Biológovia DARPA Pentagon sa zaväzujú dobyť smrť, produkovať syntetické replikáty a poskytnúť americkej armáde rady postihnutých kyborgov
Začiatkom apríla americká agentúra pre pokročilé výskumné projekty v oblasti obrany (DARPA, krídlo pre výskum v Pentagone) oznámila otvorenie novej biotechnologickej divízie, úradu pre biologické technológie. Jeho poslaním je dať biológiu do služieb národnej bezpečnosti, od porážky epidémií až po vytváranie syntetických vojakov. Súčasne bol oznámený rozpočet oddelenia na nasledujúci fiškálny rok - 2,9 miliardy dolárov.
Postavenie DARPA ako hlavného zdroja inovácií je nepopierateľné. Podstatou agentúry je neustále zaisťovať, aby americká vojenská technológia bola vždy vyspelejšia ako jej konkurenti. Niektoré z nedávnych iniciatív agentúry zahŕňajú: vytvorenie humanoidných robotov ATLAS a mnohých ďalších typov robotiky; inteligentné protézy, ktoré budú prenášať skutočné hmatové vnemy; programovanie umelých neurónových sietí - v skutočnosti počítače založené na kognitívnych funkciách ľudského mozgu. Na pozadí týchto technologických zázrakov, prevzatých presne zo stránok klasických kyberpunkových románov osemdesiatych rokov, už nie je prekvapením navrhnúť len akýsi samoučiaci sa superpočítač. Ak sa v budúcnosti vytvorí plnohodnotná umelá inteligencia, nebudú to robiť IT korporácie, ale temní géniovia Pentagonu (ktorí sú, mimochodom, tiež predchodcami internetu).
DARPA predtým venovala biotechnológii náležitú pozornosť, ale doteraz nemali špecializované oddelenie na koordináciu celého výskumu v tejto interdisciplinárnej oblasti. Práve to má napraviť Úrad pre rozvoj biotechnológií, ktorý bol zriadený s cieľom „skúmať stále dynamickejšie prieniky biológie a fyziky“.
Riaditeľ DARPA Arathi Prabhakar na konci marca pred kongresmanmi v Snemovni reprezentantov uviedol, že „biológia je hlavným inovátorom prírody a pre každú agentúru, ktorá sa spolieha na inovácie, by bolo hlúpe neobrátiť sa na tohto pána komplexné vzťahy pre inšpiráciu a indície. “
„Biológia dnes zaujíma svoje miesto medzi hlavnými vedami, ktoré predstavujú budúcnosť obrannej technológie … Programy biotechnologického úradu sa pohybujú v najširšom rozsahu: od jednotlivých buniek po organizmy a ich populácie; od času, s ktorým sa prenáša nervový signál do času, kedy sa nový kýchací vírus po kýchnutí rozšíri po celej planéte. Biotechnologický úrad bude študovať extrémne zložité mechanizmy prírodných procesov a ukáže, že ich možno použiť na účely národnej obrany, “uvádza sa v tlačovej správe agentúry DARPA.
Russian Planet sa zoznámil s najsľubnejšími programami nového oddelenia oddelenia.
Ach, nehovorte: „Krv z rany.“Toto je divoké
Jednou z prioritných oblastí práce biotechnologického úradu je high-tech rehabilitácia amerických vojakov po zraneniach rôzneho druhu. Podľa Amerického armádneho inštitútu pre chirurgický výskum je hlavnou príčinou smrti na bojisku strata krvi. Na vyriešenie tohto problému je zameraných niekoľko štúdií DARPA. Armáda stále nemá nič dokonalejšie ako jednoduchý gázový obväz na zastavenie krvácania. Jeho účinnosť je extrémne nízka, pretože ak sa krv nezastaví, obväz sa musí zmeniť takmer okamžite. Vôbec neexistuje spôsob, ako zastaviť latentné krvácanie na mieste. Mnoho vojakov preto zomiera nielen na bojisku, ale aj v doprave na ceste k zdravotníckej jednotke.
Arati Prabhakar.
Startupová spoločnosť RevMedx nedávno oznámila upravenú injekčnú striekačku, ktorá vypĺňa oblasť rany 1-palcovými chitosanovými špongiami, ktoré napučiavajú a blokujú krvácanie. Takto sa však zastaví iba vonkajšie krvácanie. Špecialisti DARPA išli ďalej a oznámili vytvorenie takzvaného „systému stagnácie“- zatiaľ je známe iba to, že ide o „penový materiál“, ktorý zastavuje krvácanie dokonca aj do brušnej dutiny. FDA čoskoro schváli prvý prototyp prenosného vstrekovacieho zariadenia.
