DARPA Пентагон биологтары өлімді жеңуге, синтетикалық репликанттарды шығаруға және американдық армияны киборг мүгедектерімен қамтамасыз етуге уәде береді
Сәуір айының басында АҚШ -тың қорғаныс саласындағы озық зерттеулер жобалары агенттігі (DARPA, Пентагонның ғылыми -зерттеу қанаты) жаңа биотехнология бөлімінің - Биологиялық технологиялар кеңсесінің ашылғанын хабарлады. Оның миссиясы - биологияны ұлттық қауіпсіздіктің қызметіне қою, эпидемияны жеңуден синтетикалық сарбаздарды құруға дейін. Бұл кезде департаменттің келесі қаржы жылына арналған бюджеті жарияланды - 2,9 млрд доллар.
DARPA -ның инновацияның басты көзі ретіндегі мәртебесі даусыз. Агенттіктің мәні - АҚШ -тың әскери техникасы әрқашан бәсекелестеріне қарағанда озық болуын қамтамасыз ету. Агенттіктің кейбір соңғы бастамаларына мыналар жатады: гуманоидты ATLAS роботтарын жасау және робот техникасының басқа да көптеген түрлері; нақты тактильді сезімдерді жеткізетін ақылды протездер; жасанды нейрондық желілерді бағдарламалау - іс жүзінде адам миының танымдық функцияларына негізделген компьютерлер. Сексенінші жылдардағы киберпанк классикалық романдары беттерінен алынған осы технологиялық кереметтердің фонында өздігінен үйренетін суперкомпьютердің бір түрін құрастыру енді таңқаларлық емес. Егер болашақта толыққанды жасанды интеллект жасалса, оны IT-корпорациялар емес, Пентагонның қараңғы данышпандары жасайды (айтпақшы, олар да интернеттің негізін қалаушылар).
DARPA бұрын биотехнологияға тиісті назар аударған, бірақ осы уақытқа дейін олардың осы пәнаралық саладағы барлық зерттеулерді үйлестіретін арнайы бөлімі болмаған. Дәл осы «биология мен физиканың динамикалық қиылыстарын зерттеу» үшін құрылған Биотехнологияларды дамыту жөніндегі уәкілетті орган түзетуге арналған.
DARPA директоры Арати Прабхакар наурыз айының соңында Өкілдер палатасында Конгрессмендер алдында сөйлеген сөзінде: «Биология - табиғаттың ең жаңашыл жаңашыры, және инновацияға сүйенетін кез келген агенттік үшін бұл шеберге жүгінбеу ақымақтық болар еді. шабыт пен анықтама үшін күрделі қатынастар ».
«Бүгінде биология болашақ қорғаныс технологиясының болашағын бейнелейтін негізгі ғылымдардың арасында өз орнын алады … Биотехнология кабинетінің бағдарламалары кең ауқымда: жеке жасушалардан организмдерге және олардың популяцияларына дейін; жүйке сигналы берілген уақыттан бастап, түшкіргеннен кейін жаңа түшкіру вирусы бүкіл планетаға тарайтын уақытқа дейін. Биотехнологиялық кеңсе табиғи процестердің өте күрделі механизмдерін зерттейді және оларды ұлттық қорғаныс мақсатында қолдануға болатынын көрсетеді »,- делінген DARPA баспасөз хабарламасында.
Russian Planet кафедраның жаңа бөлімінің перспективалы бағдарламаларымен танысты.
Әй, «жарадан шыққан қан» деп айтпа. Бұл жабайы
Биотехнологиялық офис жұмысының басым бағыттарының бірі-әр түрлі жарақаттардан кейін АҚШ әскери сарбаздарын жоғары технологиялық оңалту. АҚШ армиясының хирургиялық зерттеулер институтының мәліметі бойынша, ұрыс даласында өлімнің негізгі себебі - қан жоғалту. DARPA -ның бірнеше зерттеулері осы мәселені шешуге бағытталған. Әскерилерде қан кетуді тоқтату үшін қарапайым дәкеден артық ештеңе жоқ. Оның тиімділігі өте төмен, себебі қан тоқтамаса, таңғышты дереу өзгертуге тура келеді. Жасырын қан кетуді орнында тоқтатудың ешқандай мүмкіндігі жоқ. Сондықтан көптеген сарбаздар тек ұрыс даласында ғана емес, сонымен қатар медициналық бөлімше жолында көлікте де өледі.
Арати Прабхакар.
Жақында RevMedx стартап-компаниясы жараланған жерді қан кетуді тежейтін 1 дюймдік хитозан губкаларымен толтыратын өзгертілген шприцті жариялады. Бірақ сыртқы қан кету ғана осылайша тоқтайды. DARPA мамандары әрі қарай жүріп, «стаз жүйесі» деп аталатынын жариялады - әзірге бұл тек құрсақ қуысына қан кетуді тоқтататын «көбік материалы» екені белгілі. FDA жақын арада портативті инъекция құрылғысының бірінші прототипін мақұлдайды.
