Ibland måste man leta efter träden i skogen. De goda nyheterna från 2021 var som en mängd plantor - små träd förlorade i skogen av inflation, pandemin och katastrofala väderhändelser. Titta närmare och du kommer att hitta många anledningar till att heja, vetenskapliga upptäckter och framsteg som ger mänskligheten ärligt hopp.
Framför allt sågs 2021 ett av de mest effektiva vaccinerna som någonsin skapats, på rekordtid. Men det är bara början. Vi bevittnade andra monstergenombrott inom biologi, astronomi, medicin, teknik, datorer, genomik och många fler vetenskapliga områden.
Med så många häpnadsväckande framsteg under 2021 var det svårt att välja den viktigaste – men vi försökte ändå. Här är våra 15 favoritögonblick värda att berätta för barnen om. Förbered dig på att ditt sinne blir blåst.
Historiens snabbaste vaccinutrullning
Utvecklingen, testningen och lanseringen av covid-vacciner har kallats vår generations månskott. Det kan vara en underdrift. Tack vare hängivna medicinska forskare och tiotusentals vanliga amerikaner som deltog i kliniska prövningar, Food and Drug Administration (FDA) beviljade Pfizer och Moderna COVID-vacciner nödtillstånd för användning av vuxna för vuxna förra december, följt av Johnson & Johnsons engångsvaccin detta februari. Sedan dess har vaccinet blivit tillgängligt för barn så unga som 5 år. Det är ett vaccin som är tillgängligt för 94 procent av befolkningen (under 5 är undantagna hittills) på lite över ett år. Tidigare var det snabbaste vaccinet att gå från utveckling till utbyggnad påssjukevaccinet på 1960-talet – vilket tog ca.
Regenererade lemmar? Försök, en hel kropp
Många djur kan få tillbaka en avriven svans eller ett ben som förlorats till ett rovdjur, men havssniglar har det coolaste regenereringstricket på långa vägar. Som en japansk vetenskapsman upptäckte i år kan dessa slemmiga varelser halshugga sig själva med avsikt ochodla en helt ny kropp inom veckor. Det avskurna huvudet överlever på egen hand medan det regenererar vitala organ och lemmar, troligtvis på grund av sniglars växtliknande förmåga att fotosyntetisera på grund av alla alger de äter. Ännu mer imponerande, den kasserade kroppen lever i veckor innan den så småningom dör av. Forskare tror att havssniglar använder denna coola manöver för att lura rovdjur och undkomma oskadda, eller möjligen för att överleva parasitangrepp i underkroppen.
Brain-Computer Interface Tech Goes Full Avatar
Hjärn-datorgränssnitt (BCI) har ett stort löfte för personer med förlamning, vilket gör att de kan hantera robotar, rullstolar, knappsatser och andra prylar bara genom att tänka på att flytta kroppar. Men hittills har BCI: er mestadels förvisats till forskningsinställningar, eftersom de har krävt skrymmande kablar för att ansluta en persons huvud till en dator till en extern enhet.
Inte längre. Den prestigefylldaBrainGate Forskargruppen har tagit fram världens första, helt trådlösa BCI med hög bandbredd som överför hjärnsignaler lika snabbt och tydligt som kabelsystem gör. I en nyligenkliniskt försök, gjorde den nya enheten det möjligt för två personer med tetraplegi att peka, klicka och skriva på en surfplatta med precision och hastighet - inga sladdar krävs. Mer forskning behövs, men detta är ett stort steg mot att ta BCI: er ut ur labbet och in i den verkliga världen för att hjälpa människor med förlamning att återfå självständighet.
Sanningen finns där ute (nu tillgänglig i Library of Congress)
Amerikanernas gränslösa fascination för oidentifierade flygande föremål överläts äntligen 2021. I januari, genom Freedom of Information Act, publicerade Black Vault-webbplatsen CIA: s nyligen avhemliga sekretess.databas över varje UFO-observation rapporterad av en militärpilot, med anor från 1980-talet. Samtidigt CIAladdat upp dussintals poster av UFO-observationer från 1940-talet till början av 1990-talet.
Sedan, i juni, utfärdade Pentagon en efterlängtadnio sidor lång rapport sammanfattar allt det påstår sig veta om oidentifierade luftfenomen, eller UAPs, dess tjusiga term för UFO. Shocker: Regeringen vet inte mycket. Rapporten hävdar att UAP: er inte är amerikanska militärfarkoster, men annars spelar den ganska mycket det "oöverskådliga" kortet. Men hey, även om dossiern kanske inte klarar upp många mysterier, borde den massiva datadumpningen hålla UFO-besatta fåtöljsdetektiver fängslade i många år framöver.
