Биология и медицина – Страница 5 – «Будущее сейчас»

Эктогенезис меняет законы деторождения

Эктогенезис – рост эмбрионов млекопитающих в искусственных условиях – впервые был описан в 1924 году британским ученым Джоном Холдейном (J. B. S. Haldane). Его эссе, «Дедал, или наука и будущее», считалось шокирующей научной фантастикой, но впоследствии оказался замечательным предсказанием многих научных достижений. Холдейн был другом писателя Олдоса Хаксли, чей знаменитый роман «О дивный новый мир» (1932) прогнозировал подобные разработки в области репродуктивных технологий.

В 1953 году, австралийские учёные доложили о совершении успешного переходного процесса биохимической беременности, которые извлекли неизменённую оплодотворенную яйцеклетку. Спустя шесть лет, за этим последовало экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО), в результате которого появился на свет живой кролик. Первая человеческая беременность через ЭКО произошла в 1973 году – хотя она продолжалась только несколько дней. Важной вехой стало наконец-то достижение в 1978 году, когда Луиза Браун стала первым ребёнком «зачатым в пробирке».

В течение 1980-х, ЭКО осуждалась религиозными группами за безнравственность, однако общественное мнение склонялось в пользу этих процедур. Ближайшие несколько десятилетий происходило стремительное развитие в области. Новые препараты, лучшие методы стимуляции яичников и усовершенствованные способы выявления лучших эмбрионов, всё это помогало в достижении более высоких показателей успешного оплодотворения, в то время как стоимость значительно снижалась. Способность заморозки, а затем разморозки и переноса эмбрионов также значительно улучшило процедуру ЭКО. На заре 21-го века, оно стало мейнстримом медицинских технологий. Полмиллиона детей из пробирки родились по всему миру, к 2004 г. эта цифра увеличилась в десять раз, и достигла пяти миллионов к 2012 году.

Другие успехи в области репродуктивной медицины – первый ребенок родившийся в трансплантированной утробе матери в 2014 году, ребёнок от трёх родителей стал возможным в 2016 году. Прошёл почти век с того момента, когда Холдейн ввел термин «эктогенезис» и замена традиционной беременности на полностью искусственную утробу стало реальностью. Ряд препятствий остались – в том числе по этическим и юридическим соображением, но подлинный результат был достигнут. В одном исследовании ввели эмбрион мыши в искусственно созданную матку, в результате успешной имплантации произошёл рост в этих спроектированных тканях – был создан био-инженерный, внематочный «строительный материал». В другом исследовании, плод козы выжил в течение десяти дней в прототипе искусственной матки в виде механизмов из резервуаров с амниотической жидкостью. Третье исследование добилось этого с человеческим эмбрионом, однако законами был разрешен только 14-дневный промежуток времени на исследования такого рода. Эти и другие прорывы привели к первой полной рабочей утробе животных в начале 2020-х годов.

Еще десять лет исследовательской работы, параллельно с смегчением законов в данной области, привели к искусственному вынашеванию человека в начале 2030-х годов. Этот первый опыт продемонстрировал способность поставлять кислород и питательные вещества от внешнего источника формирования плода, а также утилизировать отходы. Кормление включено в функцию плаценты. В ходе клинических испытаний эктогенезис был доступен небольшому числу родителей, но быстро получил широкое распространение через десятилетие после его введения.

Как только энтогенезис вошёл в широкое использование, начали происходить быстрые изменения в обществе. Появился новый способ производства детей, без необходимости выдерживать длительные, болезненные и потенциально опасные циклы беременности. Женщины перестали нести исключительную ответственность родов и стали освобождены от забот соблюдения определенного стиля жизни или собственных ограничений (например, употребление алкоголя) без вреда для развития плода. Каждый аспект девятимесячного процесса может максимально тщательно контролироваться машиной – безопасной и эффективной альтернативой естественного рождения. Для многих женщин образ жизни и карьерные перспективы были переосмыслены; что послужило благом для гендерного равенства. Женщины с поврежденной, больной или удаленной маткой также могут воспользоваться процедурой. Гомосексуальные пары и одинокие мужчины могут также иметь детей без использования суррогатных матерей. Ещё один вариант теперь доступен для беременной женщины, желающей сделать аборт – поместить эмбрион в искусственную утробу, позволяя кому-то другому принять, а не убивать плод.