Тіпті қан жоғалтуды болдырмау мүмкін болмаса да, бөлімнің тағы бір дамуы оны өмірге қауіпті емес етеді, бұл әскерді қан кетуден туындаған гипоксия қаупінен құтқарады. Ғалымдар сутегі сульфидіне негізделген препаратпен жұмыс жасауда, оны енгізу организмдегі физиологиялық процестерді баяулатады. Жануарларға жүргізілген сынақтар барысында күкіртсутектің оттегіге қажеттілігін төмендететіні анықталды, оның жетіспеушілігі қан жоғалтуға әкеледі. Мұндай заттың енгізілуі жауынгер қан жоғалтқаннан кейін ұрыс даласында қан құюды күтетін уақытты едәуір ұзартады. Осылайша, олар DARPA -ға үміттенеді, жауынгер инъекция жасай алады, «ұйықтап жатқан күйге» еніп, медициналық көмекті бірнеше күн күте алады.
Өшірілген киборгтар
Агенттік қызметкерлері АҚШ билігінің шексіз мүмкіндіктерін жақсы біледі және жалған қарапайымдылықтан зардап шекпейді. Мысалы, жетілдірілген протездерді жасауға арналған бағдарлама «революциялық протездеу» деп аталады. Ол 2006 жылы іске қосылды, бірақ қазір толықтай биотехнологиялық кеңсенің бақылауында.
Осы уақыт ішінде зерттеушілер қолдан жасалған аяқтарға қарағанда медициналық және инженерлік тұрғыдан қарағанда әлдеқайда қиын қол протездерін жобалаумен айналысты. Революциялық протездердің бірі, Arm System Gen-3 FDA-мен заңдастырылған. Агенттік веб -сайтында көрсетілгендей, бұл «жетілдірілген мехатроникалық аяқтар» бірінші болып нақты адам қолының функционалдығына жақындады. Бағдарламаның мақсаттары атаудан да қиын. Ал DARPA оларды мүлде жасырмайды: болашақта АҚШ -та мүгедек ардагерлер болмайды, бірақ қатарда мүгедектер болады - тек роботтар.
«Протездеу революциясының аясында жоғарғы қол протездерінің функционалдығы жақсарады, осылайша бір күні қолынан айырылған әскери қызметшілер қайтадан қызметке орала алады», - делінген бағдарламада.
Нақты міндеттерге ақыл-оймен басқарылатын протездер мен ампутациялар мен паралитиктерге арналған нейрокомпьютерлік интерфейстер жасау кіреді. 31 наурызда NPR's Marketplace алаңында Арати Прабхакар биотехнологтар бұл салада үлкен қадам жасағанын айтты. Кортикальды микроэлектродтар технологиясының жетістіктері жүйке жүйесі мен кибернетикалық дене бөліктері арасындағы байланысты соншалықты берік етті, ойластырылған протездер біртіндеп күнделікті тәртіпке айналады, ал ынтымақтастық жасайтын емделушілер Пентагонның «сенімді нейроинтерфейстік жүйесін» қолданып жатыр. Болашақ зерттеулер «аяқ -қолды басқару туралы қосымша ақпаратты өңдеуге перифериялық интерфейстердің мүмкіндіктерін жақсартады, бұл ампутацияға одан да көп мүмкіндік береді». Нейрофизиологтар сигналды екі бағытта алу үшін жұмыс жасайды - протезді тек ақыл басқарып қоймайды, сонымен қатар шынайы физикалық жанасу сезімін тудыратын жүйке жүйесіне тактильді сигналдарды жібереді.
Қолы протезделген мүгедек. Фото: DARPA
«Бізде мидың операциясына келіскен төрт аяқ -қолы сал ауруына шалдыққан еріктілер бар. Бұл мотор аймағының нейрондарын бақылайтын және оларды жаңа, өте күрделі протезді роботтық қолдарды басқаруға бағыттайтын қыртыс астына чипті қою туралы. Былайша айтқанда, біз есікті аштық - адам миы мен басқа әлем арасындағы байланыс. Бізді қаншалықты алысқа апаратынын көру үшін сіздің қиялыңызға ерік беріңіз », - деді DARPA директоры.
