Zehn Haupterrungenschaften der Wissenschaft. Laserwaffen sind bereits Realität. Der Roboterdominanz einen Schritt näher

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Das neue Jahr hat begonnen und deshalb hat der BBC Russian Service die 10 bemerkenswertesten wissenschaftlichen und technischen Errungenschaften der letzten 12 Monate ausgewählt.

1. Der Weg zur schnellen Genombearbeitung ist eröffnet

Abbildungs-Copyright SPL Bildbeschreibung Mittlerweile lässt sich die menschliche DNA schnell bearbeiten, obwohl noch niemand weiß, wozu das führen könnte

Eine Gruppe chinesischer Genetiker berichtete Anfang des Jahres in wissenschaftliche Veröffentlichungüber die erste erfolgreiche Episode der Bearbeitung der DNA eines menschlichen Embryos mit der CRISPR-Methode.

Die Methode der ortsselektiven Genombearbeitung mithilfe eines Enzyms, das anhand der Anleitung eines komplementären RNA-Leitfadens die erforderliche Sequenz eines DNA-Strangs erkennt, verspricht revolutionäre Veränderungen in der Erforschung und Behandlung einer Reihe von Krankheiten: von Krebs über unheilbare Viruserkrankungen bis hin zu erbliche genetische Störungen wie Sichelzellenanämie und Down-Syndrom.

Viele Biologen fordern jedoch aus ethischen Gründen äußerste Vorsicht bei der Anwendung dieser Methode der Gentechnik.

2. Autonome Stromversorgungssysteme Powerwall

Abbildungs-Copyright Reuters Bildbeschreibung Das Powerwall-Batteriesystem ist bereits ab 3.000 US-Dollar im Angebot

Der Chef des amerikanischen Unternehmens Tesla Motors, Elon Musk, sagte auf einer Pressekonferenz, dass er mit der Massenproduktion leistungsstarker Lithium-Ionen-Powerwall-Batterien beginnt, die eine große Ladung akkumulieren und diese bei Bedarf nach und nach an das Netzwerk abgeben können.

Dieses System mit einer Leistung von bis zu 10 kW/h ist für den Einsatz in Privathäusern und Kleinbetrieben vorgesehen.

Die Batterien können über Sonnenkollektoren und andere Stromquellen aufgeladen werden.

Der weit verbreitete Einsatz dieses Geräts hat das Potenzial, die Energieverteilungsmechanismen in Zukunft völlig zu verändern. Die Batterien werden bereits produziert und in den berühmten Elektrofahrzeugen der Volta-Serie eingesetzt.

3. Auf dem Mars gibt es flüssiges Wasser

Abbildungs-Copyright SPL Bildbeschreibung Es gibt immer mehr Hinweise darauf, dass vor 3,5 Milliarden Jahren Ozeane auf dem Mars existierten. Dieses Wasser verbleibt in Form von Eis in den Oberflächenschichten des Bodens.

Wissenschaftler, die den Mars erforschen, haben gesagt, dass die dunklen Streifen, die in den wärmeren Monaten auf der Oberfläche des Planeten erscheinen, möglicherweise durch periodische Ströme flüssigen Wassers entstehen.

Satellitenbilder der NASA zeigen charakteristische Streifen an den Berghängen, ähnlich wie Salzablagerungen.

Wie in einer von Wissenschaftlern des Georgia Institute of Technology unter der Leitung des Astronomen Lujendra Oji durchgeführten und in der Fachzeitschrift Nature Geoscience veröffentlichten Studie festgestellt wurde, könnten diese Daten bedeuten, dass auf dem Mars möglicherweise noch Leben in irgendeiner Form existiert, da das Vorhandensein von Wasser die Wahrscheinlichkeit erhöht der Existenz primitiver Formen - sagen wir Mikroben.

4. Bionische Linsen beenden Katarakte und Myopie

Abbildungs-Copyright Getty Bildbeschreibung Mit neuen Linsen können Sie die Brennweite des Auges schnell ändern und eine beispiellose Sehschärfe erzielen

Der kanadische Optiker Dr. Gareth Webb hat ein neues System bionischer Linsen erfunden, das es einem Menschen ermöglicht, eine dreimal höhere Sehschärfe als normal zu erreichen.

Das Ocumetics Bionioc-Linsensystem wird in einem einfachen, schmerzlosen chirurgischen Eingriff, der acht Minuten dauert, in das Auge implantiert.

Mit einer winzigen biomechanischen Kamera, die in das Objektiv integriert ist, können Sie die Brennweite schneller ändern als mit einem gesunden Auge.

5. Neuronen aus Polymeren

Bildbeschreibung Polymerneuronen wurzeln leicht im Gehirn und werden vom Körper nicht abgestoßen

Schwedische Forscher haben das weltweit erste künstliche Neuron geschaffen, das die Funktionen einer menschlichen Gehirnzelle vollständig nachahmen kann, einschließlich ihrer Fähigkeit, chemische Signale in elektrische Impulse umzuwandeln und diese an andere Zelltypen weiterzuleiten.

Bisher sind die physikalischen Abmessungen solcher Geräte um ein Vielfaches größer als die Parameter echter Neuronen im menschlichen Gehirn. Wie die Leiterin des Forschungsteams, Agneta Richter-Dahlfors vom Karolinska-Institut in Stockholm, sagte, sei eine Reduzierung auf die gewünschte Größe in naher Zukunft jedoch durchaus möglich.

Die Transplantation solcher Geräte in das Gehirn wird die Behandlung neurologischer Erkrankungen wie dem Parkinson-Syndrom und Rückenmarksverletzungen radikal verändern.

6. Ein Schritt hin zu einem funktionierenden Fusionsreaktor

Abbildungs-Copyright AP Bildbeschreibung Der Tri Alpha Energy-Reaktor unterscheidet sich vom üblichen Tokamak-Design durch das Vorhandensein von Protonenbeschleunigern

Dem bislang kaum bekannten kalifornischen Unternehmen Tri Alpha Energy ist es gelungen, Plasma mit einer Temperatur von 10 Millionen Grad Celsius einzuschließen.

Die experimentelle Fusionsanlage des Unternehmens verwendet nicht externe Magnete, um das Plasma einzuschließen, wie in Tokamaks, sondern Strahlen geladener Teilchen, die in das Plasma geschossen werden und einen einschließenden „Käfig“ um es herum bilden. Den Forschern gelang es, eine Plasmaeinschlussdauer von 5 Millisekunden zu erreichen, was den größten Durchbruch auf dem Gebiet der Fusionsforschung darstellt.

7. Falsche Erinnerungen können transplantiert werden

Abbildungs-Copyright SPL Bildbeschreibung Erstmals war es möglich, auf der Ebene der Bildung des assoziativen Gedächtnisses aktiv in die Funktion des Gehirns einzugreifen

Neurowissenschaftler in Frankreich waren die ersten, die gefälschte Erinnerungen in die Gehirne von Mäusen implantierten.

Mithilfe implantierter Elektroden zur direkten Stimulation und Aufzeichnung der Aktivität von Neuronen stellten sie assoziative Verbindungen im Gehirn schlafender Tiere her, die beim Erwachen nicht verschwanden und deren Verhalten beeinflussten.

Karim Benchenan und seine Kollegen am Nationalen Zentrum für wissenschaftliche Forschung in Paris führten Experimente an 40 Mäusen durch und implantierten Elektroden in das mediale Vorderhirnbündel, das die mit Nahrung und Belohnung verbundenen Emotionen steuert, sowie in die CA1-Region des Hippocampus, die enthält mindestens drei verschiedene Arten von Zellen, die für die räumliche Orientierung notwendige Informationen kodieren.

8. Einen Weg gefunden, Morphin aus Hefe herzustellen

Abbildungs-Copyright Getty Bildbeschreibung Morphin kann mittlerweile industriell hergestellt werden

Wissenschaftler haben eine Möglichkeit entwickelt, Zucker mithilfe von Hefe in Morphin und andere ähnliche Schmerzmittel umzuwandeln.

Heutzutage werden Schmerzmittel aus Schlafmohn hergestellt.

Da Heroin auch aus Morphin hergestellt wird, warnen Wissenschaftler, dass die Entdeckung es einfacher machen wird, das Medikament zu Hause herzustellen.

9. Plutos Oberfläche ist mit tiefen Rillen übersät

Abbildungs-Copyright NASA Bildbeschreibung Es stellte sich heraus, dass die Oberfläche von Pluto anders war als die der Planeten im Sonnensystem

Im Juli dieses Jahres erreichte die amerikanische Raumsonde New Horizons die Nähe des Zwergplaneten Pluto und seines Satellitensystems, dessen größter Charon ist. Die eingesandten Fotos wurden zu einer Sensation in der Planetenwissenschaft und enthüllten völlig unerwartete Merkmale der Topographie des Planeten und des Mechanismus seiner Entstehung.

