Іноді доводиться шукати дерева в лісі. Гарні новини 2021 року були схожі на безліч саджанців — маленькі дерева, загублені в лісі інфляції, пандемії та катастрофічних погодних явищ. Придивіться ближче, і ви знайдете безліч причин для підбадьорення, наукові відкриття та досягнення, які дають людству щиру надію.
Зокрема, у 2021 році була створена одна з найефективніших вакцин, коли-небудь створених, за рекордно короткий термін. Але це лише початок. Ми були свідками інших чудових проривів у біології, астрономії, медицині, інженерії, обчислювальній техніці, геноміці та багатьох інших наукових галузях.
З такою кількістю вражаючих досягнень у 2021 році було важко вибрати найбільш значущий, але ми все одно спробували. Ось наші улюблені 15 моментів, про які варто розповісти дітям. Приготуйтеся до того, що ваш розум здувається.
Найшвидше впровадження вакцини в історії
Розробку, тестування та впровадження вакцин проти COVID-19 називають «місяцем» нашого покоління. Це може бути заниженням. Завдяки відданим медичним дослідникам і десяткам тисяч повсякденних американців, які брали участь у клінічних випробуваннях, Управління з контролю за продуктами і ліками (FDA) у грудні минулого року надала дозвіл на екстрене використання вакцин Pfizer і Moderna для дорослих, а потім одноразову вакцину Johnson & Johnson цього лютий. З тих пір вакцина стала доступною для дітей від 5 років. Це розгортання вакцини для 94 відсотків населення (поки що за винятком молодше 5 років) трохи більше ніж за рік. Раніше найшвидшою вакциною, яка переходила від розробки до впровадження, була вакцина проти паротиту в 1960-х роках, яка займала приблизно
Регенеровані кінцівки? Спробуйте, все тіло
Багато тварин можуть відростити відірваний хвіст або ногу, втрачену хижаком, але морські слимаки мають найкрутіший трюк з регенерацією. Як виявив цього року японський вчений, ці слизькі істоти можуть навмисно відрубати собі головувиростити нове тіло протягом тижнів. Відрізана голова виживає сама по собі, тоді як вона відновлює життєво важливі органи та кінцівки, ймовірно, завдяки здатності слимаків до фотосинтезу через всі водорості, які вони їдять. Ще більш вражаючим є те, що викинуте тіло живе тижнями, перш ніж врешті-решт померти. Дослідники вважають, що морські слимаки використовують цей прохолодний маневр, щоб обдурити хижаків і втекти неушкодженими або, можливо, пережити паразитарне ураження нижньої частини тіла.
Технологія інтерфейсу "мозок-комп'ютер" заповнена Аватар
Інтерфейси «мозок-комп’ютер» (BCI) мають великі перспективи для людей з паралічем, дозволяючи їм це зробити керувати роботизованими кінцівками, інвалідними візками, клавіатурами та іншими гаджетами, просто думаючи про переміщення їх тіла. Але поки що BCI в основному були віднесені до налаштувань дослідження, оскільки їм потрібні були громіздкі кабелі для підключення голови людини до комп’ютера та зовнішнього пристрою.
Вже ні. ПрестижнийBrainGate Дослідницька група розробила перший у світі повністю бездротовий BCI з високою пропускною здатністю, який передає сигнали мозку так само швидко і чітко, як кабельні системи. У недавньомуклінічне дослідження, новий пристрій дозволив двом людям із тетраплегією вказувати, клацати та друкувати на планшеті з точністю та швидкістю — без проводів. Потрібні додаткові дослідження, але це серйозний крок до виведення ІМК з лабораторії в реальний світ, щоб допомогти людям з паралічем відновити незалежність.
Правда там поза (тепер доступна в Бібліотеці Конгресу)
Безмежне захоплення американців непізнаними літаючими об’єктами нарешті віддалося в 2021 році. У січні, згідно з Законом про свободу інформації, веб-сайт The Black Vault опублікував нещодавно розсекречені ЦРУбаза даних кожного спостереження НЛО повідомляє військовий льотчик, датований 1980-ми роками. Водночас ЦРУзавантажив десятки записів спостережень НЛО з 1940-х до початку 1990-х років.
Тоді, у червні, Пентагон видав довгоочікуваний документзвіт на дев'яти сторінках підсумовуючи все, що він стверджує, що знає про неідентифіковані повітряні явища, або UAP, його фантастичний термін для НЛО. Шокер: Уряд багато чого не знає. У звіті стверджується, що UAP не є військовими кораблями США, але в іншому випадку це грає на «непереконливу» карту. Але эй, хоча досьє не може прояснити багато таємниць, величезний дамп даних повинен тримати одержимих НЛО детективів-крісел захопленими на довгі роки.