Бөлек бағдарлама жадты қалпына келтіруге арналған. Дәрігерлердің айтуынша, 2000 жылдан бері 270 мыңнан астам американдық сарбаздар әр түрлі күрделіліктегі бас жарақаттарын алған, бұл жұмыс жадының нашарлауына немесе толық бұзылуына әкелді. Мәселенің ауқымдылығына қарамастан, қазіргі уақытта тиімді емдеу әдістері жоқ. Олардың жадын қалпына келтіру үшін биотехнологиялық кеңсе «мәліметтерді өңдеу, математикалық модельдеу және соңғы интерфейстерді» біріктіретін көпсалалы нейротехнологиямен жұмыс жасауда. Нәтижесінде мидың кейбір аймақтарын нейростимуляциялау арқылы сарбаздардың есте сақтау қабілетін қалпына келтіретін «имплантацияланатын нейрондық құрылғы» болуы керек.
Тағы бір бастама-жарақаттан кейінгі стресстің бұзылуын жоюға бағытталған (ПТСЖ, «Вьетнам синдромы»), ол ұрысқа қатысқан сарбаздар арасында өте жиі кездеседі. Ең жақсы жағдайда бұл депрессия мен мигренге, ең нашар жағдайда - үйге оралған жауынгерлер арасындағы агрессияға немесе суицидке әкеледі. Заманауи тәсілдер - есірткі мен психотерапия - бұл ауыр психикалық синдромның ең нашар белгілерін жеңілдете алады. Әскери дәрігерлер миға нейростимуляторды имплантациялау арқылы ПТЖ -ны толық жеңуге үміттенеді.
Неврологияны зерттеу шеңберінде DARPA этикалық, құқықтық және әлеуметтік салдарлар бойынша сарапшылар тобымен кеңеседі (кем дегенде сенеді). Прабхакар бұл зерттеулердің бір бөлігі сауықтыруға ғана емес, сонымен қатар сау жауынгерлердің миын өзгертуге арналғанын да жоққа шығармайды.
«Егер біз мидың күрделі жүйелермен қалай әрекеттесетінін түсінетін болсақ, мүмкін, біз оны жақсы сіңіру үшін адамға ақпараттың дәл қалай берілуі керектігін түсінетін шығармыз. Бұл болашақ, онда біз адам миының күрделілігі мен айналамыздағы әлемнің күрделілігі арасындағы өзара әрекеттесудің түбегейлі жаңа әдістерін үйрене бастаймыз », - дейді инновациялық агенттік басшысы.
Адам-машина интерфейстері роботтардың басқаруымен бейімделуі мүмкін. Ал егер бүгінгі таңда инженерлер қазірдің өзінде ақыл-оймен басқарылатын азаматтық квадрокоптер жасап шығарса, онда неге біз әскери дрондарды DARPA нейтронды интерфейстері арқылы басқарады деп күтпейміз?
Ақылмен басқарылатын квадрокоптер.
Және олар синтетикалық шаңнан репликант жасады
Агенттік қорғаныс технологиясының келесі ұрпағы табиғи, биологиялық өмірден үлгі алатынына сенімді. Синтетикалық биология биотехнологиялық кеңсе жұмысының маңызды бағыттарының біріне айналады - агенттік тірі жасушалар, ақуыздар мен коктейльге негізделген зерттелмеген қасиеттері бар бұрын болмаған биологиялық материалдарды шығаратын ақылсыз генетикалық қондырғы шығаруды күтеді. ДНҚ. Мақсаты - біріншіден, жасанды, бірақ тірі суперматериалдарды, олар келесі буын механикалық және электрлік гаджеттер үшін қолданылады, екіншіден, қазіргі кезде елестету қиын функционалдылықпен жаңа тіршілік формаларын құру. Бірақ бұл соншалықты фантастикалық емес сияқты, өйткені наурыз айының соңында ғалымдар адамзат тарихында бірінші синтетикалық «конструкторлық» хромосоманың құрылуы туралы жариялағанын ескерсек.
Биоинженерлер жаңадан ашылған бөлімше қызметкерлерінің едәуір бөлігін құрады. «Биологиялық инженерия - бұл адам өмірінің көптеген салаларына әсер ететін қуатты технология» болғандықтан, Пентагон биологтары теориялық негізді мұқият дайындауға - бірте -бірте «биологияны инженерлік тәжірибеге айналдыруға, құралдарды, технологияларды, әдістемелер мен инфрақұрылымды дайындауға» ниетті. Зертханалардағы биоинженерлік бағдарламалар синтетикалық биологияның, геномиканың және протеомиканың соңғы жетістіктерін қолданады, олар зерттеулердің жоғары қауіпсіздігіне және «микроорганизмдердің қалаусыз шығарылуының» алдын алуға ықпал етеді. Шамасы, DAPRA зомби апокалипсисінің қауіптілігі туралы көп естіген сияқты.
