Lengan R&D Pentagon, DARPA - kekuatan pendorong di sebalik Internet dan GPS - mereformasi dirinya tiga tahun lalu untuk mewujudkan pejabat baru yang khusus untuk menyelesaikan rahsia perdagangan biologi. Pejabat Teknologi Biologi (BTO) yang baru telah menetapkan tugasnya untuk "memanfaatkan kekuatan sistem biologi" dan tentu saja mengembangkan teknologi pertahanan baru. Selama setahun terakhir, dengan anggaran hampir $ 300 juta, dia telah menyelidiki masalah peningkatan memori, simbiosis mesin dan manusia, dan mempercepat pengesanan dan tindak balas penyakit.
DARPA, atau Agensi Projek Penyelidikan Lanjutan Pertahanan, mengharapkan pulangan yang kuat. Pengarah BTO dan penyelidik neuroprosthetics, Justin Sanchez memberitahu Scientific American apa yang diharapkan dari jabatannya pada tahun 2017, termasuk kerja pada implan saraf untuk membantu orang yang sihat dalam kehidupan seharian mereka dan teknologi lain yang menurutnya akan "mengubah peraturan permainan." ubat. Ingin tahu apakah pejabat terbaru Badan Pertahanan AS? Ya, untuk saya. Mari kita dengar Sanchez.
Sebelum jabatan anda ditubuhkan pada April 2014, DARPA telah mengusahakan beberapa projek biologi, termasuk penyelidikan mengenai ketahanan terhadap antibiotik dan intervensi kesihatan mental. Apa yang telah berubah dengan penciptaan pejabat anda?
Kami telah melakukan kerja biologi - di persimpangan biologi dan kejuruteraan - selama bertahun-tahun, tetapi telah tersebar di seluruh jabatan kami yang lain. Pejabat ini adalah pengakuan bahawa teknologi biologi akan memainkan peranan penting bukan hanya dalam arah pergerakan negara kita, tetapi juga negara-negara lain, jadi kita perlu memfokuskan usaha yang menyeluruh dan maju.
Saya sangat tertarik dengan BTO yang kuat untuk mengembangkan mikroba yang dapat diprogramkan untuk menghasilkan ubat yang diperlukan dengan cepat - dan dengan itu memintas masalah penyimpanan ubat yang diperlukan atau logistik pengangkutan yang kompleks. Kedengarannya luar biasa. Pada peringkat apa kerja ini sekarang?
Program ini disebut "faundri hidup" - seolah-olah kita akan membuang sesuatu yang hidup. Secara tradisional, kami menggunakan kimia untuk membuat sebatian baru atau ubat baru. Tetapi akhir-akhir ini, kita menyedari bahawa mikroba seperti ragi dan bakteria juga boleh membuat sebatian, dan kita dapat memprogramnya untuk membuat sebatian tersebut dengan memahami terlebih dahulu jalur kimia yang mereka gunakan. Ambil ragi, sebagai contoh. Ragi menggunakan gula dalam pelbagai cara untuk membuat alkohol. Sekiranya anda memprogramkan semula trek ini, anda boleh memaksa ragi untuk membuat sebatian lain yang pada awalnya mereka tidak tahu bagaimana menghasilkannya, dan kami masih akan menggunakan bahan mentah yang sama: gula.
Pasukan kami sedang mengembangkan kod genetik yang dapat digunakan untuk memprogram ulang ragi. Idea ini dapat mengubah proses pembuatan kompaun kami. Program ini ditugaskan untuk menghasilkan 1000 molekul baru sepanjang program ini (yang berjarak tiga tahun lagi) dan pasukan kami berjaya. Saya rasa mereka telah menghasilkan kira-kira 100 sebatian baru yang dihasilkan oleh ragi. Ia seperti mengambil biologi dan mengahwinkannya dengan alat kejuruteraan dan kemudian mencipta sesuatu dengan mereka.
Jadi, adakah anda di awal jalan untuk mewujudkan hubungan?
