Pēdējā desmitgadē tika uzsākti daži patiesi revolucionāri sasniegumi zinātnē, sākot ar Higsa boza atklāšanu un beidzot ar CRISPR izmantošanu Sci-Fi esque gēnu rediģēšanai. Bet kādi ir lielākie atklājumi, kas vēl gaidāmi? Dzīvā zinātne vairākiem savas jomas ekspertiem jautāja, kādi atklājumi, paņēmieni un notikumi viņus visvairāk satrauc parādīt 2020. gados.
Medicīna: universāla gripas vakcīna
Universālais gripas izraisītais pētījums, kas zinātniekiem nav izdevies gadu desmitiem, ir viens no patiesi revolucionārajiem sasniegumiem medicīnā, kas varētu parādīties nākamo 10 gadu laikā.
"Tas jau ir kļuvis par joku, ka universālā vakcīna tiek veikta ik pēc pieciem līdz 10 gadiem," sacīja Dr Amesh Adalja, infekcijas slimību speciālists un vecākais zinātnieks Džons Hopkinsa veselības drošības centrā Baltimoras štatā.
Bet tagad šķiet, ka tas "patiesībā var būt taisnība", Adalja stāstīja Live Science. "Mūsdienīgā attīstībā ir dažādas pieejas universālajām gripas vakcīnām, un sāk parādīties daudzsološi rezultāti."
Teorētiski universāla gripas vakcīna nodrošinātu ilgstošu aizsardzību pret gripu un novērstu nepieciešamību katru gadu nošaut gripu.
Dažas gripas vīrusa daļas pastāvīgi mainās, bet citas gadu no gada lielākoties nemainās. Visas universālās gripas vakcīnas pieejas mērķauditorijai ir mazāk mainīgas vīrusa daļas.
Šogad Nacionālais alerģijas un infekcijas slimību institūts (NIAID) uzsāka pirmo universālās gripas vakcīnas izmēģinājumu cilvēkiem. Imunizācijas mērķis ir izraisīt imūnreakciju pret mazāk mainīgu gripas vīrusa daļu, kas pazīstama kā hemaglutinīna (HA) "kāts". Šajā 1. fāzes pētījumā tiks apskatīta eksperimentālās vakcīnas drošība, kā arī dalībnieku imūnās reakcijas uz to. Pētnieki cer paziņot savus sākotnējos rezultātus 2020. gada sākumā.
Cits Izraēlas uzņēmuma BiondVax piedāvātais universālās vakcīnas kandidāts šobrīd atrodas 3. fāzes izmēģinājumos, kas ir progresīvs pētījumu posms, kurā tiek pārbaudīts, vai vakcīna tiešām ir efektīva - tas nozīmē, ka tā aizsargā pret infekcijām no jebkura gripas celma. Saskaņā ar The Scientist šis vakcīnas kandidāts satur deviņus dažādus proteīnus no dažādām gripas vīrusa daļām, kas gripas celmiem nedaudz atšķiras. Pētījumā jau ir iesaistīti vairāk nekā 12 000 cilvēku, un rezultāti tiek prognozēti 2020. gada beigās, liecina uzņēmuma informācija.
Neirozinātne: lielākas, labākas mini-smadzenes
Pēdējā desmitgadē zinātnieki ir veiksmīgi izaudzējuši mini-smadzenes, kas pazīstamas kā “organoīdi”, no cilvēka cilmes šūnām, kas diferencējas neironos un saliekas 3D struktūrās. Saskaņā ar Pensilvānijas universitātes Perelmana medicīnas skolas neirozinātnes profesoru Dr. Hongjugu Dainu, smadzeņu organoīdus var audzēt tikai līdzīgi sīkiem smadzeņu gabaliņiem agrīnā augļa attīstībā. Bet tas varētu mainīties nākamo 10 gadu laikā.
"Mēs patiešām varētu modelēt ne tikai šūnu tipa daudzveidību, bet arī smadzeņu šūnu arhitektūru", sacīja dators. Nobrieduši neironi sakārtojas slāņos, kolonnās un smadzeņu sarežģītās shēmās. Pašlaik organoīdi satur tikai nenobriedušas šūnas, kuras nevar barot šos sarežģītos savienojumus, taču Dr Song sacīja, ka viņš sagaida, ka lauks nākamajā desmitgadē var pārvarēt šo izaicinājumu. Ar rokās esošajiem miniatūriem smadzeņu modeļiem zinātnieki varētu palīdzēt secināt, kā attīstās neirodeformācijas traucējumi; kā neirodeģeneratīvas slimības noārda smadzeņu audus; un kā dažādu tautu smadzenes varētu reaģēt uz atšķirīgu farmakoloģisko ārstēšanu.