Pluto hat eine verdünnte Atmosphäre und sogar einen Wechsel der Jahreszeiten.

10. Die Drei-Eltern-Befruchtung ist nun Realität.

Abbildungs-Copyright SPL Bildbeschreibung Mitochondriale genetische Defekte sind relativ selten, aber jetzt besteht die Möglichkeit, sie zu beenden

Das britische Parlament hat einem Gesetzentwurf zugestimmt, der die künstliche Befruchtung mit genetischem Material von drei Elternteilen legalisiert.

Manche Frauen haben defekte mitochondriale Gene, was zur Geburt von Kindern mit schweren genetischen Erkrankungen führen kann – Muskeldystrophie, Herzfehler, neurologische Störungen. Neue Methode ermöglicht es Ihnen, Mitochondrien in einer Eizelle durch Material zu ersetzen, das von einem Spender und nicht nur von leiblichen Eltern stammt.

Experten der American Academy of Neurology haben herausgefunden, dass der Konsum von zuckerhaltigen Getränken und Limonaden die Schwere der Symptome von Multipler Sklerose, einer häufigen Autoimmunerkrankung, die das Zentralnervensystem betrifft, verstärkt. Nervensystem. Dies wurde in einer Pressemitteilung auf EurekAlert! berichtet. An der Studie nahmen 135 Personen teil.

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Laut dem britischen Physiker Stephen Hawking droht der Menschheit in 100 Jahren der Tod aufgrund der unerträglichen Hitze, die durch die globale Erwärmung entstehen wird. Darüber sprach der Wissenschaftler in der zweiten Folge der Dokumentarserie „Favorite Places“, berichtet CNET. Wie..

Erfolge, die sicherlich nützlich sind – Sieg über das Fieber, harmlos – Pentaquarks wurden gefunden, interessant – Psychologie ist immer noch nicht gerade eine Wissenschaft, und solche, die zum Nachdenken anregen

Ein weiteres Jahr unserer Reise in eine Zukunft, die beängstigend und verlockend ist, geht zu Ende. Der Hauptmotor dieser Bewegung ist die Wissenschaft, aber wohin genau führt sie die Zivilisation? Die Antwort wird klarer, wenn wir die Ergebnisse zusammenfassen, die wichtigsten wissenschaftlichen Durchbrüche des ausgehenden Jahres, die Aussichten für ihre Entwicklung und ihre Autoren – „Fortschritte“ in unserer Terminologie – hervorheben .

1. Ebola besiegt

Durchbruch: Es stellte sich heraus, dass der Ebola-Impfstoff wirkte und die Impfkampagne wirksam war.

Fortschritter: Public Health Agency of Canada und Pharmaunternehmen Merck.

Einzelheiten: Wo ist Ebola geblieben? Russische (und vielleicht nicht nur russische) Fernsehzuschauer begannen diese Frage etwa Mitte 2015 zu stellen, als die wichtigste „Horrorgeschichte“ der letzten Monate nicht mehr in den Nachrichten auftauchte. Einige äußerten sich sogar im Sinne von Verschwörungstheorien: Sie sagten, dass sie uns mit Informationen über die Epidemie Angst machten, um uns von etwas Wichtigerem und Schrecklicherem abzulenken, und als sie uns ablenkten, hörten sie auf, uns Angst zu machen. Tatsächlich ist alles einfacher: Mitte des Sommers begannen die Krankheitsausbrüche zurückzugehen – der von der kanadischen Gesundheitsbehörde entwickelte und vom Pharmaunternehmen Merck verbesserte Impfstoff begann zu wirken.

Die Epidemie, die im März 2014 in Guinea begann und die größte seit der Entdeckung des Ebola-Virus wurde, spornte die Forscher an und Arbeiten, die sonst ein Jahrzehnt hätten dauern können, wurden in zehn Monaten erledigt. Der Impfstoff wurde geschaffen. Im April 2015 verabreichten Ärzte den Menschen die ersten Impfungen. Innerhalb von drei Monaten wurden 100 mit Ebola infizierte Menschen für das Experiment ausgewählt und mehr als 2.000 Verwandte und Stammesgenossen der Infizierten geimpft. Später stellte sich heraus, dass von den Menschen, die den Impfstoff erhielten, nur 16 erkrankten. Die Impfung begann systematisch: Sobald ein Ebola-Erkrankter identifiziert wurde, wird jeder in seinem unmittelbaren Umfeld sofort „zu einer Spritze“ geschickt.

Vor Beginn der Impfkampagne registrierten Ärzte ständig neue Krankheitsfälle. Nach der Einführung des Impfstoffs begann die Ebola-Epidemie allmählich abzuklingen.

Aussichten: Die Weltgesundheitsorganisation schätzt, dass der neue Impfstoff eine Wirksamkeit zwischen 75 und 100 Prozent haben wird. Wenn das Medikament mindestens anderthalb Jahre früher entwickelt worden wäre, wären Tausende von Menschen gerettet worden: Bei der Epidemie von 2014–2015 kamen 11.315 Menschen ums Leben, und mehr als 28.000 weitere waren krank, konnten aber überleben. In den ersten beiden Dezemberwochen 2015 trat Ebola kein einziges Mal auf. Es lässt sich nicht abschätzen, wie viele Leben der Impfstoff in Zukunft retten wird, aber Vertreter der WHO sagen bereits, dass sich zum ersten Mal seit 40 Jahren die Spielregeln ändern: Jetzt liegt der Vorteil auf der Seite des Menschen , nicht der Virus.

2. Wir sind nach Pluto geflogen

Durchbruch: Die Sonde New Horizons erreichte Pluto und sammelte zahlreiche Daten über den Zwergplaneten und seinen Mond Charon.

Fortschritter: Der NASA, obwohl wir Percival Lowell, der die Existenz von Pluto vorhersagte, und Cloud Tombaugh, der ihn entdeckte, ebenso viel zu verdanken haben.

Einzelheiten: Die New Horizons-Mission startete bereits im Jahr 2006, als Pluto noch als vollwertiger Planet galt und beispielsweise noch niemand von Facebook gehört hatte. Neun lange Jahre lang näherte sich die Raumsonde stetig Pluto, blieb größtenteils im Winterschlaf und wachte nur von Zeit zu Zeit auf, um ihren Kurs anzupassen und Weltraumobjekte zu fotografieren, die in ihre Nähe kamen. Ich muss sagen, die Objekte kamen genau richtig rüber: Allein die Wolken des Jupiter sind es wert. Und während New Horizons an Io vorbeiflog, machte es eine Reihe von Bildern, die Vulkanausbrüche auf seiner Oberfläche zeigten, die dann sogar zu einem vollständigen Video zusammengefügt wurden (das erste Video eines Vulkanausbruchs außerhalb der Erde!). Aber das alles war nur eine Vorbereitung auf den großen Erfolg, der die Sonde im Jahr 2015 erwartete. Es wurden Farbfotos von Pluto und seinem treuen Satelliten Charon aufgenommen. Sogar Leute fernab der Astronomie begannen über Fotografien mit dem „Herzen von Pluto“ (dem Stickstoffmeer) zu sprechen.

Aussichten: Insgesamt beobachtete das Gerät Pluto neun Tage lang und sammelte dabei etwa 50 Gigabit an Informationen. Nun überträgt er die gesammelten Daten langsam zur Erde. Nach Angaben der NASA wird die Übertragung bis Ende 2016 fortgesetzt, da ihre Geschwindigkeit 2000 Bit pro Sekunde nicht überschreitet. Die gewonnenen Informationen werden es uns ermöglichen, einige Hypothesen zu testen, beispielsweise über das Vorhandensein von Wasser unter dem Ozeaneis oder über die Zusammensetzung der Atmosphäre eines Zwergplaneten. Damit ist die Mission aber noch nicht beendet: Am 1. Januar 2019 ist ein Vorbeiflug am Asteroiden 2014 MU69, einem typischen Vertreter des Kuipergürtels, geplant. Vielleicht gelingt es, weitere würdige Ziele zu finden, zu denen die Sonde geschickt wird. Aber New Horizons hat schon viel erreicht. Das letzte Mal, dass die Menschheit Bilder eines unbekannten Planeten erhielt, war 1989 – damals war es Neptun. Und es gibt keine unerforschten Planeten mehr im Sonnensystem.

3. Menschliche Gene bearbeitet

Durchbruch: Die CRISPR/Cas9-Genomeditierungsmethode wurde an menschlichen Genen getestet und verbessert.

Fortschritter : Gentechniker aus China und den USA.