Barnets hjärnutveckling får sitt månskottsögonblick
Cirka 90 procent av mänsklig hjärnans utveckling sker vid fem års ålder. Och även om neuroforskare nyligen har lärt sig mycket om hur och när olika utvecklingar inträffar, speciellt i livmodern finns det fortfarande massor de inte känner till, särskilt om naturens inverkan kontra uppfostran. Dessa svar kommer nu, tack vare den största, mest omfattande studien om tidig hjärnutveckling någonsin, som startade i höstas.
GenomStudie av Hälsosam hjärna och barns utveckling, forskare rikstäckande kommer att spåra en mångfaldig grupp av 7 500 gravida människor och deras barn under det nästa årtiondet. Med hjälp av neuroimaging och psykologiska bedömningar syftar de till att kartlägga den "normala" bågen av hjärnans utveckling och upptäcka hur pre- och postnatala miljöer och exponeringar (stress, socioekonomisk status, föräldrars droganvändning, covid, etc.) påverkar det – såväl som hur barns hjärnor anpassa. Denna historiska studie har potential att låsa upp rådande mysterier om autism, dyslexi och andra barndomens neuroutveckling, känslomässiga och beteendemässiga problem.
WHO godkänner första malariavaccin för barn
Långt före covid var malaria - och är vid publiceringstillfället fortfarande - en av de mest dödliga infektionssjukdomarna på planeten. Denna myggburna patogen dödar en halv miljon människor årligen, främst i Afrika söder om Sahara. Över hälften av dessa malariadöda är barn under 5 år. Nu, efter ett sekel av ansträngningar, har forskare äntligen utvecklat ett säkert, effektivt malariavaccin (förresten det första vaccinet mot någon parasitsjukdom), somVärldshälsoorganisationen (WHO) får grönt ljus för alla barn i riskzonen i oktober. Förutsatt att nationer prioriterar vaccindistribution, uppskattar experter att detta genombrott kanförhindra 5,3 miljoner malariafall och 24 000 dödsfall bland barn under 5 år varje år.
Forskare botar (en persons) typ 1-diabetes
Uppskattningsvis 1,6 miljoner amerikaner lever med typ 1-diabetes (alias ungdomsdiabetes), inklusive 200 000 barn och vuxna under 20 år. Utan något känt botemedel kräver denna livshotande autoimmuna sjukdom, där bukspottkörteln slutar producera insulin för att kontrollera blodsockret, nästan alltid intensiv behandling dygnet runt.
Det kan vara på väg att ändras. Till diabetesexperternas chock och upprymdhet verkade en experimentell behandling som levererades i en pågående klinisk prövningbota en 64-årig man av typ 1-diabetes, vilket skulle vara en världsnyhet. Efter att ha fått infusioner av insulinproducerande celler odlade från stamceller, tillverkar mannens kropp nu insulin på egen hand, vilket ger honom "ett helt nytt liv", som han sa till New York Times.
Eftersom denna upptäckt är en del av en femårig studie med 16 andra deltagare, är det fortfarande för tidigt att säga med säkerhet om behandlingen är effektiv och säker på lång sikt. Men det är den mest lovande utvecklingen som världen har sett när det gäller ett botemedel mot typ 1-diabetes - och sannolikt tillräckligt för att få en förälder eller ett barn som lever med typ 1 att göra vagnhjul.
På Mars samlar NASA stenar – och flyger sedan en galen helikopter
I februari, nästan sju månader efter uppskjutning från jorden, NASA: s mycket sofistikerade Perseverance-roverlandade på Mars. Fordonet kommer att tillbringa nästan två år på den röda planeten, undersöka landskapet, söka efter bevis på tidigare liv på mars och samla in geologiska prover för att föra tillbaka till jorden. Sedan, i april, blev NASA: s soldrivna Ingenuity Mars Helicopter det första flygplanet någonsin att tillverka enkontrollerad flygning på en annan planet. Den 8 december hade Ingenuity registrerat 17 framgångsrika flygningar.
Forskare ser 301 nya planeter
Mars var inte den enda himlakroppen som gjorde nyheter 2021. I november validerade NASA-forskare existensen av301 nya exoplaneter — planeter som kretsar kring andra stjärnor än solen — vilket ger den totala exoplaneten till 4 870. Valideringsvansinnet kommer med tillstånd av NASA: s nya ExoMiner djupinlärningsteknologi, som utvärderar data som samlats in av Kepler-rymdfarkosten för att skilja legitima exoplaneter från övertygande förfalskningar.
