Науката през 2022 година: Между пандемията и изключителни открития в други области

Дали обаче всичко се е разминало? Премахването на политиката на нулев Ковид в Китай вече предизвиква сериозни опасения, че тепърва отново светът ще има проблеми. В най-многолюдната страна в света новите случаи на заразени растат експоненциално, като Deutsche Welle цитира прогнози за 800 000 000 заразени! Сигурно е, че при такова разпространение вирусът ще мутира отново и отново, т.е. ще се появяват т.нар. притеснителни варианти VOC (variants of concern). Такива бяха Алфа, Бета, Гама, Делта, Омикрон. А защо това е важно - защото може да се формира нов щам! Каква е разликата между вариант и щам и защо щамът може да е нещо далеч по-опасно - ПРИПОМНЕТЕ СИ обяснението на проф. Радка Аргирова.

Колкото до развитието на вируса - 2022 година е годината на Омикрон. Но това е и годината, в която, изглежда, вирусът вече има друг подход на развитие. До и с появата на BA.1 (Омикрон) вирусът еволюираше така, че да става по-заразен и по този начин да преодолява изградения от преболедуване и ваксини имунитет. С други думи - залагаше на количество. След BA.1 обаче вече има друга тенденция - вирусът мутира така, че да избягва все повече антителата в човешкото тяло. Тоест не да става по-заразен, а по-успешно да се бори с вече изграден имунитет, независимо дали от преболедуване, или от ваксина. Това е пътят към формирането на нов щам: Български биолог: Коронавирусът се променя със зашеметяваща скорост

Появата на Омикрон обаче се оказа по-скоро добра, отколкото лоша новина за човечеството. Защо - защото този вариант се оказа с по-ниска вирулентност спрямо предишните доминиращи. Вирулентност обаче не значи заразност - вирулентност е способността на патогена или микроорганизма да причинява увреждане на гостоприемника. Т.е. вирулентност е способността на SARS-CoV-2 да ни засегне тежко: Научна позиция за Омикрон: Една крехка случайност засега ни пази от нещо много тежко. Каква обаче е тенденцията - според биолога д-р Георги Маринов излизащите от Омикрон варианти пак стават по-вирулентни. Но дали е така, науката още не се е произнесла категорично, най-малкото защото постоянно се трупат данни и информация, но и защото дори събирането на данни и информация вече почва да става по-трудно и по-бавно, тъй като пандемията не е тема номер едно на политиката, както беше през 2020 - 2021 година. Съответно вече не се хвърлят толкова усилия и пари за овладяването ѝ.

За България картината е отдавна ясна - в челото сме по претърпени щети. По предварителни данни в изследване на д-р Георги Маринов, Антони Рангачев и Младен Младенов от началото на есента сме номер едно в света по смъртност на хора в работна възраст. Това е поредното такова изследване, което ни поставя на челни позиции именно в най-печалната класация - тази за смъртността. А как вървяха и вървят нещата в България що се отнася до разпространението на Ковид и вълните - можете да следите в материалите ни за "седмицата на коронавируса". Именно от тези данни си пролича, че от края на лятото Ковид вече не е толкова видим обществен проблем - друг е въпросът за хронични последствия, който е неизмерим не само в нашата страна.

Все още ваксините са считани за най-добрия начин Ковид да бъде държан под контрол като обществено значима болест. Но мъгляви отговори за ковид ваксината на Pfizer пред Европейския парламент предизвикаха скандал - има и ВИДЕА с обяснения защо. Все по-често, засега предимно в интернет, излизат въпроси относно рисковете за здравето от ваксините - тема, която си остава гореща. И не става въпрос само за конспирации - изследване, представено пред Американската асоциация по сърдечносъдови заболявания, дава знание и повдига темата за още изследвания. При него е установено, че S-протеинът на коронавируса (SARS-CoV-2) предизвиква възпалителен процес в клетки от сърцето на мишки, при това без вирусът да заразява по обичайния начин - т.е. през ACE2 рецептора. Не всеки път S-протеинът обаче предизвиква възпалителен процес - тепърва трябва да се разбере защо го прави в случаите, в които го прави. Отговорът може да даде много яснота как да се подобрят още повече ковид ваксините като безопасност, както и да има много повече знание за болестта и предотвратяването на тежки последствия от вируса.