Einzelheiten: Im vergangenen Jahr wurden bahnbrechende Experimente mit der revolutionären und einfachen Gen-Editing-Methode CRISPR/Cas9 fortgesetzt, die uns die Möglichkeit gibt, mithilfe spezieller Enzyme den gewünschten Abschnitt der DNA zu finden und ihn durch Ausschneiden oder Hinzufügen von Zeilen genetischen Programmcodes zu verändern. Am skandalösesten war das Experiment chinesischer Bioingenieure, die die Methode an zunächst nicht lebensfähigen menschlichen Embryonen testeten. Das Ergebnis enttäuschte sogar die Wissenschaftler selbst: Von 86 Embryonen gelang es nur bei 28 dem Ersatzkomplex, den gewünschten DNA-Abschnitt zu kontaktieren. Das Experiment wurde unter anderem von der Zeitschrift Nature kritisiert. In einem kritischen Artikel wurden Wissenschaftler aufgefordert, die Methode aufgrund der Vielzahl unerwünschter Mutationen und unvorhersehbarer Folgen nicht am Menschen anzuwenden, und machten darauf aufmerksam, dass Misserfolge in Experimenten einen Schatten auf erfolgreiche Versuche werfen, einzelne Organe mit diesem System zu behandeln . Doch sehr bald gelang es amerikanischen Wissenschaftlern, die Effizienz der CRISPR/Cas9-Methode um eine Größenordnung zu steigern und die Fehlerzahl auf nahezu Null zu reduzieren. Wir stehen kurz vor der technischen Möglichkeit, das menschliche Genom zu verändern.

Aussichten: Auf einem Gipfel, der sich der Bearbeitung des menschlichen Genoms widmete, kamen Wissenschaftler zu dem Schluss, dass es noch nicht an der Zeit sei, die Gene zu bearbeiten, die vor der Geburt eines Kindes vererbt werden. Dieses vorübergehende Verbot gilt nicht für Behandlungen, deren Ergebnisse nicht vererbt werden. Sie haben die „Korrektur“ des menschlichen Genoms nicht vollständig verboten, mit der Begründung, dass es immer diejenigen geben wird, die sich dazu entschließen, das Verbot zu brechen. Die Gentechnik muss ihre Techniken perfektionieren, um den Schlüssel zur Bearbeitung vererbter Gene bereitzustellen. Dies wird es im ersten Schritt ermöglichen, einige Krankheiten zu heilen, die durch Veränderungen in einzelnen Genen und langfristig möglicherweise auch im Erscheinungsbild verursacht werden verschiedene Möglichkeiten„Posthumane“, die mit ihrem Genom experimentieren.

4. Sie haben einen „Übergangslink“ ausgegraben

Durchbruch: Die Überreste des ältesten Menschen namens Homo naledi wurden analysiert – der anatomischen Struktur nach zu urteilen, sind dies die meisten frühe Vertreter eine Gattung von Menschen, die vor 2–3 Millionen Jahren lebten und behaupten, ein „Übergangsglied“ zwischen Australopithecus-Affen und Menschen zu sein.

Fortschritter: Lee Berger und die mit ihm arbeitenden Paläoanthropologen.

Einzelheiten: Im Jahr 2013 entdeckten zwei Höhlenforscher einen Durchgang in eine kleine Kammer in einem engen Tunnel des Rising-Star-Höhlensystems, in dessen Boden sensationelle Knochen lagen. Der Paläontologe Lee Berger organisierte eine groß angelegte Expedition zu der Höhle, die heute Dinaledi heißt. Nur die schlanksten Forscher hatten die Chance, einen für einen Paläontologen beispiellosen Reichtum zu sehen: In der Höhle fanden sie ein fast vollständiges Skelett, eine perfekt erhaltene Hand und einen perfekt erhaltenen Fuß und insgesamt mehr als eineinhalbtausend Skelettfragmente von 15 Menschen unterschiedlichen Geschlechts und Alters. Ein Hauch von Mysterium trug zum sensationellen Charakter dieser Entdeckung bei. Nur ein Tunnel führte in die Höhle, lang und extrem eng, und Geologen behaupteten, dass es nie einen anderen Weg gegeben habe. Wissenschaftler haben keine Spuren gefunden Menschliche Aktivität: Transport von Wasser, Herstellung von Werkzeugen, Feuer, was es den Menschen der Antike ermöglicht haben könnte, durch die Höhle zu navigieren. Aber wie und vor allem warum gelangten sie durch den „Skinner“ in diese Zelle? Haben sie sich auf der Suche nach einem Unterschlupf oder einem Ort, an dem sie in Frieden sterben konnten, durch die Höhle gekämpft, oder haben ihre Stammesgenossen so etwas wie einen primitiven Friedhof in der Höhle eingerichtet und Leichen dorthin geschleppt? Die Datierung von Fossilien könnte bei der Beantwortung dieser Frage helfen. Dazu mussten Wissenschaftler das Sediment auf den Knochen, die Zusammensetzung von Flora und Fauna, vulkanischen Tuffstein oder Sand untersuchen. Doch davon war in der geschlossenen Höhle nichts zu finden, außer Steinstaub von den Wänden und der Decke, der die entdeckten Knochen mit einer 15 Zentimeter dicken Schicht bedeckte. A die wichtigsten Neuigkeiten Es stellte sich heraus, dass die Forscher Vorfahren entdeckten, die der Wissenschaft noch nicht bekannt waren, etwa Australopithecinen, deren Überreste häufig in dieser Gegend gefunden wurden.

Als Ergebnis der Forschung beschrieb eine Gruppe von Anthropologen die neue Art unsere Vorfahren – Homo naledi oder „Sternmann“ („naledi“ bedeutet „Stern“ aus der südafrikanischen Sesotho-Sprache). Zwei bisher veröffentlichte Artikel beschreiben ausführlich die Merkmale der Hände und Füße Alter Mann. Die Struktur der Hand weist darauf hin, dass Homo naledi Werkzeuge herstellte, geschickt auf Bäume kletterte und aus einem noch unbekannten Grund über sehr entwickelte Daumen verfügte. Die Beine des „Starman“ erwiesen sich als lang und seine Füße unterschieden sich kaum von denen moderner, sodass er an lange Läufe angepasst war.

Aussichten: Der genaue Platz im Stammbaum des Homo naledi konnte bisher nicht gefunden werden, auch das Alter der Fossilien ist noch nicht geklärt. Dazu müssen Wissenschaftler die Knochen mit Radiokarbon datieren und das Rising Star-Höhlensystem weiter untersuchen.

5. Einen Pentaquark gefangen

Durchbruch: Im Juli gaben Physiker die Entdeckung einer neuen Klasse von Teilchen bekannt, deren Existenz Wissenschaftler vor einem halben Jahrhundert vorhergesagt, aber nicht beweisen konnten: Pentaquarks.

Fortschritter: Der Artikel über die Entdeckung des Pentaquarks hat etwa 700 Autoren, und im Allgemeinen wird die Ehre der Entdeckungen, die am Large Hadron Collider gemacht wurden, von Tausenden von Menschen geteilt, die ihn geschaffen haben und jetzt dort arbeiten.

Einzelheiten: Quarks sind Grundteilchen, aus denen zwei Klassen zusammengesetzter Teilchen gebildet werden: Baryonen (das sind die Protonen und Neutronen, aus denen der Atomkern besteht) und Mesonen. Baryonen bestehen aus drei Quarks und Mesonen aus zwei: einem Quark und einem Antiquark. Typischerweise bilden Quarks keine komplexen Strukturen – setzt man mehrere Quarks zusammen, verbinden sie sich nicht, sondern zerfallen sofort in Mesonen und Baryonen. Warum das so ist, kann die moderne Physik noch nicht erklären, denn theoretisch hindert nichts die Quarks daran, sich zu Gruppen von 4 oder 5 Teilchen zusammenzuschließen: zu Tetra- oder Pentaquarks.

Die Möglichkeit solcher Assoziationen wurde 1964 nachgewiesen, und seitdem haben Physiker Dutzende Experimente durchgeführt, um Teilchen zu finden, die aus zwei Quarks und zwei Antiquarks (Tetraquarks) bzw. vier Quarks und einem Antiquark (Pentaquarks) bestehen. Bis zum Ende des ersten Jahrzehnts der 2000er Jahre gaben mehr als zehn Wissenschaftlerteams aus verschiedenen Ländern positive Ergebnisse bei der Suche nach Pentaquarks bekannt. Doch keines dieser Ergebnisse konnte in größeren Experimenten bestätigt werden. Die Suche nach einem Pentaquark galt zunehmend als undankbare Aufgabe und war zum Scheitern verurteilt.

