kybernetickej bezpečnosti s názvomKvantový pôvod. So špičkovými svetovými technologickými spoločnosťami a výskumnými inštitúciami, ktoré sa pretekajú v napredovaní tejto technológie novej generácie, očakávajte, že kvantová výpočtová technika sa opäť dostane do nášho zoznamu budúci rok a ďalší a ďalší…