Що се отнася до ваксините - не говорим само за Ковид, припомнете си материала на Студио Actualno и думите на проф. Радостина Александрова за най-популярните митове за ваксините.

Другата наука

Ядрен синтез, ваксини срещу рак и нов инфрачервен космически телескоп бяха сред постоянните научни истории през 2022 г., но какви бяха някои от другите големи научни открития?

2022 г. наистина беше интензивна откъм новини в областта на науката и повечето от тях заваляха още през първите няколко месеца. От зашеметяващи космически изображения до трансплантация на сърце от прасе – Аctualno.com събра и обобщи за вас най-големите научни разработки, открития и събития за 2022 година.

Телескопът "Джеймс Уеб" и поглед в миналото

ESA/ATG medialab

След 25 години разработване, отлагане поради липса на финансиране и редица други спънки най-после на 12 юли 2022 г. бяха публикувани първите научни снимки, направени от телескопа "Джеймс Уеб". Този телескоп е най-мощният в историята. И най-скъпият.

Основната сила на "Джеймс Уеб" е умението му да вижда много добре в инфрачервения диапазон. Това означава, че камерите на телескопа са в състояние да погледнат много далеч в миналото, за да ни помогнат да разберем как се е формирал светът, в който живеем. Освен това инфрачервеното око на телескопа може да види какво се случва в плътните облаци от газ и прах, в които се раждат звезди и звездни системи – това също разкрива основните тайни на творението.

Друга ключова задача на "Джеймс Уеб" е търсенето на екзопланети и тяхното описание. Възможностите на апарата позволяват по-добро провеждане на спектрален анализ, откриване на следи от живот, което може да отговори на въпроса, който отдавна измъчва човечеството: сами ли сме във Вселената.

"Уеб" няма и половин година работа, а вече е намерил най-далечната галактика, направил е няколко епични снимки, разкрил е тайната на образуването на мъглявината Южен пръстен, заснел е пръстените на Нептун и седем от спътниците му, открил е органични молекули в далечни галактики и т.н. Учените не се съмняват, че тепърва ще има още много открития.

Трансплантация на сърце на прасе върху човек

На 11 януари беше обявено успешното трансплантиране на сърце на генномодифицирано прасе върху човек. Изследователите се подготвят за тази операция в продължение на десет години: търсят гени, които трябва да бъдат изключени, за да може органът да се вкорени по-добре в човешкото тяло, и експериментират върху маймуни.

Реципиент става 57-годишният Дейвид Бенет с тежка сърдечна аритмия. Според всички прогнози му остават не повече от няколко месеца живот, а състоянието му изключва трансплантацията на донорски орган. Той дава съгласие за експерименталната интервенция и водещият хирург Мухамад Мохиудин от Медицинската школа на университета в Мериленд и колегите му успяват да убедят FDA (Американската агенция по храните и лекарствата) да даде разрешение за нейното провеждане.

Пациентът умира два месеца по-късно от свински цитомегаловирус – отслабеният организъм не успява да се справи с инфекцията. Въпреки това през цялото това време трансплантираното сърце работи безупречно и без признаци на отхвърляне. Успехът на техниката е признат от световната трансплантационна общност, но както става ясно, тя се нуждае от доработване – здравото свинско сърце в тялото на пациента показало признаци на човешки заболявания.

"Живях и умирах с този пациент. Със сърцето си исках той да живее вечно, но с главата си разбирах, че това би било чудо", коментира ситуацията самият Мохиудин в интервю за сп. Nature.

Полетът на ракетата SLS и кораба „Орион“

На 16 ноември от Кейп Канаверал беше изстреляна най-мощната ракета в историята – Space Launch System. Задачата на 100-метровата ракета беше да изпрати към Луната капсула, предназначена за хора. Това не се е случвало от края на проекта "Аполо" през 1972 г. Мисията "Артемида 1" беше тест на технологиите, затова в този случай нямаше екипаж на борда, но "Артемида 2", която се очаква да полети през 2024 г., ще носи астронавти, а "Артемида 3" вече е планирана с кацане на Луната.