Die Entdeckung am Large Hadron Collider erfolgte fast zufällig: Physiker untersuchten den Zerfall eines Lambda-Baryons und sahen unerwartet ein Pentaquark. Angesichts des schlechten Rufs des Pentaquarks gingen die Physiker sehr ernsthaft an die Untersuchung des entdeckten Teilchens heran, maßen lange Zeit Masse, Parameter und Quantenzahlen und überprüften die Ergebnisse erneut. Am Ende wurden Daten von sehr hoher statistischer Aussagekraft gewonnen – die Existenz einer neuen Teilchenklasse wurde offiziell nachgewiesen.

Aussichten: Ein Pentaquark ist nicht nur ein neues Teilchen, sondern eine Möglichkeit, Quarks zu einer geordneten Mehrkomponentenstruktur zu kombinieren, über deren Eigenschaften wir noch wenig wissen. Der Large Hadron Collider hat zwei Pentaquarks mit ähnlicher Masse gleichzeitig entdeckt, und nun werden Physiker versuchen zu erklären, wie das möglich ist. Es wird wahrscheinlich möglich sein, verschiedene Arten von Pentaquarks zu entdecken.

6. Die meisten psychologischen Untersuchungen haben sich als unzuverlässig erwiesen.

Durchbruch: Es stellte sich heraus, dass von 100 psychologischen Experimenten nur 39 reproduzierbar sind. Die erzielten Ergebnisse sollten zu einer Veränderung im Prozess der wissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung führen.

Fortschritter: Zusammenarbeit für Open Science, geleitet von Brian Nozek.

Einzelheiten: Die Reproduzierbarkeit von Ergebnissen ist eine der Haupteigenschaften der Wissenschaft. Was bringt es, wenn man sagt, dass es Ihnen gelungen ist, eine kontrollierte thermonukleare Reaktion durchzuführen, bei der die erzeugte Energie die aufgewendete Energie übersteigt, wenn dann niemand Ihren Erfolg wiederholen kann? Letzten Endes wird dies tatsächlich bedeuten, dass die Menschheit nichts Neues erhalten hat, auch wenn Sie Recht haben. Die Ergebnisse psychologischer Forschung versprechen oft viel und klingen ziemlich laut. Jeder fragt sich, ob beispielsweise die Angstreaktion bei Kindern und Erwachsenen unterschiedlich ist. Es stellte sich jedoch heraus, dass die Bestätigung der Ergebnisse solcher Experimente nicht so einfach ist. Psychologen der Collaboration for Open Science haben vier Jahre damit verbracht, in führenden Psychologiezeitschriften veröffentlichte Experimente zu reproduzieren, und die Ergebnisse der Studie waren enttäuschend. Den Wissenschaftlern zufolge konnten sie nur 39 von 100 Arbeiten reproduzieren, und das, obwohl 97 % der Originalpublikationen die statistische Signifikanz ihres Ergebnisses erklärten. Nun ja... Es könnte schlimmer sein, oder?

Aussichten: Natürlich sieht dieses Ergebnis auf den ersten Blick überhaupt nicht wie ein Durchbruch in der Wissenschaft aus. Dies bedeutet schließlich, dass psychologische Experimente meist falsch durchgeführt oder die Zuverlässigkeit ihrer Ergebnisse falsch eingeschätzt wird. Aber es ist viel besser, wenn das Problem erkannt und behoben wird, als wenn alle fleißig so tun, als ob es es nicht gäbe. Hier kommt die Forschung der Collaboration for Open Science zum Tragen. Wissenschaftler sind sich darüber im Klaren, dass die statistische Signifikanz der Ergebnisse es uns nicht immer erlaubt, die Bedeutung einer Entdeckung zu beurteilen, und werden versuchen, den Forschungsprozess transparenter und die Ergebnisse zuverlässiger zu gestalten. Vielleicht erwartet uns bald ein ganzer wissenschaftliche Revolution, was die Art und Weise des Wissenserwerbs in der Psychologie radikal verändern wird. Und gleichzeitig werden sie psychologischen Experimenten mehr vertrauen.

7. Eine neue Art von Antibiotikum wurde isoliert

Durchbruch: Im Juli veröffentlichte die Zeitschrift Nature zum ersten Mal seit 30 Jahren einen Artikel über die Entdeckung einer neuen Klasse von Antibiotika – Teixobactin.

Fortschritter: Das Antibiotikum wurde von einem Team von Biologen aus den USA, Deutschland und Großbritannien „gezüchtet“.

Einzelheiten: Die meisten der heute verwendeten Antibiotika wurden in den 60er Jahren des 20. Jahrhunderts entwickelt und seitdem haben viele Bakterien Resistenzen gegen sie entwickelt. Einige gefährliche Krankheiten wie Tuberkulose wurden einst durch gewöhnliches Penicillin unterdrückt. Aber jetzt könnten Tuberkulose und andere halb vergessene Infektionen wieder zu Massenkillern werden.

Das Paradoxe besteht darin, dass Pharmaunternehmen aufgrund der Geschwindigkeit, mit der neue Antibiotika ihre Wirksamkeit verlieren, aufgehört haben, in die Modifizierung bestehender Medikamente und die Entwicklung neuer Formen zu investieren. Man könnte sagen, sie haben aufgegeben. Das Problem der bakteriellen Resistenz gegen Antibiotika gilt als eine der größten Bedrohungen für die Menschheit in naher Zukunft.

Forscher von NovoBiotics Pharmaceuticals haben eine völlig neue Methode zur Herstellung von Antibiotika eingesetzt. Sie griffen nicht auf bekannte Stämme zurück, die im Labor gezüchtet werden können, sondern beschlossen, in der Hauptquelle der Bakterien – im Boden – nach einem neuen Antibiotikum zu suchen. Wissenschaftler haben ein Gerät entwickelt, das in den Boden versenkt werden kann und Bakterien das Wachstum in ihrer natürlichen Umgebung ermöglicht. Die Substanzen, die diese Bakterien während ihrer Lebensprozesse freisetzen, wurden anschließend an damit infizierten Mäusen getestet gefährliche Krankheiten. Eine dieser Substanzen hatte ausgeprägte antibiotische Eigenschaften und erwies sich als sehr wirksam gegen die meisten grampositiven Bakterien, die gegen alle anderen Antibiotika resistent sind. Dabei handelt es sich um eine neue Art von Antibiotikum.

Typischerweise „verderben“ Antibiotika die Proteine ​​von Bakterien, und diese reagieren, indem sie sich an ihre Angriffe anpassen, indem sie die Struktur des Proteins so verändern, dass es gegenüber dem Antibiotikum unempfindlich wird. Doch der gefundene Stoff schädigt so wichtige Enzyme, die für den Aufbau der Bakterienzellwand verantwortlich sind, dass jede Veränderung an ihnen für das Bakterium tödlich ist. Vorausgesetzt, dass das neue Antibiotikum mit großer Vorsicht eingesetzt wird – nur dort, wo andere Medikamente machtlos sind, können Bakterien frühestens in 30 bis 40 Jahren eine Resistenz dagegen entwickeln.

Aussichten: Das Unternehmen plant, das neue Medikament innerhalb von fünf Jahren auf den Markt zu bringen, und es wird eine Rettung für diejenigen sein, die derzeit nicht geheilt werden können. Dies ist jedoch nicht die wichtigste Errungenschaft der Wissenschaftler: Die von ihnen entdeckte Methode zur Suche nach neuen Antibiotika könnte sich öffnen neue Ära bei der Entwicklung von Antibiotika und wir werden etwas haben, um der Bedrohung globaler Epidemien durch mutierte Bakterien entgegenzuwirken.

8. Beschlossen, den Planeten abzukühlen

Durchbruch: Streng genommen ist dies nicht der Fall wissenschaftliche Leistung, aber diplomatisch und öffentlich, aber auf wissenschaftlicher Basis und sehr wichtig. Im Dezember verabschiedeten die UN-Länder ein neues Klimaabkommen – das Pariser Abkommen. Ihm zufolge dürfte sich der Planet bis zum Ende des Jahrhunderts nicht mehr als zwei Grad Celsius erwärmen. Die Länder verpflichten sich, alles zu tun, um diesen Schwellenwert sogar auf eineinhalb Grad zu senken.

Fortschritter: Vertreter der gesamten Menschheit - Pariser Abkommen von 195 Ländern akzeptiert.