Kādu dienu (lai arī varbūt ne pēc 10 gadiem) zinātnieki, iespējams, pat spēs izaudzēt neironu audu "funkcionālās vienības", lai aizstātu bojātos smadzeņu apgabalus. "Ko darīt, ja jums ir iepriekš izgatavota funkcionālā vienība, ar kuru jūs varētu nokļūt bojātajās smadzenēs?" Daina teica. Šobrīd darbs ir ļoti teorētisks, taču "es domāju, ka nākamajā desmitgadē mēs uzzināsim", vai tas varētu darboties, viņš piebilda.
Klimata izmaiņas: pārveidotas enerģijas sistēmas
Šajā desmitgadē jūras līmeņa celšanās un ekstrēmāki klimata notikumi parādīja, cik trausla ir mūsu skaistā planēta. Bet ko tur nākamā desmitgade?
"Es domāju, ka mēs redzēsim izrāvienu, kad būs jārīkojas saistībā ar klimatu," sacīja Maikls Manns, izcils meteoroloģijas profesors Pensijas štata universitātē. "Bet mums ir vajadzīga politika, kas paātrinās šo pāreju, un mums ir nepieciešami politiķi, kuri atbalstīs šo politiku," viņš sacīja Live Science.
Nākamajā desmitgadē "enerģētika un transporta sistēmas tiks pārveidotas par atjaunojamiem enerģijas avotiem, un tiks izstrādātas jaunas pieejas un tehnoloģijas, kas ļauj mums tur nokļūt ātrāk", sacīja Donalds Vuebbless, atmosfēras zinātņu profesors. Ilinoisas Universitāte, Urbana-Champaign. Un "pieaugošā ar klimatu saistītā ietekme, ko rada nelabvēlīgi laika apstākļi un, iespējams, jūras līmeņa paaugstināšanās, beidzot pievērš pietiekami daudz cilvēku uzmanības, ka mēs patiešām sākam nopietni uztvert klimata pārmaiņas."
Arī tā ir laba lieta, jo, pamatojoties uz nesenajiem pierādījumiem, pastāv šausmīgāka, spekulatīvāka iespēja: Zinātnieki, iespējams, nenovērtē klimata pārmaiņu ietekmi uz šo gadsimtu un pēc tā, sacīja Vībers. "Mums par to vajadzētu uzzināt daudz vairāk nākamā desmitgadē. "
Daļiņu fizika: aksiācijas atrašana
Pēdējā desmitgadē lielākās ziņas pasaulē par ļoti mazajiem bija Higsa boza, noslēpumainās “Dieva daļiņas”, kas citām masām aizdod citas daļiņas, atklāšana. Higgs tika uzskatīts par kronēšanas dārgakmeni Standarta modelī - valdošajā teorijā, kas apraksta subatomisko daļiņu zoodārzu.
Bet līdz ar Higsa atklāšanu daudzas citas mazāk slavenās daļiņas sāka virzīties uz priekšu. Šajā desmitgadē mums ir pamatoti šāviens, lai atrastu vēl vienu no šīm nenotvertajām, vēl joprojām hipotētiskajām daļiņām - aksiāciju, sacīja Nobela fiziķis Frenks Vilczeks. Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta laureāts. (1978. gadā Vilczeks pirmo reizi ierosināja aksionu). Aksionam nav obligāti jābūt vienai daļiņai, bet drīzāk daļiņu klasei ar īpašībām, kas reti mijiedarbojas ar parasto vielu. Aksjoni varētu izskaidrot ilgstošu domstarpību: Kāpēc šķiet, ka fizikas likumi darbojas vienādi gan attiecībā uz matērijas daļiņām, gan pret antimateriāla partneriem, pat ja to telpiskās koordinātas ir pārliktas, kā iepriekš ziņoja Live Science.
Un aksijas ir viens no vadošajiem kandidātiem uz tumšo matēriju - neredzamo matēriju, kas kopā satur galaktikas.