Больше…

Мясо «из пробирки» – быстроразвивающаяся отрасль производства

Последние достижения в области тканевой инженерии дали возможность «выращивать» синтетическое мясо при использовании отдельных клеток животных. Впервые такое мясо было продано общественности в 2020-х. После долгих лет проверки и уточнения, широкий спектр различных мясных продуктов был произведен на свет. Сейчас это быстро расширяющийся рынок, особенно в пострадавших от засухи регионах.

В лабораторном мясе имеется ряд преимуществ. Хотя это и просто кусок культивируемых клеток, но он производится без вреда или жестокости по отношению к животным. Это необыкновенно чистый и здоровый продукт, который сохранил оригинальный вкус, текстуру и внешний вид традиционного мяса. Возможно, наиболее важно то, что требуется гораздо меньше воды и энергии для его производства, значительно уменьшая пагубное воздействие на окружающую среду.

Однако ГМ-культуры из-за политических и психологических барьеров не стали столь популярными. Но новый продовольственный кризис, наряду с одобрением борцов за права животных, дали толчок к его развитию. Конечно, потребуется ещё много лет, чтобы полностью заменить традиционное мясо, но во многих странах оно уже является основным продуктом.

Больше…

Болезнь Альцгеймера полностью излечима

Новые методы лечения болезни Альцгеймера, разработанные в 2020-х годах, снизили риск приобретения болезни более чем наполовину. Благодаря новаторским усилиям, ещё одно десятилетие дало значительный прогресс. Исходя из множества долгосрочных исследований, учёные определили чёткие механизмы и процессы, связанные с потерей нейронов и синапсов в коре головного мозга и подкорковых областей. Дефектные гены могут быть «выключены» при помощи препаратов нового поколения, в то время как сам мозг может быть восстановлен.

Этот прорыв помог частично запрограммировать человеческий мозг, что обеспечило исследователей полными моделями нервной системы вплоть до клеточного уровня. Нанороботы, впервые разработанные в 2020х годах, сейчас широко применяются в медицинских учреждениях.

Способность бороться с болезнью Альцгеймера является одним из величайших открытием в истории 2030-х годов. Это происходит в то время, когда деменция растет: со старением населения число случаев заболевания к 2050 году в четыре раза больше, чем было в начале века.

Больше…

Пятилетняя выживаемость при лейкемии приближается к 100%

Лейкемия – это рак крови или костного мозга, характеризующийся аномальным увеличением числа незрелых белых кровяных клеток, называемых «бластными клетками». В 2008 году насчитывалось 350 000 новых случаев в мире и 257 000 со смертельным исходом, что помещает лейкемию в топ-10 наиболее распространенных типов рака со смертельным исходом.

Тем не менее, методы лечения значительно улучшились за последние десятилетия, а показатели выживаемости свидетельствуют о систематическом восходящем тренде. Генная терапия стала одним из самых успешных новых подходов. Один из таких методов заставлял собственные Т-клетки пациента целенаправленно атаковать раковые клетки. В одном из исследований, проведенных в период между 2010 и 2011, два из трех пациентов через год излечились от рака полностью. В 2039 пятилетняя выживаемость при лейкемии во многих развитых странах достигает 100%.

Больше…

Биорепозитории и геномная информация преобразуют систему здравоохранения

К 2040 году в большинстве стран существует национальная система биорепозиториев и хранения геномной информации, куда обязательно вносят информацию о каждом гражданине. Другими словами, у правительств теперь имеются образцы биологического материала каждого человека. Причин для такого учёта несколько – начиная от национальной безопасности, здоровья населения, идентификации граждан, раскрытия преступлений и заканчивая многими другими – но самым частым применением остается здравоохранение.