Aj keď sa strate krvi nedá vyhnúť, ďalší vývoj oddelenia nebude taký životu nebezpečný, čím sa armáda zachráni pred hrozbou hypoxie spôsobenej krvácaním. Vedci pracujú na lieku na báze sírovodíka, ktorého injekcia spomaľuje fyziologické procesy v tele. V priebehu testov na zvieratách sa zistilo, že sírovodík znižuje potrebu orgánov v kyslíku, ktorého akútny nedostatok spôsobuje stratu krvi. Injekcia takejto látky výrazne predĺži čas, ktorý môže bojovník stráviť po smrteľnej strate krvi priamo na bojisku a čakať na transfúziu. Dúfajú teda v DARPA, že vojak si bude môcť sám podať injekciu, vstúpiť do „hibernačného stavu“a čakať na krvácajúcu lekársku pomoc - až niekoľko dní.
Zdravotne postihnutí kyborgovia
Zamestnanci agentúry si dobre uvedomujú takmer neobmedzené príležitosti, ktoré im poskytujú americké orgány, a netrpia falošnou skromnosťou. Napríklad program na vývoj pokročilých protéz sa nazýva bez problémov - „Revolučná protetika“. Bola spustená v roku 2006, ale teraz je úplne pod kontrolou biotechnologickej kancelárie.
Vedci boli celý čas zaneprázdnení navrhovaním protéz rúk, ktoré sú z lekárskeho a inžinierskeho hľadiska oveľa ťažšie ako umelé nohy. Jedna z revolučných protéz, Arm System Gen-3, už bola legalizovaná FDA. Podľa webu agentúry sa tieto „pokročilé mechatronické končatiny“ako prvé priblížili k funkčnosti skutočných ľudských rúk. Ciele programu sú ešte náročnejšie ako názov. A DARPA ich vôbec neskrýva: v budúcnosti nebudú v USA zdravotne postihnutí veteráni, ale v radoch budú zdravotne postihnutí ľudia - iba robotickí.
"V rámci protetickej revolúcie sa zlepšuje funkčnosť protéz horných končatín, aby sa jedného dňa mohli opravári, ktorí prišli o ruky, vrátiť do služby," uvádza sa v programe.
Špecifické úlohy zahŕňajú vytváranie protéz ovládaných mysľou a neuropočítačových rozhraní pre amputovaných a paralytikov. Na trhu NPR 31. marca Arati Prabhakar uviedol, že biotechnológovia už v tejto oblasti urobili veľký krok. Pokroky v technológii kortikálnych mikroelektród urobili spojenie medzi nervovým systémom a kybernetickými časťami tela tak silné, že protézy ovládané myšlienkami sa postupne stávajú každodennou rutinou a pacienti, ktorí spolupracujú, už používajú „spoľahlivý systém neurointerface“Pentagonu. Budúci výskum „zlepší kapacitu periférnych rozhraní spracovávať ešte viac informácií o kontrole končatín, čo poskytne amputovaným ešte väčšiu funkčnosť“. Neurofyziológovia pracujú na tom, aby získali signál v oboch smeroch - takže protéza nie je ovládaná iba mysľou, ale sama vysiela hmatové signály späť do nervového systému, čo spôsobuje pocit skutočného fyzického dotyku.
Postihnutý človek s protetickými robotickými ramenami. Foto: DARPA
"Máme dobrovoľníkov s paralýzou všetkých štyroch končatín, ktorí súhlasili s operáciou mozgu." Ide o umiestnenie čipu na kôru, ktorý ovláda neuróny motorickej zóny a presmeruje ich na ovládanie nových, vysoko sofistikovaných protetických robotických ramien. V istom zmysle sme otvorili dvere - spojenie medzi ľudským mozgom a zvyškom sveta. Popustite uzdu svojej predstavivosti, aby ste videli, ako ďaleko nás to dovedie, “povedal riaditeľ DARPA.