En av de största skillnaderna mellan covid-pandemin och 1918 års spanska sjuka (den sista globala pandemin) är hur vi spårar den. Det är nästan otänkbart att vi en gång var tvungna att följa döds- och infektionsfrekvensen med lokal beräkning - och hade i princip inget sätt att veta om nya virala varianter. Nu, ledd av WHO, har forskare ett kolossalt globalt samarbete för att övervaka spridningen och utvecklingen av SARS-CoV-2. Enorma mängder data har samlats in och delats över gränserna i realtid, vilket gör det möjligt för forskare att få snabbt få en uppfattning om hur en variant som Delta eller Omicron sprider sig och påverkar fallnummer och sjukhusvistelser. Vi hade inte den här typen av teknik tillgänglig i början av pandemin. Från och med april 2021 innehöll GISAID-databasen online endast en miljon genomiska SARS-CoV-2-sekvenser. Åtta månader senare har ytterligare fem miljoner sekvenser lagts till. Genomisk sekvensering av SARS-CoV-2 har med andra ord blivit tio gånger snabbare sedan i våras. Denna prestation visar att en av vetenskapens största utmaningar inte är upptäckt, utan delar med sig av upptäckter, och länder över hela världen gör det nu på ett sätt som de aldrig har gjort innan.
Solpaneler blir billigare, bättre, snabbare, starkare
Med den genomsnittliga kostnaden för en solpanel som rasar med 90 procent mellan 2010 och 2020, blir det hela tiden billigare och billigare att generera energi direkt från solen. Det är goda nyheter, eftersom det hjälper till att flytta vårt beroende från fossila bränslen, en nyckelfaktor till klimatförändringen. Frustrerande nog har dock solpaneler inte blivit mycket effektivare under de senaste åren, vilket har hindrat en utbredd användning av denna form av ren energi.
För att lösa detta problem har ingenjörer letat efter alternativa material som kan överträffa standardkisel som används i solpaneler och fortfarande vara billiga. De har haft stora förhoppningar på perovskiter, atomärt tunna, gallrade material som omvandlar solljus till energi mycket effektivt. Det enda problemet? Ultravioletta strålar och fukt förstör perovskiter på nolltid, vilket minskar deras användbarhet.
Men i år utvecklade och testade Rice Universitys ingenjörersolceller gjorda av tvådimensionella perovskiter. Deras uppfinning fungerar mycket bättre än tidigare modeller och tål väder och vind. Tricket med 2D-perovskiter, upptäckte forskarna, är att solljus drar ihop utrymmena mellan atomskikten för att öka effektiviteten med upp till 18 procent - ett stort steg framåt på detta område. Med solcellsföretag över hela världen som arbetar för att kommersialisera perovskitsolceller, bör detta genombrott i slutändan påskynda samhällets omvandling till solenergi.
Kirurger tar av den första framgångsrika arm- och axeltransplantationen
I januari, Jean-Michel Dubernard, MD, samma kirurg som utförde den första handen, dubbelhanden och partiella ansiktstransplantationer, åstadkom ännu en historisk bedrift: världens första dubbla arm och axel transplantation. Operationen, som utfördes i Frankrike, var en stor succé. Mottagaren, 49-årige Felix Gretarsson från Island, som förlorade båda armarna i en elolycka 1998, har stadigt ökat i rörlighet under hela året och kartlagt hans framsteg påInstagram. Han kan nu böja bicepsen, plocka upp föremål och krama sitt barnbarn. Experter förväntar sig att han kommer att göra fler framsteg under de kommande åren. Tyvärr dog Dubernard i juli, men inte innan han gav Gretarssinan ett helt nytt liv.
Paleontologer räknar 2,5 Miljard T. rexes Roaming the Planet
I år lärde sig forskare mycket om de enorma varelser som bebodde jorden för många miljoner år sedan. Först ut, dinosaurier. Det skrämmande rovdjuret Tyrannosaurus Rex strövade omkring i Nordamerika med början för nästan 70 miljoner år tillbaka och nubiologer har äntligen uppskattat hur många: 2,5 miljarder. Skrämmande, eller hur? Om det är någon tröst så är det summan T. rex befolkning utspridda över 2,4 miljoner år. Så egentligen var det bara cirka 20 000 vuxna T. rexes lever på en gång.
