В 2017 году было сделано много громких научных открытий, поэтому научно-популярные журналы начали подводить итоги ещё в середине года. В этом году громких открытий было поменьше, зато многие из них можно считать по-настоящему важными для человечества. Informburo.kz выбрал достижения науки и технологий за этот год, которые могут изменить наше будущее в лучшую сторону.

Биология и медицина

Одно из важнейших событий года – Нобелевская премия 2018 года. Награждали учёных, чьи исследования помогли разработать новые лекарства, в том числе для лечения рака. А еще мы стали больше понимать наше давнее прошлое: нашли и описали новые виды динозавров и древних предков птиц, изучили особенности жизни неандертальцев.

Иммунотерапия как новый подход в лечении рака

Нобелевскую премию 2018 года по физиологии и медицине вручили за открытия, которые помогли разработать принципиально новый подход в лечении рака. Лауреаты премииэтого года Джеймс П. Эллисон и Тасуко Хондзё изучали подавление иммунного ответа последние двадцать лет. Эллисон изучал белок CTLA-4, который способен останавливать работу клеток иммунной системы – лимфоцитов. Блокировка этого белка позволяет лимфоцитам работать активнее, с помощью этого механизма по всему миру стали лечить меланому (рак кожи) в последней стадии, что раньше было смертельным приговором. Разработанный препарат сейчас тестируют и для лечения других видов рака. Тасуко Хондзё изучал другой белок – PD-1, который может включить апоптоз (программируемую клеточную смерть). Этот механизм позволяет уничтожить иммунные клетки, которые атакуют собственный организм. На основе этих исследований создали препарат, который применяют при лечении меланомы и других злокачественных опухолей.

Лауреаты Нобелевской премии – 2018 по физиологии и медицине – Джеймс Эллисон и Тасуку Хондзё / Изображение с сайта nobelprize.org

Направленная эволюция и фаговый дисплей для разработки новых белков

Нобелевскую премию по химиив этом году дали за изучение механизмов направленной эволюции – пока ещё достаточно нового научного подхода. Лауреатами стали Фрэнсис Арнольд, Джордж Смит и Грегори Уинтер. Арнольд разработала метод получения ферментов: она поняла, что эволюция создает лучшие механизмы и способы адаптации. Тогда она решила лишь задавать определённую направленность для эволюционных процессов, чтобы получить нужный фермент. Сейчас её метод используется для получения лекарств и возобновляемого топлива. Смит и Уинтер изучали фаги – вирусы, которые поражают бактерий. Фаги, как и любые вирусы, могут синтезировать белки. Ученые разработали фаговый дисплей, чтобы использовать фаги для синтеза новых нужных белков. Метод успешно применяют в медицине: с его помощью создали различные антитела, которые используют для лечения аутоиммунных заболеваний, рака с метастазами, ревматоидного артрита, псориаза, воспаления кишечника.

Лауреаты Нобелевской премии – 2018 по химии – Фрэнсис Арнольд, Джордж Смит и Грегори Уинтер / Изображение с сайта nobelprize.org

Динозавры, птицы и неандертальцы

Палеонтологи в 2018 году провели исследования, которые позволили человечеству больше понять о прошлом планеты. В Южной Африке обнаружили и описали новый вид – динозавра Ledumahadi. Динозавр был огромным: его вес достигал 12 тонн. На момент его существования в нижнеюрской эпозе (примерно 200 миллионов лет назад) он, вероятно, был самым крупным из животных, когда-либо существовавших на нашей планете. Кроме того, палеонтологи описали одного из поздних археоптериксов – Archaeopteryx albersdoerferi, предка современных птиц. По сравнению с ранними археоптериксами у него выявили большую приспособленность к полётам: более лёгкий скелет и изменения в строении кисти и пястной кости. Учёные определили этот вид как звено эволюции между известными ранее археоптериксами и современными птицами. А ещё теперь у учёных стало ещё больше сведений о жизни неандертальцев: они подробно изучили 2 зуба детей неандертальцев. Учёные проанализировали состав эмали зубов и определили, что с ними происходило: содержание в эмали бария – это маркер получения детьми грудного молока, а изотопы кислорода показывают стрессы и болезни. Выяснилось, что детей кормили грудью до 2,5 лет и что они болели из-за изменений климата и оледенения. Кроме того, обнаружили превышение свинца как минимум дважды: дети отравились свинцом. Теперь этот факт – первое задокументированное отравление свинцом в истории человечества.

Исследования космоса

NASA впервые изучает сейсмологию и геологию Красной планеты, что может помочь нам освоить эту планету. А ещё исследователи впервые получили данные о переходе в межзвёздное пространство.