Obnove pamäte je venovaný samostatný program. Podľa lekárov od roku 2000 utrpelo viac ako 270 000 amerických vojakov poranenia hlavy rôznej zložitosti, ktoré viedli k zhoršeniu alebo úplnej nefunkčnosti pracovnej pamäte. Napriek závažnosti problému v súčasnosti neexistuje účinná liečba. Aby si obnovili pamäť, biotechnologická kancelária pracuje na multidisciplinárnej neurotechnológii, ktorá kombinuje „spracovanie údajov, matematické modelovanie a špičkové rozhrania“. Výsledkom by malo byť „implantovateľné nervové zariadenie“, ktoré vojakom obnoví pamäť neurostimuláciou určitých oblastí mozgu.
Ďalšia iniciatíva je zameraná na odstránenie posttraumatickej stresovej poruchy (PTSD, „Vietnamský syndróm“), ktorá je u vojakov, ktorí bojmi prešli, mimoriadne bežná. V najlepších prípadoch to vedie k depresii a migréne, v najhoršom k výbuchom agresie medzi vracajúcimi sa vojakmi domov alebo k samovražde. Moderné prístupy - drogy a psychoterapia - môžu len zmierniť najhoršie príznaky tohto závažného mentálneho syndrómu. Vojenskí lekári dúfajú, že úplne porazia aj PTSD implantáciou neurostimulátora do mozgu.
V rámci svojho výskumu v oblasti neurovedy konzultuje DARPA (aspoň to naznačuje) s odborným panelom o etických, právnych a sociálnych dôsledkoch. Prabhakar nevylučuje, že niektoré z týchto výskumov nebudú zamerané len na rehabilitáciu, ale aj na úpravu mozgov zdravých bojovníkov.
"Ak pochopíme, ako mozog interaguje s komplexnými systémami, možno pochopíme, ako presne by mali byť osobe poskytnuté informácie, aby ich mohol lepšie asimilovať." Toto bude budúcnosť, v ktorej sa začneme učiť radikálne novým spôsobom interakcie medzi komplexnosťou ľudského mozgu a komplexnosťou sveta okolo nás, “hovorí šéf inovačnej agentúry.
Rozhrania človek-stroj je možné prispôsobiť tak, aby ich mohli ovládať roboty. A ak dnes už inžinieri vyvíjajú civilnou kvadrokoptéru ovládanú mysľou, prečo potom neočakávame, že vojenské drony budú skôr alebo neskôr ovládané prostredníctvom neutrónových rozhraní z DARPA?
Myseľ ovládaná kvadrokoptéra.
A zo syntetického prachu vytvorili replikátor
Agentúra vsádza na to, že nasledujúca generácia obranných technológií bude nasledovať príklad prírodného, biologického života. Syntetická biológia sa stane jednou z najdôležitejších oblastí činnosti biotechnologického úradu - agentúra očakáva spustenie akejsi šialenej genetickej rastliny na výrobu predtým nikdy neexistujúcich biologických materiálov s nepreskúmanými vlastnosťami na základe kokteilu živých buniek, bielkovín a DNA. Cieľom je vytvoriť po prvé umelé, ale živé supermateriály, ktoré budú použité pre budúcu generáciu mechanických a elektrických pomôcok, a po druhé, doslova vytvoriť nové formy života s funkčnosťou, ktorú je v súčasnej dobe ťažké si predstaviť. To ale neznie tak fantasticky, keď uvážime, že koncom marca vedci oznámili vytvorenie prvého syntetického chromozómu „dizajnéra“v histórii ľudstva.
Bioinžinieri tvorili podstatnú časť personálu novootvorenej divízie. Pretože „biologické inžinierstvo je silná technológia, ktorá môže ovplyvniť mnoho oblastí“ľudského života, biológovia z Pentagonu majú v úmysle starostlivo pripraviť teoretický základ - postupne „transformovať biológiu do inžinierskej praxe, pripravovať nástroje, technológie, metodiky a infraštruktúru“. Programy bioinžinierstva v laboratóriách využívajú najnovší vývoj v oblasti syntetickej biológie, genomiky a proteomiky, ktoré prispievajú k vysokej bezpečnosti výskumu a predchádzaniu „nechcenému uvoľňovaniu mikroorganizmov“. DAPRA zrejme veľa počula o nebezpečenstvách zombie apokalypsy.