Барлық сақтық шараларына қарамастан, биоинженерлер өршіл жобалардан гөрі жариялады. Ең жұмбақ бағдарламалардың бірі «Биохроникалылық» деп аталады. Биоинженерлердің айтуы бойынша, «биологиялық сағат адам ағзасындағы барлық дерлік функцияларды реттейді», дегенмен олардың жасушалық циклге, метаболизмге, қартаюға және жасуша өліміне қалай әсер ететіні туралы нақты түсінік әлі жоқ. Шамасы, бөлім адамның метаболизмі мен қартаюына қол сұғып, оларды бақылауға алып, жауынгерлік қабілеттілік пен төзімділікті едәуір арттырады - дене жарақатынан кейін регенерация және ауруға қарсы иммунитет.
Бірнеше жыл бұрын, Пентагон өлмейтін синтетикалық тіршілік иелерін жасайтын DARPA Biodesign бағдарламасы қазірдің өзінде үлкен шу шығарды. Мақсат - «кездейсоқтықты» жеңу: «Biodesign жаңа пайдалы атрибуттар жасау үшін биотехнология мен синтетикалық химиялық технологиямен бірге инженерлік әдістер жүйесін қолданады. Биодизайн гендік инженерия мен молекулалық биология арқылы табиғи эволюциялық дамудың болжамдылығын төмендетеді. Бұл аймаққа жасанды бағытталған молекулалық реакциялар кіреді, олар жасушаның өлу сигналдарына қарсылықты арттырады […] ». Агенттіктің жоспары ең қауіпті сценарийде сәтсіздікке ұшыраған жағдайда, әдетте қорқыныш жағдайында, жаратылыста өзін-өзі жою үшін арнайы триггер молекуласы болады, оны қашықтан іске қосуға болады. Motherboard технологиялық блогының авторы жазғандай: «Соғысқа қатысу үшін репликант жасай алатын болсаңыз, бізге механикалық роботтар не үшін қажет? Біз Пентагонның әлеуетті синтетикалық сарбаздары туралы көп естімедік, бірақ келесі жылы Biodesign бағдарламасына әлі де 19,3 миллион доллар бөлінеді ».
Ауруы жоқ әлем
Агенттіктің эпидемиологиялық қанаты эпидемияның алдын алудың жолдарын іздейді және өлімге әкелетін ғаламдық пандемияның салдарын жеңілдетеді (ғылыми фантастикалық апат фильмдерінің тағы бір танымал сюжеті). Ғалымдардың пайымдауынша, аурудың таралуын болжау мүмкін емес - бұл біздің эпидемияның пайда болуы мен таралу динамикасын нашар түсінуіміздің айқын белгісі.
АҚШ Ұлттық аллергия және жұқпалы аурулар институтының мәліметтері бойынша, соңғы 20 жыл ішінде тіркелген барлық қоздырғыштардың 44% РНҚ вирустары болып табылады. Олар 2009 жылы H1N1 («шошқа тұмауы») пандемиясында болған сияқты, өзгермелі ортаға бейімделуге мүмкіндік беретін өте жоғары мутация жылдамдығымен сипатталады. Сонымен қатар, ең күшті антибиотиктер де пайдасыз болып қалуы мүмкін, себебі жұқпалы аурулар гонореяның жеңілмейтін штаммындағыдай дәрілік тұрақтылықты біртіндеп дамытады.
«Болжау» тақырыбы бар бағдарлама болашақ вирустық мутацияны болжау үшін вирустардың эволюциясын зерттейді. Түпкі мақсат - болашақта адамзатқа қатер төндіруі мүмкін ауруларға қарсы «алдын ала» препараттар мен вакциналар құру. Биологтар вирустық эволюцияны, әрине, математикалық модельдер бойынша емес, эксперименттік әдіспен болжайды. Іс жүзінде агенттік вирустарды көбейтумен айналысатын болады. Қауіпті қоздырғыштар зертханада өсіріледі және олар өтетін мутацияның барлық кезеңінде диагноз қойылады. Осы ақпаратқа сүйене отырып, сол немесе басқа аурудың қай бағытта дамитынын болжауға болады. Вирологтар кішігірім түрде зертханалық жағдайда олар тек «табиғи жолмен пайда болған және құжатталған вирустық мутацияны» қайталауға тырысатынын, мүмкін, олар кездейсоқ планетада жоқ вирусты жаратпайтынына сендіру үшін шығар. орта ….
Қандай биотехнологиялық кеңседе Қасиетті Граал бар деген сұраққа, DARPA директоры былай деп түйіндеді: «Бұл біз бұрын -соңды алмайтын қасиеттері бар материалдардың жаңа класы. Бұл адам миымен өзара әрекеттесудің және танымдық функциялардың жұмбақтарын шешудің жаңа әдісі. Біз жұқпалы аурулардың таралуынан озуға мүмкіндік беретін әдістер бар екеніне сенімдіміз ».