Розвиток мозку дитини набуває свого місячного моменту
Близько 90 відсотків розвитку мозку людини відбувається до п’яти років. І хоча нейробіологи нещодавно дізналися багато про те, як і коли відбуваються різні події, особливо внутрішньоутробно, вони ще багато чого не знають, зокрема про вплив природи на виховувати. Ці відповіді надійшли завдяки найбільшому та найповнішому випробуванню раннього розвитку мозку, яке розпочалося цієї осені.
КрізьДослідження здорового мозку та розвитку дитини, дослідники по всій країні будуть відстежувати різноманітну групу з 7500 вагітних людей та їхніх дітей протягом наступного десятиліття. Використовуючи нейровізуалізацію та психологічні оцінки, вони мають на меті накреслити «нормальну» дугу розвитку мозку та виявити, як до і постнатальне середовище та вплив (стрес, соціально-економічний статус, вживання батьків наркотиків, COVID тощо) впливають на це, а також на те, як мозок дітей адаптуватися. Це історичне дослідження може розкрити поширені таємниці про аутизм, дислексію та інші проблеми, пов’язані з нервовим розвитком у дітей, емоційними та поведінковими проблемами.
ВООЗ схвалила першу вакцину від малярії для дітей
Задовго до COVID малярія була — і на момент публікації все ще залишається — однією з найсмертоносніших інфекційних захворювань на планеті. Цей збудник, що передається комарами, щорічно вбиває півмільйона людей, переважно в Африці на південь від Сахари. Більше половини цих вбивств від малярії – діти віком до 5 років. Тепер, після століття зусиль, вчені зробили нарешті розробили безпечну, ефективну вакцину від малярії (до речі, перша вакцина від будь-якого паразитарного захворювання), якіВсесвітня організація охорони здоров’я (ВООЗ) дала зелене світло для всіх дітей групи ризику в жовтні. Якщо припустити, що країни надають пріоритет розповсюдженню вакцин, за оцінками експертів, цей прорив може статисязапобігти 5,3 мільйонам випадків малярії і 24 000 смертей серед дітей до 5 років щороку.
Дослідники лікують (одної людини) цукровий діабет 1 типу
За оцінками, 1,6 мільйона американців живуть з цукровим діабетом 1 типу (він же юнацький діабет), включаючи 200 000 дітей та дорослих у віці до 20 років. Це небезпечне для життя аутоімунне захворювання, при якому підшлункова залоза припиняє виробляти інсулін для контролю рівня цукру в крові, майже завжди потребує інтенсивного лікування 24/7 без відомих ліків.
Можливо, це зміниться. На шок і захоплення експертів з діабету, експериментальне лікування, проведене в рамках поточного клінічного випробування, виявилосявилікувати 64-річного чоловіка від цукрового діабету 1 типу, що було б першим у світі. Після отримання інфузій клітин, що виробляють інсулін, вирощених зі стовбурових клітин, організм людини тепер виробляє інсулін самостійно, даючи йому «цілком нове життя», як він сказав. Нью-Йорк Таймс.
Оскільки це відкриття є частиною п’ятирічного дослідження за участю 16 інших учасників, ще зарано говорити з упевненістю, чи є лікування ефективним і безпечним у довгостроковій перспективі. Але це найперспективніша розробка, яку бачив світ щодо лікування цукрового діабету 1 типу, і цілком імовірно, щоб змусити батьків або дитину, які живуть з типом 1, кататися на колесах.
На Марсі NASA збирає каміння, а потім літає на жахливому вертольоті
У лютому, майже через сім місяців після запуску із Землі, надскладний марсохід NASA Perseveranceприземлився на Марс. Автомобіль проведе майже два роки на червоній планеті, досліджуючи ландшафт, шукаючи докази минулого марсіанського життя та збираючи геологічні зразки, щоб повернути їх на Землю. Потім, у квітні, гелікоптер NASA Ingenuity Mars на сонячній батареї став першим в історії літаком, який створивконтрольований політ на іншій планеті. До 8 грудня Ingenuity здійснила 17 успішних польотів.
Вчені виявили 301 нову планету
Марс був не єдиним небесним тілом, яке робило новини у 2021 році. У листопаді вчені NASA підтвердили існування301 нова екзопланета — планети, які обертаються навколо зірок, відмінних від Сонця — в результаті чого загальна кількість екзопланет становить 4870. Безумство перевірки пов’язане з новою технологією глибокого навчання ExoMiner NASA, яка оцінює дані, зібрані космічним кораблем Kepler, щоб відрізнити законні екзопланети від переконливих підробок.