Миссия InSight: аппарат приземлился на Марсе и отправляет уникальные данные

Сотрудники NASA отправили космический аппарат "Инсайт" (InSight) на Марс. Он стартовал 5 мая 2018 года, а 26 ноября вошел в атмосферу Марса и успешно приземлился. Миссия "Инсайт" – изучить тектонические процессы и метеоритные удары, поверхность, кору, мантию и ядро Марса. Такое исследование проводится впервые. Ученые хотят понять, как эволюционировала планета, а ещё собранная информация может помочь в освоении Марса человечеством. Аппарат будет работать на поверхности 728 земных дней. "Инсайт" уже начал присылать исследователям данные, следить за новостями миссии может любой желающий на сайте NASA.

Космический аппарат InSight / Изображение с сайта mars.nasa.gov

Зонд Voyager 2 вышел в межзвёздное пространство

Зонд Voyager 2 ("Вояджер-2") вышел в межзвёздное пространство – это второй случай в истории, когда созданный человеком объект вышел из гелиосферы (области околосолнечного пространства) и достиг пространства между звёздами. Первым был его предшественник – "Вояджер-1", но он не мог собрать интересующие исследователей данные. А вот "Вояджер-2" передаст первые наблюдения о природе границы и перехода в межзвёздное пространство.
Интересно то, что оба зонда были запущены еще 1977 году, изначально должны были просуществовать только 5 лет и собрать данные только о Юпитере и Сатурне. В итоге зонды не только выполнили свою миссию, но и исследовали Уран и Нептун, были дистанционно перепрограммированы и вышли за пределы гелиосферы. Так миссия "Вояджер" из пятилетний растянулась на 41 год и стала самой длинной космической миссией NASA. Следить за этой миссией можно на сайте NASA: новые данные появляются регулярно.

Технологии

SpiNNaker – крупнейший нейроморфный суперкомпьютер

2 ноября 2018 года запустили самый большой в мире нейроморфный суперкомпьютер SpiNNaker, который поможет исследовать особенности работы мозга человека. Он имитирует параллельную коммуникационную архитектуру мозга, отправляя миллиарды небольших объёмов информации одновременно в тысячи различных направлений. На сегодня это самая большая имитация работы биологических нейронов. SpiNNaker спроектировали и построили в Школе информатики Манчестерского университета (The School of computer science at the University of Manchester). Теперь учёные смогут моделировать работу мозга в уже большем масштабе, чем раньше, а также это должно помочь разработчикам автономных роботов "научить" их уверенно двигаться и говорить.

Нейроморфный суперкомпьютер SpiNNaker / Изображение с сайта manchester.ac.uk

Исследование об обучении ИИ этике принятия решений

Учёные из Массачусетского университета технологий задались вопросом, как научить искусственный интеллект этике принятия решений. Ведь ИИ распространяются все шире и становятся более автономными. Порой от решений ИИ могут зависеть здоровье и жизнь людей: например, если это машины с автопилотом или самоуправляемые ракеты. Для этого учёные провели масштабное социологическое исследование: создали платформу "Машина морали" (Moral Machine) и предложили людям выбирать, кого нужно спасать в первую очередь. Можно было делать выбор в пользу спасения людей или животных, пассажиров или пешеходов, наибольшего количества людей или наименьшего, мужчин или женщин, молодых или стариков, толстых или худых. В некоторых ситуациях нужно было выбирать между нарушителями и теми, кто соблюдает ПДД, преступниками или законопослушными. И в 2018 году опубликовалипервые результаты исследования, и хотя мнения о справедливости у разных людей расходились, получилось вывести 3 общих принципа. Они звучат так: спасать людей, а не животных; спасать наибольшее количество жизней; и спасать молодых, а не стариков. Эти три принципа могут стать фундаментом для этики беспилотных автомобилей будущего.

Задание "Машины морали": нужно выбрать, кого давить беспилотному авто / Иллюстрация с сайта http://moralmachine.mit.edu

Из любопытного: участники исследования также проходили демографический опрос и указывали пол, возраст, доход, образование, религиозные и политические взгляды. Для каждого участника фиксировалось его геоположение. Больше всего на принятие решения влиял пол и религиозность: мужчины чуть реже оставляли в живых женщин, а верующие чаще спасали людей, а не животных. Кроме того, ответы также проанализировали относительно культурных различий стран. В странах с установками коллективизма предпочитали спасать стариков, а в странах с установками индивидуализма – молодых. Исследователи предполагают, что такие различия в менталитете могут стать препятствием в разработке универсальных этических норм для ИИ.

Почему это важно

Одно из самых важных достижений – иммунотерапия как новый подход в лечении рака. По данным ВОЗ, от рака в 2018 году умерло 9,6 миллиона человек, это одна из основных причин смерти в мире. Иммунотерапия дала шанс на жизнь многим людям, у которых его не было с прошлыми методами лечения. И хотя пока нельзя прогнозировать исчезновение рака, но эти достижения – большой шаг к победе и надежда для всего человечества.

Человечество больше узнало о прошлом и получило уникальные данные в исследованиях космоса. Это только первая ступенька на длинном пути, но будущее покажет, насколько были правы фантасты в своих смелых теориях. Возможно, что однажды наши потомки будут подводить итоги научных открытий, сидя в уютном офисе на Марсе. Или это за них сделает робот.