Космическият кораб "Орион", отделил се от ракетата, описа траектория на осмица около Луната и Земята, прелетя два пъти около естествения земен спътник и на 11 декември се приводни в Тихия океан. Всички етапи на мисията бяха счетени за изключително успешни.

Като цяло проектът е насочен към създаване на дългосрочна база на Луната и след това изпращане на човек на Марс. Човечеството продължава да се стреми към Космоса и да изследва други планети.

Неврочипът на Илон Мъск

На 1 декември Илон Мъск проведе презентация, на която беше показано видео с маймуна, която пише "дайте ми още вкусотии" на компютър със силата на мисълта. Neuralink, собственост на бизнесмена, планира скоро да започне тестове върху хора.

Всъщност 2022 г. беше много богата на достижения, свързани с невроимплантите. Избрахме презентацията на Илон Мъск като символ на тази тенденция заради огромното медийно присъствие на тази личност – именно неговото навлизане в тази изследователска област я тласна към бързо развитие и увеличени инвестиции.

Много изследователски центрове вече дълго време успешно тестват невроимпланти при хора. Само тази година: парализиран мъж произнесе повече от 1000 думи с помощта на имплант в мозъка; роботизирани ръце, свързани с мозъка, позволиха на парализиран човек да се храни сам; невроимплант позволи на парализиран човек да ходи и др.

Изглежда, в бъдеще интерфейсът мозък – компютър не само ще помага активно на хората с различни заболявания, но и ще променя и подобрява човешката природа като цяло. Има обаче и обратна страна: зависимост на потребителя. Така тази година фалирала компания остави стотици хора с импланти в главите без техническа поддръжка.

Клинични изпитания на ваксини срещу рак

iStock

През 2022 г. бяха обявени наведнъж няколко успешни изпитания на ваксини срещу рак. Всъщност самата дума "ваксина" в този случай е сравнително условна, по-често става дума за лекарства, а не за превантивни мерки. Въпреки това механизмът на изпитваните препарати до голяма степен се основава на развитието на собствен имунитет на пациента срещу раковите клетки.

Например през декември компанията Moderna обяви предварителните резултати от втората фаза на клиничните изпитания на РНК ваксина срещу меланома. Изследване със 150 болни доброволци показва, че новият препарат увеличава шансовете за излекуване на агресивен рак на кожата с почти 50%. Подобна ваксина разработва и компанията BioNTech – тя се намира във втора фаза на клинични изпитания.

Обещаващи резултати от персонализирана ваксина срещу рак на главата и шията, базирана на технологии, подобни на ваксината срещу коронавирус, обяви компанията Transgene. Учени от Вашингтонския университет съобщиха за приключване на първата фаза на изпитания на ваксина срещу рак на млечната жлеза, а изследователи от Кралския колеж в Лондон са завършили трета фаза на изпитанията върху хора на ваксина срещу рак на мозъка.

Това, разбира се, не е пълният списък. Клиничните изпитания и одобрението на препарати са много дълъг процес. Но съдейки по всичко, през 2022 година започна истинска "надпревара на ваксини срещу рак", като се очаква този метод на лечение скоро да бъде въведен във всекидневната практика.

Пробив в термоядрения синтез

На 13 декември беше обявено, че учените от Националната лаборатория "Лорънс Ливърмор" (САЩ) са получили над 50% повече енергия в резултат на ядрен синтез, отколкото е вложено. По време на експеримента са вложени 2,05 мегаджаула енергия и са получени 3,15 мегаджаула.

Вярно е, че реакцията е продължила 5 наносекунди, а генерираната енергия би била достатъчна, за да заври около 10 литра вода. Но експериментът е от голямо значение, защото учените показаха, че подобно нещо е възможно.

Пробивът в САЩ е голям, но всъщност има много повече работа, която да бъде свършена. Разяснения за постижението в Студио Actualno даде постдокторантът по теоретична плазмена физика Пламен Иванов: "Математиката все още не излиза".