Video promosi:
Ya. Semuanya dihasilkan dalam miligram, tetapi akhirnya program akan mula menghasilkan kilogram daripadanya.
Sekiranya kita dapat membuat pengecoran kompaun baru ini, kita dapat membalik pendekatan pembuatan ubat dan bukan perubatan, kerana ini adalah platform. Apa sahaja hubungan yang anda minati, ada banyak kemungkinan.
Bagaimana pemilihan presiden baru dan Kongres Republik mempengaruhi pekerjaan anda?
Kita biasanya tidak terjebak dalam perkara seperti itu. Misi DARPA tetap tidak berubah tanpa mengira iklim politik. Misi kami adalah untuk mencipta teknologi mengganggu keselamatan negara. Tugas dan peranan kita adalah untuk memikirkan di hadapan dunia mengenai sains dan teknologi. Saya rasa misi ini melangkaui lanskap politik. Kami mempunyai misi yang sangat ketat dan berusaha untuk mengamankan negara kita, jadi kitaran pilihan raya ini adalah salah satu daripada banyak.
Projek BTO mana yang paling anda kagumi pada tahun 2017?
Seperti kanak-kanak - anda tidak boleh mempunyai satu haiwan peliharaan. Saya mempunyai banyak kegemaran. Izinkan saya berkongsi beberapa perkara yang sangat penting pada tahun 2017. Pertama, ada daerah yang disebut "memajukan penyakit berjangkit". Pendekatan kita sekarang, ketika patogen baru sampai ke pantai kita, tidak begitu berkesan. Kami ingin menjadi selangkah lebih maju dari sebarang patogen yang mungkin muncul di pinggir pantai dan bahkan dapat meramalkan wabak. Kami sedang mengembangkan pendekatan baru untuk imunisasi menggunakan DNA dan RNA. Secara khusus, kami memikirkan bagaimana asid nukleik membantu dalam imunisasi. Ideanya ialah anda dapat memberitahu sel anda untuk menghasilkan antibodi dengan kod yang betul yang akan berkesan terhadap patogen tertentu. Semuanya turun keuntuk mengajarkan sel untuk bertindak balas terhadap patogen - dan ini akan memberi kita kekebalan yang hampir seketika terhadap patogen tertentu dan kemampuan untuk melawannya pada tahap yang sama.
Membezakannya dengan cara tradisional untuk menangani penyakit berjangkit, yang memakan masa berbulan-bulan - jika tidak bertahun-tahun - termasuk tidak hanya mengenal pasti patogen, tetapi juga membuat jumlah vaksin yang mencukupi, kaedah ini dapat lebih cepat. Pendekatan radikal diperlukan dalam penciptaan teknologi fundamental ini, dalam penerapan pendekatan DNA dan RNA dalam memerangi penyakit berjangkit. Saya harap kita akan mempunyai sesuatu untuk diumumkan pada tahun 2017.
Sebagai contoh, apa yang hendak dinyatakan?
Kami telah memperoleh beberapa hasil yang cukup baik dalam eksperimen pada tikus, yang menunjukkan bahawa pendekatan asid nukleik berfungsi dengan baik. Kami mula melakukan eksperimen yang selamat pada manusia. Ini adalah langkah pertama. Pada tahun akan datang, kami akan mula membuat program baru untuk platform ini. Kami tidak terburu-buru untuk membuat pernyataan, kerana jika kami berjaya, pada dasarnya akan mengubah prinsip memerangi pernyataan yang menular.
Sejak beberapa tahun kebelakangan ini, terdapat banyak keributan di sekitar prostesis dan eksoskeleton yang dikendalikan oleh minda. Bagaimana BTO DARPA masuk ke ruang ini?
Kami cukup meminati kawasan ini. Kami baru-baru ini menyampaikan dua gigi palsu Luke pertama yang tersedia secara komersial, gigi palsu yang paling maju di dunia. Ini adalah langkah besar dalam prostesis yang dikendalikan otak, tetapi kita tidak akan berhenti di situ.