Однією з найбільших відмінностей між пандемією COVID та іспанкою 1918 року (останньою глобальною пандемією) є те, як ми її відстежуємо. Майже неможливо уявити, що колись нам доводилося стежити за рівнем смертності та зараженості за місцевими підрахунками — і, по суті, не мали можливості знати про нові варіанти вірусу. Тепер під керівництвом ВООЗ учені мають колосальне глобальне співробітництво для моніторингу поширення та еволюції SARS-CoV-2. Величезні обсяги даних були зібрані та передані через кордони в режимі реального часу, що дозволяє дослідникам отримувати їх швидко отримати уявлення про те, як такий варіант, як Delta або Omicron, поширюється та впливає на кількість випадків і госпіталізації. На початку пандемії у нас не було такої технології. Станом на квітень 2021 року онлайн-база даних GISAID містила лише один мільйон геномних послідовностей SARS-CoV-2. Через вісім місяців було додано ще п’ять мільйонів послідовностей. Іншими словами, з весни секвенування генома SARS-CoV-2 стало в десять разів швидше. Це досягнення підкреслює, що однією з найбільших проблем науки є не відкриття, а діляться відкриттями, і країни по всьому світу зараз роблять це так, як ніколи не робили раніше.
Сонячні панелі стають дешевшими, кращими, швидшими, міцнішими
Оскільки середня вартість сонячної панелі різко впала на 90 відсотків між 2010 і 2020 роками, виробництво електроенергії безпосередньо від сонця стає все дешевшим і дешевшим. Це чудова новина, оскільки вона допомагає зрушити нашу залежність від викопного палива, ключового фактора зміни клімату. Однак, на жаль, сонячні панелі не стали набагато ефективнішими за останні роки, що завадило широкому поширенню цієї форми чистої енергії.
Щоб вирішити цю проблему, інженери шукали альтернативні матеріали, які можуть перевершити стандартний кремній, що використовується в сонячних панелях, і при цьому бути недорогими. Вони покладали великі надії на перовскіти, атомарно тонкі ґратчасті матеріали, які високоефективно перетворюють сонячне світло в енергію. Єдина проблема? Ультрафіолетові промені та волога миттєво знищують перовскіти, заважаючи їх корисності.
Але цього року інженери Університету Райса розробили та пройшли дорожні випробуваннясонячні батареї з двовимірних перовскітів. Їх винахід працює набагато краще, ніж попередні моделі і витримує стихію. Дослідники виявили, що трюк із двовимірними перовскітами полягає в тому, що сонячне світло стискає простір між атомними шарами, щоб підвищити ефективність до 18 відсотків — величезний стрибок вперед у цій області. Оскільки сонячні компанії в усьому світі працюють над комерціалізацією перовскітних сонячних елементів, цей прорив в кінцевому підсумку повинен прискорити перехід суспільства на сонячну енергію.
Хірурги зробили першу успішну трансплантацію руки і плеча
У січні Жан-Мішель Дюбернар, доктор медичних наук, той самий хірург, який зробив першу в історії кисть, подвійну руку Часткова пересадка обличчя стала ще одним історичним подвигом: перші в світі подвійні руки і плече пересадка. Операція, проведена у Франції, пройшла приголомшливо. Одержувач, 49-річний Фелікс Гретарссон з Ісландії, який втратив обидві руки в результаті електричної аварії в 1998 році, постійно набирав мобільності протягом року, показуючи свій прогрес уInstagram. Тепер він може розгинати біцепси, брати предмети та обіймати онуку. Експерти очікують, що в найближчі роки він досягне більших успіхів. На жаль, Дюбернар помер у липні, але не раніше, ніж дав Гретарсінану цілком нове життя.
Палеонтологи підраховують 2,5 мільярд Т. рекси бродять по планеті
Цього року вчені дізналися багато нового про масивних істот, які населяли Землю багато мільйонів років тому. Перш за все, динозаври. Страшний хижак тиранозавр Рекс бродили по Північній Америці, починаючи майже 70 мільйонів років тому, і заразбіологи нарешті підрахували, скільки: 2,5 млрд. Страшно, правда? Якщо це якийсь комфорт, то це всього Т. рекс населення розповсюджено понад 2,4 млн років. Тож насправді дорослих було лише близько 20 000 Т. рекси живе в один час.