"Aksijas atrašana būtu ļoti liels sasniegums pamata fizikā, it īpaši, ja tas notiek pa visiespējamāko ceļu, t.i., novērojot kosmisko aksiālo fonu, kas nodrošina“ tumšo matēriju ”." "Sacīja Vilčeks. "Pastāv diezgan liela iespēja, ka tā varētu notikt nākamo piecu līdz 10 gadu laikā, jo visā pasaulē zied tālejošas eksperimentālas iniciatīvas, kuras varētu tur nokļūt. Man tas ir labākais, kas sver gan atklājuma nozīmi, gan iespējamību, ka tas notiks. derēt. "
Starp šīm iniciatīvām ir Axion Dark Matter Experiment (ADMX) un CERN Axion Saules teleskops - divi galvenie instrumenti, kas medī šīs nenotveramās daļiņas.
Tas nozīmē, ka ir arī citas iespējas - mēs tomēr varam atklāt gravitācijas viļņus vai viļņus kosmosa laikā, kas rodas no vissenākā perioda Visumā, vai citas daļiņas, kas pazīstamas kā vāji mijiedarbojošās masīvās daļiņas, kas varētu izskaidrot arī tumšo vielu, sacīja Vilčeks. .
Eksoplanetes: Zemei līdzīga atmosfēra
1995. gada 6. oktobrī mūsu Visums kļuva arvien lielāks, kad astronomu pāris paziņoja par pirmās eksoplanetes atklāšanu, lai ap orbītu apdegtu saulei līdzīgu zvaigzni. Orbīts, saukts par 51 Pegasi b, parādīja mājīgu orbītu ap savu vieszvaigzni, kas bija tikai 4,2 Zemes dienas un masa bija aptuveni puse no Jupitera zvaigznes. Saskaņā ar NASA teikto, atklājums uz visiem laikiem mainīja "veidu, kā mēs redzam Visumu un savu vietu tajā". Vairāk nekā desmit gadus vēlāk astronomi tagad ir apstiprinājuši 4104 pasaules, kas riņķo ap zvaigznēm, kas atrodas ārpus mūsu Saules sistēmas. Tas ir daudz pasauļu, kas nebija zināmas nedaudz vairāk kā pirms desmit gadiem.
Tātad, debesis ir nākamās desmitgades robeža, vai ne? Saskaņā ar Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta Sāras Segeres teikto, absolūti. "Šī desmitgade būs liela astronomijai un eksoplanētu zinātnei ar paredzamo Džeimsa Veba kosmiskā teleskopa palaišanu," sacīja planieris zinātnieks un astrofiziķis Segers. Habla kosmiskā teleskopa kosmisko pēcteci JWST paredzēts sākt 2021. gadā; pirmo reizi zinātnieki varēs "redzēt" eksoplanetes infrasarkanā starojumā, kas nozīmē, ka viņi var pamanīt pat vājas planētas, kas riņķo tālu no savas vieszvaigznes.
Vēl vairāk, teleskops atvērs jaunu logu šo svešo pasauļu īpašībām. "Ja eksistē pareizā planēta, mēs varēsim noteikt ūdens tvaikus uz mazas klinšainas planētas. Ūdens tvaiki norāda uz šķidrā ūdens okeāniem - tā kā šķidrs ūdens ir vajadzīgs visai dzīvei, kā mēs to zinām, tas būtu ļoti liels darījums , "Segers stāstīja Live Science. "Tā ir mana cerība uz izrāvienu numur viens." (Galvenais mērķis, protams, ir atrast pasauli, kuras atmosfēra ir līdzīga Zemes atmosfērai, saskaņā ar NASA; citiem vārdiem sakot, planētu ar apstākļiem, kas spēj uzturēt dzīvību.)
Un, protams, būs arī arvien lielākas sāpes, atzīmēja Segers. "Ar JWST un ārkārtīgi lielajiem uz zemes bāzētajiem teleskopiem, kas, domājams, nonāks tiešsaistē, eksoplanētu kopiena cenšas no individuālu vai mazu komandu centieniem pārveidoties par lielu desmitiem vai vairāk nekā simts cilvēku lielu sadarbību. Pēc citiem standartiem (piemēram, LIGO), taču tas ir grūts, "viņa sacīja, atsaucoties uz Lāzera interferometra gravitācijas viļņu observatoriju, kas ir milzīga sadarbība, kurā iesaistīti vairāk nekā 1000 zinātnieku visā pasaulē. Sākotnēji publicēts vietnē Live Science.