Saya rasa di masa depan akan ada pelbagai jenis alat yang dapat dikendalikan oleh aktiviti neuron, dan ini dapat dilakukan bukan hanya oleh mangsa, tetapi juga oleh orang biasa. Kami ingin menyeru penggunaan teknologi saraf dalam kehidupan seharian seawal tahun 2017.
Betul? Apa jenis aplikasi yang dapat digunakan oleh orang yang sihat dalam kehidupan seharian mereka?
Saya sangat berminat dengan bagaimana teknologi saraf dapat mengubah cara kita berinteraksi antara satu sama lain, bagaimana kita berkomunikasi dan bahkan membuat keputusan. Saya memikirkan bantuan kognitif. Terdapat banyak idea mengenai bagaimana menolong pelbagai orang. Pintu hanya boleh dibuka apabila difikirkannya - dan ini hanyalah aplikasi teknologi termudah.
Baru-baru ini, DARPA melakukan kajian yang diterbitkan dalam jurnal Neuron, yang menyelidiki bahawa rangsangan otak dalam tidak meningkatkan ingatan - dan bahkan menjadikannya lebih buruk. Tetapi kajian sebelumnya dari beberapa tahun yang lalu mempunyai kesimpulan yang bertentangan: rangsangan meningkatkan ingatan. Apakah maksud kerja jabatan anda di kawasan ini?
Neurotechnology adalah kawasan yang sangat besar di pejabat kami. Kami telah membuat kemajuan besar dalam bidang perubatan dengan menunjukkan bahawa antarmuka saraf langsung (hubungan antara otak dan alat seperti neurostimulator, komputer, atau prostesis) dapat memulihkan pergerakan, sensasi, dan kesihatan dengan gangguan neuropsikiatrik. Hebatnya, dengan banyak kajian yang dilakukan, banyak orang berpendapat bahawa adalah mungkin untuk mengasingkan kawasan otak yang penting, merangsangnya dan mendapat respons secara ajaib. Tetapi ini tidak berlaku. Apabila anda memetakan apa yang berlaku di otak, ternyata jika anda tidak menghantar kod yang betul ke otak, anda tidak akan mendapat peningkatan dalam ingatan dan bahkan boleh memperburuknya. Tetapi caranya ialah jika anda menghantar kod yang betul, anda akan mendapat peningkatan yang ketara dalam memori deklaratif. Jadi ini adalah pedang bermata dua. Lebih banyak penyelidikan diperlukan dalam penyelidikan otak generasi akan datang.
Bolehkah anda menjelaskan maksud anda dengan "kod"?
Kod adalah beberapa perkara. Ini adalah penembakan tepat bagi setiap neuron. Katakan anda mempunyai 100 neuron dan semuanya menyala pada waktu yang berlainan di tempat yang berlainan - dan semua ini hidup dan mati dapat ditafsirkan sebagai cuba mengingat perkataan "Nancy" atau "pokok." Kita dapat memahami apa maksud corak pengaktifan ini dan bagaimana kaitannya dengan dunia nyata. Semua rangkaian pengaktifan saraf ini bersama-sama menghasilkan gelombang otak atau irama, dan pada tahap ini kita juga mengkaji otak. Penting untuk memahami semua sel otak yang berbeza kerana itulah cara ia berfungsi.
Jabatan anda juga mempunyai program "biokronisitas" yang meneroka peranan masa dalam fungsi biologi dan usaha mengurus kesan masa terhadap fisiologi manusia
Kita kehilangan banyak kerana kita tidak memahami biologi. Saya rasa pemahaman kita mengenai biologi semakin meningkat. Dan kemampuan kita untuk berinteraksi dengan biologi menggunakan kaedah teknikal akan mengubah hubungan kita dengan badan, otak, dan sistem imun. Saya rasa kita akan mempunyai masa depan yang luar biasa. 2017 akan melancarkan otak kita.
ILYA KHEL