Ядреният синтез може да стане практически неизчерпаем източник на зелена енергия, чието производство ще изисква само малко морска вода. Но за да протече успешно термоядрен синтез, подобен на звездния, са необходими колосални температури и налягане, необходимо е много повече знание.

"Съживяване" на кръвоносна система на прасе

През месец август чухме новината, че учените са успели да "съживят" клетките, тъканите и дори кръвоносната система на мъртви прасета. Изследването още повече размива границата между живота и смъртта.

Процедурата представлявала изпомпване на възстановяваща течност през мъртви от повече от час прасета, съдържаща смес от 13 съединения, които подсигуряват здравето на клетките и потискат възпалението. В резултат на това се възобновява биологичната активност в много органи, включително черния дроб, бъбреците, мозъка и сърцето, чиито клетки запазват способността си да се съкращават. Учените били изумени, че е възможно да се възстанови кръвоносната система. Те открили, че клетъчната активност в някои области на мозъка е възстановена, въпреки че нямало организирана електрическа активност, която да показва съзнание. Наблюдавани са неволеви и спонтанни мускулни движения в областта на главата и шията на третираните животни.

Първата изложба на картини, създадени от изкуствен интелект

През ноември в Сан Франциско беше открита изложба на картини, генерирани от невронна мрежа, която създава изображения от текстови описания. Всъщност това е и ярък символ на масовата тенденция на тази година – лентите на всички социални мрежи просто преливаха от подобни картини. Но едно е приятното забавление за интернет потребителите, а друго – официално признание на пазара за голямо изкуство. Картини от новата изложба се продаваха на цени между 2500 и 5000 долара.

Изкуственият интелект вече силно измества хората в област, която се смяташе за "уникално човешка" – творчеството. Това дори предизвика официален протест на художници. Освен рисуването на картини невронните мрежи вече пишат хайку, пиеси, приготвят храна, определят качеството на алкохолните напитки, създават лекарства, диагностицират сърдечносъдови заболявания, помагат на роботи да се движат, а също така позволяват да се говори с мъртвите, имитират човешка мимика и т.н.

Секвениране на пълния човешки геном

20 години след определянето на последователността на човешкия геном учените разчетоха останалите участъци – около осем процента, които се оказали най-трудни за секвениране. Научната статия е публикувана в списание Science. Пълната версия на генома съдържа 3,055 милиарда основни единици и 19 969 гена, които кодират белтъци. Сред тях учените са идентифицирали около 2000 нови – повечето от тях са деактивирани, но 115 вероятно все още са активни.

Изследователите са установили близо 2 милиона допълнителни генетични варианта, 622 от които са представени в медицински значими гени.

Значението на работата на учените е много важно. В миналото много участъци от хетерохроматина се смятаха за "отпадъчна" ДНК, натрупана в продължение на милиарди години еволюция и нямаща никаква роля в живота на човешкия организъм. Сега учените разбират, че и тези фрагменти изпълняват важни функции, не само структурни, но и например регулаторни, контролирайки активността на гените на еухроматина. Много сериозни заболявания са свързани именно с нарушаване на работата на хетерохроматина.

Палеолитна "анимация"

Needham et al., PLOS One, 2022/CC-BY 4.0

През април беше публикувана научна статия, описваща вероятно първата форма на "анимация", създадена от примитивните хора преди малко повече от 10 000 години. Били изследвани наново древни камъни с животински рисунки. Оказва се, че те са били специално поставени около огъня – на хората, насядали около огъня, заради огнените проблясъци изглеждало, че гравираните животни се движат.

Това е едно от онези изследвания, които разкриват ежедневието и чувствата на хора, живели много, много отдавна. В крайна сметка историческата наука се стреми именно към това – към максимално точно и достоверно пресъздаване на миналото. Доскоро изглеждаше, че подобни неща ще останат завинаги изчезнали. Съвременните методи обаче, в случая трасологията, помагат да се възстановят и "хуманизират" детайлите от живота на предците.

ОЩЕ: Вируси са причината да оцелеем и съществуваме