Aussichten: In den letzten 5.000 Jahren hat sich die Erde nur um 4–5 °C erwärmt, doch von 1980 bis 2020 ist die Temperatur auf der Planetenoberfläche jedes Jahrzehnt um 0,25 °C gestiegen. Im pessimistischen Szenario der UN wird sich der Planet im 21. Jahrhundert um 2,6–4,8 °C erwärmen, was Auswirkungen auf das Leben von Milliarden Menschen haben wird. Schmelzende Gletscher, die zu einem Anstieg des Meeresspiegels und Überschwemmungen von Inseln und Küsten von Kontinenten, Dürre usw. führen werden globale Katastrophen Dies ist jedoch nur ein Teil der vorhergesagten Konsequenzen.

Industrie und Energie sind in den meisten Ländern der Welt auf die Verbrennung fossiler Brennstoffe angewiesen. Dieser Prozess ist am meisten für die Emission von Treibhausgasen verantwortlich, die nach Ansicht der meisten Wissenschaftler die globale Erwärmung auslösen. Der Verzicht auf fossile Brennstoffe ist nun unmöglich, aber im Rahmen des Abkommens einigten sich die UN-Länder darauf, auf einen schrittweisen Übergang zu einer CO2-freien Wirtschaft hinzuarbeiten. Energie wird effizienter genutzt, Länder werden neue, umweltfreundliche Technologien einführen, erneuerbare Energiequellen nutzen und ihre Volkswirtschaften diversifizieren, wenn sie zu stark von der Produktion und dem Verbrauch von Kohlenwasserstoff-Brennstoffen abhängig sind. Jedes Land bestimmt selbstständig, um wie viel es seine Emissionen reduzieren kann.

Den Konferenzteilnehmern in Paris war bewusst, dass solch schwerwiegende Veränderungen zu Schwierigkeiten in der Wirtschaft vieler Länder führen könnten, sowohl bei den Lieferanten als auch bei den aktiven Verbrauchern von Kohlenwasserstoff-Brennstoffen. Die am stärksten gefährdeten Länder erhalten jährlich finanzielle Unterstützung von anderen Staaten, verschiedenen internationalen Organisationen und dem kommerziellen Sektor. Die Staaten werden einen Emissionsmarkt schaffen, eine neue Steuer einführen und Investitionen in neue Energien und Industrie fördern.

Aussichten: Das Pariser Abkommen ist rechtsverbindlich, aber noch nicht unterzeichnet. Damit es in Kraft treten kann, muss es von mindestens 55 Ländern ratifiziert werden. Dieser Prozess wird im April 2016 beginnen und das ganze Jahr über andauern. Wenn das Abkommen unterzeichnet wird und die Länder die darin dargelegten Verpflichtungen einhalten, hat die Menschheit bessere Chancen, den Planeten so zu belassen, wie er in den letzten 5.000 Jahren war.

9. Tiergehirne zu einem funktionierenden Netzwerk verbinden

Durchbruch: Neurowissenschaftler der Duke University haben die Gehirne mehrerer Ratten zu einem Netzwerk verbunden und das Netzwerk gezwungen, Probleme zu lösen.

Fortschritter: Miguel Nicolesis und sein Laborpersonal.

Einzelheiten: Wissenschaftler haben das Problem des gegenseitigen Verständnisses radikal angegangen. Neurowissenschaftler der Duke University kombinierten die Gehirne von vier erwachsenen Ratten und das daraus resultierende „Brainet“ (Gehirnnetzwerk) löste ganz wichtige Aufgaben wie Bildverarbeitung, Speichern und Abrufen von Informationen und sogar die Vorhersage des Wetters. Es entstand gewissermaßen eine Art organischer Computer, dessen Produktivität die Produktivität eines separaten Gehirns übertraf. Was die Testratten darüber dachten, wird leider nicht berichtet. Aber es wäre interessant zu wissen, wie es ist, ein gemeinsames Gehirn für vier zu haben ...

Aussichten: Die Forschung von Nicolesis trägt zur Entwicklung von Gehirn-Computer-Schnittstellen und Rehabilitationsmethoden für Menschen mit Behinderungen bei. motorische Funktionen, aber die Hauptsache hier ist vielmehr, dass ein Präzedenzfall für die praktische Umsetzung von „Brainet“ geschaffen wurde. Darüber hinaus werden vier unglückliche, mit Elektroden gefesselte Ratten aus der Kategorie Science-Fiction in die Kategorie vielversprechender Technologieprojekte „Neuronet“ überführt – ein zukünftiges Analogon des Internets, in dem die Interaktion von Menschen, Tieren und Maschinen mithilfe von Neurokommunikation erfolgt. Es ist schwer vorstellbar, was für ein Leben dies den Menschen bringen wird. Vielleicht wird ein Mensch, der durch ein Nervennetzwerk mit der Welt verbunden ist, überhaupt kein eigenes „Ich“ haben, sondern nur „Wir“, ähnlich wie in der berühmten Dystopie von Jewgeni Samjatin.

10. Den Alterungsprozess umgekehrt

Durchbruch: Es wurde eine Methode entwickelt, die es ermöglicht, menschliche Telomere, die Endabschnitte der Chromosomen, um bis zu tausend Nukleotide zu verlängern, deren Länge maßgeblich den Alterungsprozess unseres Körpers bestimmt.

Fortschritter: Ein Forscherteam der Stanford University unter der Leitung von Helen Blau.

Einzelheiten: Die Vermehrung gesunder Zellen im Körper erfolgt durch deren Teilung. Bei jeder Teilung werden die Enden der Telomere kleiner. Bei jungen Menschen entsprechen die Telomere einer Länge von 8.000 bis 10.000 Nukleotiden. Wenn wir wachsen und altern, nehmen diese „Kappen“ ab und erreichen irgendwann den Punkt, an dem es kein Zurück mehr gibt – die Zelle hört auf, sich zu teilen, und stirbt schließlich ab. Und das allmähliche Absterben von Zellen, das die „Vermüllung“ des Körpers mit sich bringt, ist nach Ansicht vieler Wissenschaftler die Hauptursache für das Altern.

Die Abhängigkeit der Alterungsprozesse des Körpers vom Zustand der Telomere war bereits bekannt, ebenso wie die Tatsache, dass gesundes Bild Das Leben verlangsamt ihre Verkürzung, aber Stanford-Forscher schlugen eine grundlegend andere Methode vor: Sie bewiesen, dass es möglich ist, die Endabschnitte der Chromosomen durch externe medizinische Eingriffe direkt zu vergrößern.

Das Hauptwerkzeug der neuen Technologie war modifizierte RNA, die das Telomerase-Reverse-Transkriptase-Gen trägt. Nach der Einführung einer solchen RNA beginnen sich die Zellen wie junge Zellen zu verhalten und sich aktiv zu teilen. Zwar beginnen sich die verlängerten Enden der Telomere mit jeder neuen Teilung wieder zu verkürzen.

Aussichten: Die Menschen haben schon immer nach der Antwort auf die Frage gesucht: „Wie kann man glücklich bis ans Ende seiner Tage leben?“ Und wenn Glück nicht so einfach ist, dann haben wir dank der Ergebnisse abgeschlossener Forschung gute Chancen, unsere Tage deutlich zu verlängern. Die Fortsetzung der Forschung verspricht Erfolg bei der Entwicklung von Medikamenten, deren regelmäßige Einnahme die Lebensdauer verlängern wird aktives Leben Zellen, aus denen unser Körper besteht, was bedeutet, dass wir ein paar zusätzliche Jahre Zeit haben werden, um die Antwort auf den zweiten Teil der Frage zu finden – nach dem Glück.

Früchte des Fortschritts

10 Technologien, die 2015 in das Leben der Menschen Einzug gehalten haben

1.Hoverboard statt Hoverboard

Für eine ganze Generation war 2015 unter anderem das Jahr, in dem Marty McFly in „Zurück in die Zukunft“ ankam. Anders als im Film sind in der heutigen Realität noch keine Hoverboards (also fliegende Skateboards) zu sehen. Aber Hoverboards kommen schnell in Mode. Nach Angaben der Entwickler funktioniert das Gerät, bestehend aus einer horizontalen Plattform für die Füße und zwei von zwei Elektromotoren gesteuerten Rädern, wie der menschliche Vestibularapparat: Kreiselsensoren signalisieren den Elektromotoren, sich bei einer Schwerpunktverlagerung vorwärts oder rückwärts zu drehen. vorwärts) entsprechend. Während Hoverboards immer häufiger von Prominenten und Liebhabern fortschrittlicher Gadgets genutzt werden, ist es möglich, dass diese Geräte bald Roller und Rollschuhe verdrängen werden. Das Einzige, was Hoverboards noch tun müssen, ist, sicherer zu werden.