Системы геномной информации взаимодействуют с электронной медико-санитарной документацией и с базами личных данных о здоровье, что позволяет им осуществлять идентификацию и лечение болезней и решать вопросы здравоохранения при первой же возможности. Точные данные, содержащиеся в системе, позволяют докторам и хирургам эффективнее лечить пациентов, в это время правительство и ученые могут использовать время и ресурсы более результативно. Имея в распоряжении столь широкий спектр информации, медицинские школы и учреждения здравоохранения могут готовить и нанимать наиболее компетентных специалистов.

За последние годы цель здравоохранения изменилась – теперь превентивные меры преобладают над реактивными, которые предпринимаются после того, как болезнь уже наступила. Помимо увеличения количества спасенных жизней такая стратегия приносит также и значительную экономическую пользу.

На данный момент, среднестатический человек в развитых странах обладает как минимум одним биотехнологическим имплантатом. Опять-таки, эти устройства подгоняются под определенные персональные параметры здоровья. Например, их можно запрограммировать на контроль над конкретными состояниями и на выписку лекарственных препаратов, когда это необходимо, с одновременным извещением доктора. Они могут определить, когда пациент находится в бессознательном состоянии или не может говорить по какой-либо причине и сообщают всю жизненно важную клиническую информацию во время оказания помощи. Имплантаты также можно использовать в качестве отслеживающих устройств, когда речь идет о пациентах с психиатрическими или неврологическими заболеваниями.

Больше…

Количество пыльцы возросло более чем в два раза

В 2000 году количество пыльцы в среднем составляло 8,455 на кубический метр воздуха. К 2040 году это значение выросло до 21,735 – в основном, благодаря климатическим изменениям, которые вызвали значительные изменения в погоде, осадках и температуре. Параллельно с этим сдвинулся на более раннее время сезон сенной лихорадки, и пик содержания пыльцы в воздухе теперь приходится на 8 апреля вместо 1 мая в начале столетия. Подобные изменения произходят во многих странах по всему миру. К счастью, теперь существуют новые способы лечения, которые предотвращают аллергические реакции. В последние годы, например, наблюдаются значительные продвижения в области генотерапии. Такие лекарства могут «восстанавливать» ДНК тем, кто страдает от сенной лихорадки.

Больше…

Табак подвергается активному искоренению

В США пик употребления табака пришелся на начало 1960-х годов, тогда около 45% взрослых курили регулярно. Когда риски, связанные со здоровьем, стали более очевидны, правительство приняло меры по просвещению населения, развивала общественную пропаганду здоровья, создавая общественные и другие организации. Эти кампании имели поразительный успех в сдерживании показателей курящих, их болезней и смертей, связанных с табаком. Было запрещено курить в самолетах, офисных зданиях, а позднее и в таких общественных местах, как бары и рестораны. Также были введены строгие законы, касающиеся рекламы табачной продукции и её применения в кино и на телевидении. Кроме того, произошли улучшения в области доступности и эффективности помощи в отказе от курения и лекарственных препаратов.

К началу 1990-х количество взрослых курящих американцев сократилось до 25%, а к 2010 году этот показатель упал до 20%. К 2020 году курение в общественных местах было запрещено во всех штатах США и во многих других странах, количество курящих продолжало уменьшаться.

Прилагаемые в течение последующих двух десятилетий усилия вновь показали высокую эффективность. Затраты правительства на вмешательство были удивительно малы – менее 50 американских центов на человека в год в таких странах как Индия и Китай. К 2040 году менее 5% населения планеты ещё подвержены этой привычке.

Больше…

Пятилетняя выживаемость при раке кишечника приближается к 100%

В начале 21-го века рак кишечника был третьим наиболее распространенным видом рака в мире. В 2008 году в мире ежегодно было более 1 200 000 новых случаев и 608 000 смертей. Рак кишечника был более распространен в развитых странах, где было диагностировано около 60% случаев. Самые высокие показатели выявлены в Австралии, Новой Зеландии, Европе и США и самые низкие показатели – в Африке и Юго-Центральной Азии.