Napriek všetkým predbežným opatreniam bioinžinieri už ohlásili viac ako ambiciózne projekty. Jeden z najzáhadnejších programov beží pod predbežným názvom Biochronicita. Podľa bioinžinierov, hoci „biologické hodiny regulujú takmer všetky funkcie v ľudskom tele“, stále neexistuje jasná predstava, ako presne ovplyvňujú bunkový cyklus, metabolizmus, starnutie a smrť buniek. Oddelenie zrejme zasiahne do metabolizmu a starnutia človeka, dostane ho pod kontrolu a výrazne zvýši bojaschopnosť a vytrvalosť vojakov - a to ako z hľadiska regenerácie po fyzickom úraze, tak aj odolnosti voči chorobám.
Pred niekoľkými rokmi už poriadne zasiahol program DARPA Biodesign, v ktorom Pentagon vytvára nemenej nesmrteľné syntetické tvory. Cieľom je prekonať „náhodnosť evolúcie“: „Biodesign používa systém technických metód v kombinácii s biotechnológiou a syntetickou chemickou technológiou na vytváranie nových užitočných vlastností. Biodesign zníži nepredvídateľnosť prirodzeného evolučného vývoja prostredníctvom genetického inžinierstva a molekulárnej biológie. Táto oblasť zahŕňa umelo riadené molekulárne reakcie, ktoré zvyšujú odolnosť voči signálom bunkovej smrti (…) “. V prípade, že sa plán agentúry v najohrozenejšom scenári zvrtne, ako to už v horore väčšinou býva, majú stvorené bytosti špeciálnu spúšťaciu molekulu na sebazničenie, ktorú je možné aktivovať na diaľku. Ako píše autor technologického blogu Motherboard: „Prečo potrebujeme mechanické roboty, keď si môžete vytvoriť replikátora na účasť vo vojnách? O potenciálnych syntetických vojakoch Pentagonu sme veľa nepočuli, ale na budúci rok je na program Biodesign vyčlenených 19,3 milióna dolárov. “
Svet bez chorôb
Epidemiologické krídlo agentúry bude hľadať spôsoby, ako zabrániť epidémiám a zmierniť dôsledky hypotetickej smrteľnej globálnej pandémie (ďalší obľúbený dej sci -fi katastrofických filmov). Vedci sa domnievajú, že nepredvídateľnosť prepuknutia chorôb je jasným znakom nášho zlého chápania dynamiky vzniku a šírenia epidémií.
Podľa amerického Národného inštitútu pre alergiu a infekčné choroby je 44% všetkých patogénov hlásených za posledných 20 rokov RNA vírusmi. Vyznačujú sa extrémne vysokou mierou mutácií, ktorá im umožňuje prispôsobiť sa meniacemu sa prostrediu, ako sa to stalo v pandémii H1N1 („prasacia chrípka“) v roku 2009. Navyše aj tie najsilnejšie antibiotiká sa môžu stať nepoužiteľnými, pretože infekcie si postupne vytvoria odolnosť voči liekom, ako je to v prípade neporaziteľného kmeňa kvapavky.
Program so zvučným názvom „Proroctvo“študuje vývoj vírusov s cieľom predpovedať budúce vírusové mutácie. Konečným cieľom je vytvorenie „preventívnych“liekov a vakcín proti chorobám, ktoré môžu v budúcnosti ohroziť ľudstvo. Biológovia budú predpovedať vírusový vývoj, samozrejme, nie na matematických modeloch, ale úplne experimentálnym spôsobom. V skutočnosti sa agentúra bude zaoberať chovom vírusov. Nebezpečné patogény budú pestované v laboratóriu a diagnostikované vo všetkých štádiách mutácií, ktorými prechádzajú. Na základe týchto informácií bude možné predpovedať, akým smerom sa bude vyvíjať to alebo ono bežné ochorenie. Virológovia pokorne poznamenávajú, že v laboratórnych podmienkach sa pokúsia zopakovať iba tie „vírusové mutácie, ktoré sa už prirodzene vyskytli a sú zdokumentované“- pravdepodobne ich presvedčia, že omylom nevytvoria vírus, ktorý v prírode neexistuje ani na planéte. prostredie ….
Na otázku, čo má biotechnologický úrad Svätý grál, riaditeľ DARPA zhrnul: „Toto je nová trieda materiálov s vlastnosťami, ktoré by sme nikdy predtým nedostali. Toto je nový spôsob interakcie s ľudským mozgom a riešenie záhad kognitívnych funkcií. A sme presvedčení, že už existujú techniky, ktoré nám umožnia predbehnúť šírenie infekčných chorôb. “