2.Gentechnisch veränderte Tiere

Das vergangene Jahr brachte mehrere wichtige Fortschritte bei der Verbreitung von im Labor gezüchteten Tieren. Zur Fieberbekämpfung wurden in der brasilianischen Stadt Piracicaba gentechnisch veränderte Mücken des britischen Unternehmens Oxitec eingesetzt. Eine künstliche Mutation in den Genen männlicher Mücken überträgt ein Gen auf weibliche Mücken, das ihre Nachkommen vor der Pubertät tötet. Durch diese Maßnahme soll die Population fieberübertragender Mücken stark reduziert werden.

Eine weitere große Neuigkeit war die Genehmigung für die Produktion und den Verzehr des ersten gentechnisch veränderten Tieres in den Vereinigten Staaten. Es handelte sich um AquAdvantage-Lachs mit eingebetteter DNA, die das Wachstum der Fische beeinflusst. Lachs galt als gleichermaßen sicher für die menschliche Gesundheit und die Umwelt.

3.Kleiner, schneller, günstiger Kurier

Die Rede ist nicht von Zwergen, sondern von kleinen Drohnen Flugzeug mit Fernbedienung. Die Zahl der kommerziell genutzten Drohnen ist im Jahr 2015 exponentiell gestiegen. Schon jetzt liefern sie Waren an Kunden aus, überwachen die Situation auf den Straßen und werden für viele andere Zwecke eingesetzt, deren Reichweite sich noch erweitern wird: So werden Drohnen beispielsweise bald ein Internetsignal in die entlegensten Winkel der Erde übertragen. Der größte amerikanische Online-Shop Amazon verspricht in naher Zukunft mit einem neuen Service die Lieferung von Waren mit einem Gewicht von bis zu 2,3 ​​kg innerhalb einer halben Stunde und für nur 1 Dollar. Und in Japan schickt die Polizei mit Netzwerken ausgestattete Drohnen in den Himmel: Es gibt so viele Drohnen, dass die Notwendigkeit besteht, potenziell gefährliche zu fangen.

4. Personalisierte Realität

Im Jahr 2015 gab Facebook Nutzern die Möglichkeit, Beiträge von Personen zu markieren, die sie in ihrem Newsfeed sehen oder nicht sehen wollten. Bis zu diesem Zeitpunkt wurde der Newsfeed des Nutzers völlig automatisch gefüllt: Der Computer analysierte die Historie seiner Likes, Kommentare und Aufrufe, um Präferenzen zu erkennen und den Feed mit Informationen zu füllen, die für ihn von Interesse sein könnten. Jetzt analysiert die Maschine auch, welche Publikationen Sie bewusst priorisieren oder aus Ihrem Feed ausschließen, sodass Sie dies so wenig wie möglich tun müssen. Die Möglichkeit, selbstständig an der Gestaltung des Newsfeeds mitzuwirken, hat die Funktion jedoch völlig verändert Soziales Netzwerk. Dies ist nicht nur eine Website, die Sie besuchen, um herauszufinden, was es Neues im Leben Ihrer Freunde gibt, und nicht einmal, um Neuigkeiten zu erfahren. Dies ist ein Informationsraum, in dem Sie genau und nur das erfahren, was Sie wissen möchten.

5.Internet für Glühbirnen

In der Welt der künstlichen Beleuchtung, wie auch anderswo im Leben, entfalten sich die digitale Revolution und die allgemeine „Internetisierung“ – nur werden anstelle von Menschen Lampen an das Netzwerk angeschlossen. Dank der lichtemittierenden Dioden (LED), einem Halbleiterbauelement, das Licht aussendet, wenn Strom durch es fließt, verschmilzt die Beleuchtungstechnik mit der Informationstechnologie. LEDs sind wesentlich sparsamer als andere Glühbirnen, ihr attraktivster Vorteil ist jedoch, dass ihre Parameter gesteuert werden können. Ein beispielhaftes Beispiel für den schnell wachsenden Smart-Lighting-Markt ist Philips‘ Hue, das sich ganz einfach per Smartphone steuern lässt, indem man Farbe, Farbtemperatur und Helligkeit ändert oder verschiedene Programmmodi einstellt – zum Beispiel stellt das Programm am frühen Morgen eine Kühle ein Licht, das zum Arbeiten anregt, und abends – warm, angenehm und beruhigend. Und externe Sensoren ermöglichen beispielsweise eine automatische Anpassung des Beleuchtungsniveaus je nach Wetter und Tageszeit. Lichtveränderungen, die dank LEDs auftreten, sind nicht nur im Alltag wichtig – im vergangenen Jahr wurden sie auch in der Landwirtschaft eingesetzt, die immer weniger „ländlich“ wird – Pflanzen werden in Räumen mit künstlich gesteuertem Licht angebaut, wo z Für jede Art von beispielsweise Salat werden die optimalen Parameter der Lichtstrahlung ausgewählt.

6. Roboter zu Hause zusammenbauen

Mikrocomputer und Fertigbausätze zum Erstellen eigener elektronischer Geräte erlebten 2015 einen Boom. Auch die Community der Hersteller erfreute sich immer größerer Beliebtheit – so nennt man sie heute „Homemade People“, die es lieben, zu Hause „intelligente“ Geräte für sich selbst herzustellen. Jetzt kann jeder seinen eigenen Roboter zusammenbauen, basierend auf einem programmierbaren Mini-Computer wie Galileo oder Edison, mehreren Sensoren und verbunden mit einem globalen Netzwerk – die Palette der Konstrukteure erweitert sich, die Kosten für Komponenten sinken, es wird einfacher, sie zu verbinden und zu kombinieren sie, und Lehrmaterial kostenlos online verfügbar. Im Jahr 2015 boten Giganten wie Intel, IBM, Microsoft und Amazon den Nutzern eine „Cloud“-Infrastruktur für die Verwaltung selbstgebauter Geräte sowie die Speicherung und Verarbeitung der von ihnen erstellten Daten an. Übrigens kann die Verarbeitung von Daten aus solchen Handwerken auf der ganzen Welt eine neue Ära in der „Digitalisierung der Welt“ und der Bildung verschiedener Datenbanken einleiten.

7. Sprachbarrieren überwinden

Die Interaktion zwischen Menschen, die verschiedene Sprachen sprechen, war schon immer ein großes Problem. Es ist schwierig, sich die globale Weltordnung und Kultur ohne sie vorzustellen Sprachbarrieren, aber es scheint, dass die Menschen auf dem Planeten sehr bald beginnen werden, sich ohne Übersetzer zu verstehen. Im Jahr 2015 startete Skype einen Dienst zur simultanen Sprachübersetzung von Gesprächspartnern, die Englisch, Deutsch und Französisch sprechen (und zur Übersetzung von SMS-Nachrichten aus 50 Sprachen der Welt). Dies ist eindeutig erst der Anfang einer Revolution in der Welt der automatisierten Simultanübersetzung – es scheint, dass die Zeit endlich gekommen ist, den Turmbau zu Babel fertigzustellen.

8.Supercomputer als Arzt

IBM, der Erfinder des Watson-Supercomputers, hat im Frühjahr die Cloud-Plattform IBM Watson Health auf den Markt gebracht. Einfach ausgedrückt: Watson AI lebt jetzt in der Cloud und wird zur Analyse medizinischer Daten verwendet. Insbesondere hilft es Ärzten, eine genauere Diagnose zu stellen und eine Behandlung auszuwählen. IBM hat bereits mehrere Vereinbarungen mit großen globalen Marken geschlossen, die im Bereich Gesundheitsdienstleistungen tätig sind. Watson wurde darauf trainiert, mit großen Mengen medizinischer Daten zu arbeiten, sodass diese künstliche Intelligenz auf das Fachwissen von Forschern aus aller Welt zurückgreifen konnte. Watson verbessert sich ständig, erhält neue Daten, hilft dabei, Empfehlungen für den Patienten zu individualisieren und macht seltener Fehler als zweibeinige Ärzte.

9. Kinder von drei Elternteilen

Die britische Regierung genehmigte im Februar Gesetzesänderungen, um die Mitochondrienspende zu ermöglichen. Damit ist das Vereinigte Königreich das erste Land, in dem Kinder die Gene von drei statt zwei Elternteilen haben können. Mitochondrien sind winzig, verfügen aber über eigene Genom-„Akkumulatoren“ einer lebenden Zelle. Weltweit werden jedes Jahr etwa 6.500 Kinder mit mitochondrialen DNA-Defekten geboren, die tödlich sind oder zu schweren Hirnschäden führen. Mitochondriale DNA wird beim Menschen nur über die mütterliche Linie übertragen, und Wissenschaftler haben herausgefunden, wie man Schäden beseitigen kann, indem man Mitochondrien von einer gesunden Frau im Stadium der „In-vitro-Konzeption“ transplantiert. Vor der Abstimmung wurde im Unterhaus mehr als zwei Stunden lang debattiert, und die Position der Befürworter des Änderungsantrags, angeführt vom Gesundheitsminister, erwies sich für die Mehrheit der Parlamentarier als überzeugender als die Position von die Kirche und andere Gegner der Novelle.