Звичайно, це останнє покоління Т. рекс, разом з усім царством динозаврів, були стерті з планети приблизно 66 мільйонів років тому астероїдом. Або зачекайте, це була комета? Це тенова теорія, висунута астрономами Гарварду щоб пояснити так званий імпактор Chicxulub, астрономічне тіло, яке створило кратер шириною 93 милі і глибиною 12 миль біля узбережжя Мексики і, теоретично, вбив динозаврів. Усупереч поширеній теорії астероїдів, астрономи з Гарварду вважають, що комета з околиць нашої Сонячної системи була виведена з орбіти гравітаційним полем Юпітера і розбилася на шматки. Потім особливо великий шматок — можливий Chicxulub Impactor — врізався в Землю, завдаючи серйозного хаосу та знищуючи динозаврів.
У мільйонного мамонта секвенують ДНК
Більше ніж через 60 мільйонів років після динозаврів мамонти жили великими, про що дослідники знають завдяки великій літописі скам’янілостей. Цього року такі скам’янілості дали безпрецедентне відкриття:найдавніший геном древніх тварин коли-небудь видужав. Під час секвенування ДНК трьох зубів мамонта, вилучених із сибірської мерзлоти, вчені визначили, що скам’янілості були понад мільйон років, знищивши попередній рекорд, записаний Кістка ноги коня віком від 560 000 до 780 000 років. ДНК також припускає наявність окремої лінії, можливо, іншого виду мамонта, про яку вчені раніше не знали.
NASA запускає найпотужніший космічний телескоп*
Міжнародна подія, яка готувалася десятиліттями, нарешті (будемо сподіватися!) відбудеться 24 грудня*. Після багаторазових затримок,Космічний телескоп Джеймса Вебба — найбільший і найдосконаліший науковий телескоп в історії освоєння космосу — планується запустити з Французької Гвіани на борту ракети Ariane 5. Знадобиться 30 днів, щоб подолати майже 1 мільйон миль до стабільного місця в космосі і ще шість місяців, щоб розгорнути прилади, вирівняти та відкалібрувати. Оскільки він відстежує орбіту Землі навколо Сонця протягом наступних кількох десятиліть, інфрачервоний об’єктив буде безпосередньо спостерігати частини Всесвіт раніше невидимий, тим самим демістифікуючи походження та еволюцію нашої планети, Сонячної системи та галактик за її межами.
Ми вчимося відстежувати глобальні спалахи в режимі реального часу
Однією з найбільших відмінностей між пандемією COVID і іспанкою 1918 року є те, як ми її відстежуємо. Майже неможливо уявити, що колись нам доводилося стежити за рівнем смертності та зараженості за місцевими підрахунками — і, по суті, не мали можливості знати про нові варіанти вірусу. Тепер під керівництвом ВООЗ учені мають колосальне глобальне співробітництво для моніторингу поширення та еволюції SARS-CoV-2. Величезні обсяги даних були зібрані та передані через кордони, що дозволило дослідникам отримати швидко отримати уявлення про те, як такий варіант, як Omicron, поширюється та впливає на кількість випадків та госпіталізації. На початку пандемії у нас не було такої технології. Станом на квітень 2021 року онлайн-база даних GISAID містила лише один мільйон геномних послідовностей SARS-CoV-2. Це приблизно після 16 місяців пандемії. Але за вісім місяців після цього було додано ще п’ять мільйонів послідовностей. Іншими словами, з весни секвенування генома SARS-CoV-2 стало в десять разів швидше. Це досягнення підкреслює, що однією з найбільших проблем науки є не відкриття, а діляться відкриттями, і країни по всьому світу зараз роблять це так, як ніколи не робили раніше.
Квантові обчислення стають комерційними
Те, що на обробку сучасних суперкомп’ютерів займає кілька днів або тижнів, квантові комп’ютери можуть вийти з ладу за лічені секунди. Ось чому квантові обчислення, які використовують закони квантової фізики для безпрецедентного можливості обробки, вже вважається одним з найбільших наукових проривів 21-го століття. Зрештою, це має змінити виробництво, метеорологію, кібербезпеку, національну оборону та багато іншого.
Що ж, 2021 рік став «зрештою» ближчим, ніж будь-коли. У листопаді IBM представила його127-кубітний орел, найпотужніший квантовий процесор. Раніше цього місяця компанія Quantinuum представила перший у світі комерційний продукт, створений на основі квантових обчислень: хмарну платформу кібербезпеки під назвоюКвантове походження. Оскільки провідні світові технологічні компанії та науково-дослідні установи намагаються вдосконалити цю технологію нового покоління, очікуйте, що квантові обчислення знову увійдуть до нашого списку наступного року, і наступного, і наступного…