Naturligtvis den sista generationen T. rex, tillsammans med hela dinosaurieriket, utplånades planeten för cirka 66 miljoner år sedan av en asteroid. Eller vänta, var det en komet? Det ärny teori som lagts fram av Harvard-astronomer för att förklara den så kallade Chicxulub Impactor, den astronomiska kroppen som skapade en 93 mil bred, 12 mil djup krater utanför Mexikos kust och, teoretiskt sett, dödade dinosaurierna. För att motverka den rådande asteroidteorin tror Harvard-astronomerna att en komet från utkanten av vårt solsystem hamnade utanför omloppsbanan av Jupiters gravitationsfält och bröts i bitar. Sedan smällde en särskilt stor bit - den eventuella Chicxulub Impactor - in i jorden, orsakade stor förödelse och utplånade dinos.
En en miljon år gammal mammut får sin DNA-sekvens
Mer än 60 miljoner år efter dinosaurierna levde mammutar stora, vilket forskare känner till på grund av den omfattande fossilhistoriken. I år gav sådana fossiler en aldrig tidigare skådad upptäckt: denäldsta forntida djurgenom någonsin återhämtat sig. Vid sekvensering av DNA från tre mammuttänder extraherade från den sibiriska permafrosten, fastställde forskare att fossilerna var mer än en miljon år gamla, vilket utplånade det tidigare rekordet som en 560 000 till 780 000 år gammalt benben av häst. DNA: t antyder också en separat härstamning, möjligen en annan art, av mammut som forskarna inte var medvetna om tidigare.
NASA lanserar det mest kraftfulla rymdteleskopet någonsin*
Ett internationellt evenemang som har varit decennier på väg kommer äntligen (förhoppningsvis!) att hända den 24 december*. Efter flera förseningar,James Webb rymdteleskop – det största och mest avancerade vetenskapliga teleskopet i rymdutforskningens historia – är planerat att sprängas av från Franska Guyana ombord på Ariane 5-raketen. Det kommer att ta 30 dagar att resa nästan 1 miljon miles till en stabil plats i rymden och ytterligare sex månader att veckla ut instrumenten, justera och kalibrera. När det spårar jordens bana runt solen under de kommande decennierna, kommer det infraröda kikaren direkt att observera delar av universum som tidigare inte kunde ses, vilket avmystifierar ursprunget och utvecklingen av vår planet, solsystem och galaxer bortom.
Vi lär oss att spåra globala utbrott i realtid
En av de största skillnaderna mellan covid-pandemin och spanska sjukan 1918 är hur vi spårar den. Det är nästan otänkbart att vi en gång var tvungna att följa döds- och infektionsfrekvensen med lokal beräkning - och hade i princip inget sätt att veta om nya virala varianter. Nu, ledd av WHO, har forskare ett kolossalt globalt samarbete för att övervaka spridningen och utvecklingen av SARS-CoV-2. Enorma mängder data har samlats in och delats över gränserna, vilket gör det möjligt för forskare att få snabbt få en uppfattning om hur en variant som Omicron sprider sig och påverkar fallnummer och sjukhusvistelser. Vi hade inte den här typen av teknik tillgänglig i början av pandemin. Från och med april 2021 innehöll GISAID-databasen online endast en miljon genomiska SARS-CoV-2-sekvenser. Det är efter ungefär 16 månaders pandemi. Men under de åtta månaderna sedan har ytterligare fem miljoner sekvenser lagts till. Genomisk sekvensering av SARS-CoV-2 har med andra ord blivit tio gånger snabbare sedan i våras. Denna prestation visar att en av vetenskapens största utmaningar inte är upptäckt, utan delar med sig av upptäckter, och länder över hela världen gör det nu på ett sätt som de aldrig har gjort innan.
Quantum Computing blir kommersiellt
Det som tar dagens bästa superdatorer flera dagar eller veckor att bearbeta, kvantdatorer kan slå ut inom några sekunder. Det är därför kvantberäkningar, som utnyttjar kvantfysikens lagar för oöverträffad bearbetningskapacitet, anses redan vara bland de största vetenskapliga genombrotten under den 21:a århundrade. Så småningom är det tänkt att revolutionera tillverkning, meteorologi, cybersäkerhet, nationellt försvar och mycket mer.
Tja, 2021 kom "så småningom" närmare än någonsin. I november presenterade IBM sin127-qubit Eagle, den mest kraftfulla kvantprocessorn hittills. Tidigare denna månad debuterade företaget Quantinuum med världens första kommersiella produkt byggd från kvantdatorer: en molnbaserad cybersäkerhetsplattform som heterQuantum Ursprung. Med världens främsta teknikföretag och forskningsinstitutioner som tävlar om att utveckla denna nästa generations teknologi, förvänta dig att kvantdatorer ska komma upp på vår lista igen nästa år, och nästa och nästa...