10. Computer haben Visionen gewonnen

Ein Bild in einem Foto oder Video festzuhalten ist nicht dasselbe wie „sehen“, also „verstehen“, was dort genau abgebildet ist. Maschinen das Sehen beizubringen bedeutet, ihnen beizubringen, Objekte zu benennen, Menschen zu erkennen und Beziehungen, Emotionen, Handlungen und Absichten zu verstehen. Im vergangenen Jahr wurde es hergestellt der wichtigste Schritt In diese Richtung – dank neuronaler Netzwerkmethoden des sogenannten „Deep Learning“ scheinen Programme in der Lage zu sein, Objekte zu erkennen, manchmal sogar besser als Menschen und sogar in Sätzen beschreiben, was sie auf dem Foto gesehen haben. Natürlich handelt es sich hierbei noch nicht um eine vollständige Vision – beispielsweise kann ein Computer die Schönheit eines Gemäldes nicht beurteilen. Doch nach und nach gewinnen Maschinen an Sehkraft. In naher Zukunft wird es einen Mechanismus geben, mit dem man Informationen mithilfe von Schlüsselwörtern in unzähligen Fotos und Videos im Internet suchen kann. Schritt für Schritt, und wir werden nicht bemerken, wie wir die Welt nicht nur durch unsere eigenen, sondern auch durch Computeraugen wahrnehmen.

– Evgenia Yakovleva

Neue Technologien und Entdeckungen dringen so schnell in unser Leben ein, dass wir irgendwann nicht mehr verstehen, ob es sich dabei um Science-Fiction oder Realität handelt.

Charakteristisches Zeichen eines Krebsgens

Nicht jeder Tumor ist gleich tödlich. Beispielsweise hat Prostatakrebs eine viel höhere Heilungsrate als ein Tumor in der Speiseröhre. Die gute Nachricht ist jedoch, dass Ärzte durch die Untersuchung des mutierten Genoms eines Tumors genau bestimmen können, ob der Krebs auf eine bestimmte Art von Chemotherapie empfindlich reagiert oder auf bekannte Behandlungen nicht anspricht. Mit anderen Worten: Wenn Sie den Subtyp eines Krebsgens kennen, können Sie direkt zu genau der klinischen Therapie übergehen, die das Leben des Patienten rettet.

Fliegende Autos

Für manche mag es immer noch wie eine Szene aus einem Science-Fiction-Film klingen, aber fliegende Autos gibt es bereits. Die Idee des amerikanischen Unternehmens Terrafujia verbraucht etwa sieben Liter Benzin pro 100 Kilometer wie ein Auto und 19 Liter pro Stunde wie ein Flugzeug. Das Auto bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 185 km/h durch die Luft und kann etwa 800 km ohne Landung fliegen. Sie können es bereits heute kaufen: eine Anzahlung von 10.000 Dollar.

Erster Planet mit VIER Sonnen entdeckt

Ein internationales Astronomenteam hat die Entdeckung eines Planeten bekannt gegeben, dessen Himmel von vier Sonnen erhellt wird – der erste bekannte Planet seiner Art. Er befindet sich fünftausend Lichtjahre von der Erde entfernt und erhielt den Namen PH1 zu Ehren von Planet Hunters, einem Programm der Yale University, bei dem Freiwillige nach neuen Planeten suchen.

Die NASA beginnt mit dem Einsatz von Roboter-Exoskeletten

Das X1-Exoskelett wiegt etwa 25 kg, enthält vier motorisierte und sechs passive Gelenke. Abhängig von den Einstellungen kann es die Bewegung behindern, was für Astronauten bei der körperlichen Betätigung in der Schwerelosigkeit nützlich ist, oder es hilft, Menschen mit gelähmten Beinen das Gehen zu ermöglichen.

Künstliche Blätter erzeugen Strom

Unter Verwendung relativ kostengünstiger Materialien schuf Daniel G. Nocera das erste echte künstliche Blatt der Welt. Die geschlossenen Abschnitte simulieren die Photosynthese, das Ergebnis ist jedoch Wasserstoff statt Sauerstoff. Wasserstoff kann in Brennstoffzellen gesammelt und zur Stromerzeugung genutzt werden, selbst an den entlegensten Orten der Erde.

Griechenland nutzt Autopilot-Busse

Die Einführung des automatisierten Transports in Europa begann in der griechischen Stadt Trikala, wo bereits vier kleine fahrerlose Busse im Probebetrieb auf den Straßen unterwegs sind. Diese Busse werden im Rahmen des von der EU geförderten Projekts CityMobil2 auf den Markt gebracht, dessen Ziel die Einführung automatisierter Straßentransportsysteme mit selbstfahrenden Bussen in Europa ist. Jeder Bus kann 10 bis 12 Passagiere mit einer Geschwindigkeit von bis zu 20 Kilometern pro Stunde befördern. Diese Geschwindigkeit mag langsam erscheinen, aber denken Sie daran, dass diese Busse elektrisch, leise und umweltfreundlich sind.

Der 3D-Drucker erstellt in einer Sitzung Häuser in Originalgröße

Ein riesiger Drucker namens D-Shape, entwickelt von Enrico Dini, ist in der Lage, ein zweistöckiges Gebäude komplett mit Räumen, Treppen, Rohren und Wänden zu drucken. Der Drucker verwendet ausschließlich Sand und mineralische Bindemittel und erzeugt ein Material, das so stark wie Stahlbeton ist und wie Marmor aussieht. Der Erstellungsprozess nimmt im Vergleich zu einem herkömmlichen Gebäude etwa ein Viertel der Zeit in Anspruch. Das gedruckte Haus hat eine abgerundete Architektur und kann ohne den Einsatz besonderer Kenntnisse und Fähigkeiten gebaut werden.

Erstes DNA-Foto gemacht

Mithilfe eines Elektronenmikroskops konnten Enzo di Fabrizio und sein Team vom Italienischen Institut für Technologie in Genua die berühmte Watson-Crick-Doppelhelix in ihrer ganzen Pracht fotografieren, indem sie DNA-Stränge auf einem Siliziumsubstrat platzierten, aus dem Säulen herausragten. Mit dieser Technik können Wissenschaftler beobachten, wie Proteine, Ribonukleinsäuren und andere Biomoleküle mit der DNA interagieren

Gentechnisch veränderte Seide ist stärker als Stahl

An der University of Wyoming haben Wissenschaftler eine Gruppe von Seidenraupen so verändert, dass sie Seide produzieren, die stärker als Stahl ist. Superstarke Seide kann in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet werden, beispielsweise als starke chirurgische Fäden für medizinisches Fachpersonal, als biologisch abbaubare Alternative zu Kunststoff für Unternehmen usw leichte Rüstung für das Militär.

Der DARPA-Roboter kann Hindernissen ausweichen

„DARPAtv“ von der Defense Advanced Defense Agency Forschungsprojekte veröffentlichte 2012 ein virales Video zum Thema Roboter. Der Roboter, den sie Pet-Proto nannten, lief eine speziell ausgestattete Route mit Hindernissen entlang und traf autonom Entscheidungen. Viele Leute, die sich dieses Video angesehen haben, waren der Meinung, dass die Menschheit dem Untergang geweiht ist, wenn dieser Roboter dasselbe ohne die Hilfe von Drähten tun kann

Laserwaffen sind bereits Realität

Haben Sie diese funkelnden Laser in den Filmen gesehen? Star Wars„ und „Terminator“ und dachten wahrscheinlich, dass sie nur in der Welt der Science-Fiction existierten. Du hast dich also geirrt! Die US-Armee verfügt über eine Laserwaffe namens Avenger. Es ist zwanzigmal heißer als ein Küchenbrenner und kann eine Artilleriegranate durchdringen. Mittlerweile werden damit improvisierte Sprengkörper zerstört, die dem US-Militär mehr Schaden zufügen als jede andere Waffe.

Augenprothesen geben Blinden das Sehvermögen zurück

Zwei Blinde in Großbritannien erhielten kürzlich in einer achtstündigen Operation Augenimplantate. Nach Jahren der Blindheit erlangten beide innerhalb weniger Wochen wieder ein „brauchbares“ Sehvermögen, konnten nun die Umrisse von Objekten erkennen und in Farbe träumen. Ärzte erwarten eine weitere Verbesserung, wenn sich das Gehirn wieder an das Sehvermögen gewöhnt.