Факторы риска для рака кишечника, как известно, включают: пожилой возраст (50 +), мужской пол, высокий уровень потребления жиров, алкоголя или красного мяса, ожирение, курение и недостаток физических упражнений. Примерно в 10% случаев заболевание связано с недостаточной активностью. Риск, связанный с алкоголем, появлялся при употреблении больше одного напитка в день.

Лечение рака кишечника будет зависеть от стадии заболевания, но, как правило, включает хирургическую операцию, химиотерапию и облучение. Для неизлечимых больных был доступен спектр процедур паллиативной помощи для уменьшения боли и улучшения качества жизни.

Исследования рака кишечника привели к заметному улучшению выживаемости в конце 20-го века, и эта тенденция продолжалась и в 21-м. Быстрое падение стоимости секвенирования генома вместе с появлением более сложных мышиных моделей позволило получить более ценную информацию о природе и механизмах болезни.

Новые методы лечения и более ранняя диагностика стали возможными с использованием целевых нано-частиц и в конечном итоге нанороботов для доставки лекарств с большей точностью и меньшим количеством побочных эффектов. Пятилетняя выживаемость в настоящее время приближается к 100% в США, и многие другие страны не отстают.

Лечение рака кишечника будет зависеть от стадии заболевания, но, как правило, включает хирургическую операцию, химиотерапию и облучение. Для неизлечимых больных был доступен спектр процедур паллиативной помощи для уменьшения боли и улучшения качества жизни.

Исследования рака кишечника привели к заметному улучшению выживаемости в конце 20-го века, и эта тенденция продолжалась и в 21-м. Быстрое падение стоимости секвенирования генома вместе с появлением более сложных мышиных моделей позволило получить более ценную информацию о природе и механизмах болезни.

Новые методы лечения и более ранняя диагностика стали возможными с использованием целевых нано-частиц и в конечном итоге нанороботов для доставки лекарств с большей точностью и меньшим количеством побочных эффектов. Пятилетняя выживаемость в настоящее время приближается к 100% в США, и многие другие страны не отстают.

Больше…

Люди начинают сливаться с машинами

В некоторых областях скорость развития технологий возросла настолько, что людям становиться все сложнее разбираться в них, не «прокачивая» свой собственный интеллект. В особенности это касается информационных технологий, нанотехнологий, медицины и неврологии, в каждой из которых наблюдается очень быстрый прогресс.

Стандартные современные домашние ПК оснащены системой Искусственного Интеллекта, возможности которой в миллиард раз больше человеческого мозга. Такая машина может думать сама, общаться с пользователем и предлагать новые идеи, которые превосходят даже самых умных людей планеты. Благодаря потоку информации, который наполняет Интернет и всё вокруг, эти компьютеры получают буквально миллионы писем электронной почты и других сообщений каждый день.

Для пользователя единственный способ обработать всю эту лавину информации – соединить свое сознание с машиной. Чтобы достигнуть этого, все увеличивающаяся часть общества уже обращается к «начеловеческому» аппаратному обеспечению. Наиболее современный способ предполагает применение микроскопического беспроводного имплантируемого устройства, напрямую соединяющего нейронную активность с электронной схемой. Подобные «нанороботы» уже используются в ВР (виртуальной реальности) с полным погружением и в некоторых медицинских процедурах. Новейшие версии способны объединять ИИ с человеческим интеллектом таким образом, что сочетаются только лучшие черты обоих.

Для последнего поколения компьютеров не требуется ни монитор, ни какой-либо проектор. Вместо них нанороботы могут создавать виртуальное изображение экрана, которое увеличивается до размеров поля зрения пользователя.

Эта операционная система управляется с помощью мыслей пользователя и Искусственного Интеллекта – информация передаётся со скоростью гораздо более высокой, чем мог бы позволить реальный физический аналог. Многие отдельные действия могут выполняться одновременно благодаря надежной беспроводной связи между нанороботами и нейронами.