Querschnittsgelähmter Mann nutzt erfolgreich gedankengesteuerten Roboterarm

Im Jahr 2012 lernte eine querschnittsgelähmte Frau, einen mechanischen Arm mit ihrem Verstand so gut zu kontrollieren, dass sie Schokolade essen konnte. Aber das Team der University of Pittsburgh hat damit nicht aufgehört. Durch die Verbesserung der Handtechnologie und die Zusammenarbeit mit dem Patienten Jan Scheuermann haben Forscher es ihr seitdem ermöglicht, zusätzlich zum einfachen Greifen vier neue Bewegungen zu beherrschen – Finger spreizen, kneifen, Hand voll und Abduktion Daumen, was die Manipulationsmöglichkeiten erweitert.

Sie können eine pillengroße Kamera schlucken, anstatt ein Endoskop einzuführen

Eine Darmspiegelung kann ein sehr unangenehmer Eingriff sein. Bei unklaren Ergebnissen muss der Test wiederholt werden, was für den Patienten Stress bedeutet. Die US-amerikanische Food and Drug Administration hat das Gerät zugelassen, das im Falle einer Wiederholungsstudie verwendet werden kann und den Körper einer minimalen Belastung aussetzt. Dies ist eine Miniaturkamera namens PillCam Colon. Es muss geschluckt werden, damit es durch den Magen-Darm-Trakt gelangt.

Die 3D-inFORM-Anzeige ermöglicht die Fernmanipulation physischer Objekte

Das von der Tangible Media Group des MIT erfundene inFORM-Pin-Display ermöglicht Benutzern die Interaktion mit Daten mit minimalen physischen Barrieren. Es ermöglicht Benutzern außerdem, virtuell durch einen Bildschirm zu treten und physische Objekte zu manipulieren, die möglicherweise tausend Meilen entfernt sind. Die aktuelle Version von inFORM hat eine sehr begrenzte räumliche Auflösung, aber wenn man es in Aktion sieht, erhält man einen starken Eindruck vom Potenzial solcher Geräte.

Ingenieure haben eine dünne künstliche Haut geschaffen, die auf Berührung reagiert

Eine neue Erfindung von Ingenieuren der UC Berkeley könnte dazu beitragen, dass Roboter empfindlicher auf Berührungen reagieren. Ein Forschungsteam unter der Leitung von Professor Ali Jawei vom Fachbereich Elektrotechnik und Informatik hat das erste interaktive Sensornetzwerk aus flexiblem Kunststoff geschaffen. Die neue elektronische Haut, oder E-Skin, leuchtet bei Berührung sofort auf. Je stärker der Druck, desto heller die Hintergrundbeleuchtung. Wir können uns nur fragen, ob James Cameron etwas wusste, was wir nicht wussten, als er in den 80er Jahren den ersten Terminator-Film drehte.

Wissenschaftler haben eine künstliche Gebärmutter geschaffen, wie im Film „The Matrix“

Das mag wie ein Gruselfilm-Skript klingen (ja, ich spreche von „Matrix“), aber in Wirklichkeit existiert bereits eine künstliche Gebärmutter. In Tokio haben Forscher eine Technik namens EUFI – ektopische Schwangerschaft – entwickelt. Sie entnahmen Ziegenföten, führten Katheter in weite Arterien der Nabelschnur ein und versorgten die Föten mit sauerstoffreichem Blut, während sie sich in einem Inkubator befanden, der mit auf Körpertemperatur erwärmtem künstlichem Fruchtwasser gefüllt war. Dank dieser Forscher sind wir dem Ziel, Batterien für unsere mechanischen Meister zu werden, einen Schritt näher gekommen.

Das menschliche Gehirn wird gehackt

Auf der jährlichen USENIX-Technikkonferenz zeigten Forscher eine Schwachstelle im menschlichen Gehirn auf. Mithilfe eines offen verkauften EEG-Headsets und eines Computerprogramms, das damit interagiert, zeigten sie, dass es möglich ist, Ihr Gehirn zu hacken und Sie dazu zu zwingen, Informationen preiszugeben, die Sie lieber geheim halten würden. Tatsache ist, dass im Enzephalogramm charakteristische Spitzen auftreten, wenn die Testperson vertraute Bilder erkennt, beispielsweise einen PIN-Code für eine Bankkarte oder das Gesicht eines Kindes.

Die Technologie der Unsichtbarkeitsumhänge hat einen großen Schritt nach vorne gemacht

Das aus British Columbia stammende Unternehmen HyperStealth Biotechnology zeigte dieses Jahr dem kanadischen und US-amerikanischen Militär einen funktionierenden Prototyp seines neuen Gewebes. Das „Quantum Stealth“ genannte Material lenkt Lichtwellen vom Träger ab, ohne dass Batterien, Spiegel oder Kameras zum Einsatz kommen. Es kann das Motiv nicht nur vor der Sicht, sondern auch vor Infrarotscannern schützen.

Durch Wände zu sehen wie Superman ist jetzt real

Am MIT arbeiten Ingenieure an einem Gerät, mit dem der Benutzer Daten darüber sammeln kann, was sich auf der anderen Seite der Mauer bewegt. Der Wi-Vi genannte Prototyp überträgt Bewegungen auf die gleiche Weise wie ein Echoortungsgerät.

Das erste Bein der Welt, vollständig von der Kraft der Gedanken gesteuert, geht spazieren

Dieses bionische Bein ist über zwei Nerven und Computersensoren mit seinem Besitzer verbunden und funktioniert wie ein normales menschliches Bein. Die Fehlerquote wird auf etwa 1,8 % geschätzt, was einer perfekten Gedankenkontrolle so nahe kommt, wie man nur erreichen kann. moderne Wissenschaft. Dieses am Chicago Center for Bionic Medicine entwickelte Bein ist der neueste Fortschritt in der Prothetik.

Abschnitt „Mechanik“

Was hilft Alligatoren, sich nahezu lautlos im Wasser zu bewegen und unbemerkt zu manövrieren? Es stellte sich heraus, dass es sich um Lungen handelte. Zoologen glauben seit langem, dass die Muskeln um die Lunge es Alligatoren ermöglichen, gleichzeitig zu atmen und sich an Land fortzubewegen....... lesen

Rubrik „Optik“

In New York und London wurde ein einzigartiges optisches Gerät entdeckt – ein Teleskop, das diese beiden Metropolen verband. Jetzt können Sie zum ersten Mal in der Geschichte ganz einfach einander über den Ozean zuwinken oder die Sehenswürdigkeiten der britischen Hauptstadt von der Brooklyn Bridge aus bewundern … lesen

Für Neugierige

Dringender Aufstieg

Nehmen wir an, Sie tauchen in großen Tiefen (z. B. etwa 30 m) und müssen dringend an die Oberfläche aufsteigen. Es ist nur genug Luft im Tank für einen Atemzug, aber es muss für den gesamten Aufstieg reichen, sonst stirbt man. Wie wirst du hervorkommen?

U-Boot-Besatzungen üben diesen Aufstieg übrigens im Training. Sollten Sie beim Aufstieg ausatmen oder versuchen, die Luft anzuhalten? Es mag auf den ersten Blick seltsam erscheinen, aber man muss trotzdem die Luft ausatmen, sonst ist man verloren.

Unerfahrene Taucher sterben manchmal beim Training im Becken, gerade weil sie beim schnellen Aufstieg an die Oberfläche nicht rechtzeitig Luft ausatmen. Warum?

Es wurde festgestellt, dass unser Bedürfnis, einen weiteren Atemzug zu machen, nicht von der Kohlendioxidmenge in der Lunge, sondern von ihrem Partialdruck bestimmt wird. Daher geht man davon aus, dass der gefährlichste und kritischste Moment beim Aufstieg nicht an der Oberfläche, sondern in einer gewissen Tiefe auftritt. Wenn Sie den kritischen Punkt überschreiten, verringert sich Ihr Atembedürfnis.

Warum?
Was ist diese kritische Tiefe?
Wie schnell sollte man an die Oberfläche schwimmen?
Was passiert, wenn Sie zu schnell aufsteigen?

Es stellt sich heraus...
Wenn Sie während des Aufstiegs nicht kontinuierlich Luft ablassen, kann es zu einem Lungenriss kommen, da das Luftvolumen in der Lunge mit abnehmendem Außendruck zunimmt. Beim Aufstieg hängt der Kohlendioxidpartialdruck in Ihrer Lunge nichtlinear von der Zeit ab, da Sie ständig einen Teil des Gases ausatmen.

Die Tiefe, in der der Partialdruck von Kohlendioxid am größten ist, wird ermittelt, indem man von der maximalen Tauchtiefe (in der der letzte Atemzug in einem U-Boot oder aus einem Tank gemacht wurde), ausgedrückt in Fuß, 33 Fuß abzieht und das Ergebnis durch 2 dividiert .