Если есть такая необходимость, то весь чувственный опыт пользователя может быть моментально перенесен в виртуальную реальность с полным погружением. Эта опция популярна среди игроков и тех, кто хочет развлечься, но у нее есть и множество практических применений в сфере бизнеса. Встречи и конференции могут быть оперативно назначены множеству участников со всего мира – иногда всего за несколько секунд – и длиться буквально секунды. Общение на такой скорости не возможно уже осуществлять с помощью обычных средств, а это создает, в свою очередь, огромную пропасть между теми, кто пользуется этой технологией и теми, кто нет.

Для многих имплантируемые нанороботы становятся постоянными и неотъемлемыми, а не временными и факультативными, благодаря изумительной скорости и уровню информации, с которой теперь приходится сталкиваться в повседневных ситуациях, наряду с взрывоподобным распространением Искусственного Интеллекта. Военные, ученые и медики были среди первых, кто решился воспользоваться их преимуществами, но сейчас большая часть общества следует их примеру.

Люди нашли и другие способы объединяться с машинами. Нанороботы могут, например,  активизировать иммунную систему, помогая уничтожить возбудителей. Кроме того, они могут регулировать артериальное давление, или способствовать регенерации при повреждениях, вызванных процессом старения, или ускорять заживление ран. Сейчас стали доступны кибернетические органы – они почти никогда не ломаются и могут фильтровать смертельные яды. В домах среднего класса интерфейс мозг-компьютер применяется для открывания дверей, управления освещением и повседневными операциями.

Самые крайние случаи усовершенствования включают переход на «децентрализованную» систему кровообращения, а также на синтетическую форму крови, что еще более уменьшает физическую уязвимость. Именно данная модификация доступна пока только обеспеченным людям, поскольку она предполагает невероятно сложную процедуру, которая радикально меняет их внутреннюю анатомию. В результате, человек может относительно легко пережить несколько огнестрельных ранений или другие повреждения. Этим не преминули воспользоваться некоторые политики и прочие популярные личности, а также гангстерские боссы и профессиональные преступники.

Граница между человеком и машиной становится более расплывчатой. Несколько позже, уже в этом столетии, чёткое различие и вовсе исчезнет.

Больше…

Бионические глаза усовершенствованы

К концу 2040-х годов искусственная сетчатка и другие визуальные протезы стали соответствовать визуальным качествам настоящего человеческого глаза. Первое поколение этих устройств появилось в начале 2000-х, с громоздким внешним оборудованием и очень небольшим количеством пикселей. Последующие версии имели гораздо более высокое разрешение, предоставляя всё больше возможностей для улучшения уровня жизни пациентов с частичной или полной слепотой.

Дальнейшая миниатюризация компонентов в 2020-х и 30-х годах, наряду с новыми материалами и улучшением батареи / мощности, привела к более плавному и красочному визуальному качеству – в отличие от монотонного и блокового взгляда на мир в устройствах предыдущего поколения. Этот прогресс продолжился и в 2040-х годах, что привело к созданию электродных массивов с сотнями мегапикселей и беспроводной работой.

Близорукость и другие заболевания глаз были растущей проблемой в начале 21 века. Половина населения мира сталкивалась с проблемами зрения, при этом до одной пятой этих людей подвергались повышенному риску слепоты. Генная терапия оказалась жизненно важной для решения этой глобальной проблемы, а зрительные протезы становились всё более значимым дополнением к спектру доступных методов лечения.

К 2048 году имплантаты не только обеспечивают излечение, но и становятся средством для дальнейшего улучшения повседневного опыта пользователей с такими функциями, как встроенные камеры, Wi-Fi, дополненная реальность, инфракрасное излучение, возможность приближения и так далее. В настоящее время даже у здоровых взрослых людей возникает соблазн улучшить своё зрение в одном или обоих глазах, воспользовавшись преимуществами, предлагаемыми компьютеризированным зрением. Эти типы устройств уже были доступны несколько лет назад военным и некоторым другим специализированным или высокопоставленным гражданам, но теперь стали достаточно недорогими, чтобы стать мейнстримом. Существуют проблемы, связанные с технологией – в основном в отношении конфиденциальности и безопасности, что подвергается ряду государственных и корпоративных скандалов.