Biologové DARPA Pentagon se zavázali přemoci smrt, rozmnožit syntetické replikátory a poskytnout americké armádě řady zdravotně postižených kyborgů
Na začátku dubna americká obranná agentura pro pokročilé výzkumné projekty (DARPA, přední výzkumné křídlo Pentagonu) oznámila otevření nové biotechnologické divize, úřadu pro biologické technologie. Jejím posláním je dát biologii do služeb národní bezpečnosti, od porážky epidemií až po vytváření syntetických vojáků. Současně byl vyhlášen rozpočet resortu na příští fiskální rok - 2,9 miliardy dolarů.
Postavení DARPA jako předního zdroje inovací je nepopiratelné. Podstatou agentury je neustále zajišťovat, aby americká vojenská technologie byla pokročilejší než její konkurenti. Mezi nedávné iniciativy agentury patří: vytvoření humanoidních robotů ATLAS a mnoha dalších typů robotiky; chytré protézy, které budou přenášet skutečné hmatové vjemy; programování umělých neuronových sítí - ve skutečnosti počítače založené na kognitivních funkcích lidského mozku. Na pozadí těchto technologických zázraků, převzatých přesně ze stránek klasických kyberpunkových románů osmdesátých let, již není překvapením navrhnout jen jakýsi samoučící se superpočítač. Pokud se v budoucnu vytvoří plnohodnotná umělá inteligence, nebudou to dělat IT korporace, ale temní géniové Pentagonu (kteří jsou mimochodem také předky internetu).
DARPA již dříve věnovala náležitou pozornost biotechnologiím, ale až dosud neměla specializované oddělení, které by koordinovalo veškerý výzkum v této interdisciplinární oblasti. Přesně to má napravit Úřad pro rozvoj biotechnologií, který byl zřízen za účelem „prozkoumání stále dynamičtějších průniků biologie a fyziky“.
Ředitel DARPA Arathi Prabhakar, který na konci března hovořil před kongresmany ve Sněmovně reprezentantů, řekl, že „biologie je konečným inovátorem přírody a pro jakoukoli agenturu, která se spoléhá na inovace, by bylo pošetilé neobrátit se na tohoto mistra složité vztahy pro inspiraci a vodítka. “
Biologie dnes zaujímá své místo mezi hlavními vědami, které představují budoucnost obranné technologie … Programy biotechnologické kanceláře se pohybují v nejširším rozsahu: od jednotlivých buněk po organismy a jejich populace; od okamžiku, kdy je nervový signál přenesen, do doby, kdy se nový kýchací virus po kýchnutí rozšíří po celé planetě. Biotechnologická kancelář bude studovat extrémně složité mechanismy přírodních procesů a prokáže, že je lze použít pro účely národní obrany, “uvádí tisková zpráva agentury DARPA.
Russian Planet se seznámila s nejslibnějšími programy nového oddělení oddělení.
Ach neříkejte: „Krev z rány.“To je divoký
Jednou z prioritních oblastí práce biotechnologického úřadu je high-tech rehabilitace amerických vojenských vojáků po zraněních různých typů. Podle amerického armádního institutu pro chirurgický výzkum je hlavní příčinou smrti na bojišti ztráta krve. Na řešení tohoto problému je zaměřeno několik studií DARPA. Armáda stále nemá nic dokonalejšího než jednoduchý gázový obvaz, který zastaví krvácení. Jeho účinnost je extrémně nízká, protože pokud se krev nezastaví, musí být obvaz téměř okamžitě vyměněn. Neexistuje žádný způsob, jak zastavit latentní krvácení na místě. Mnoho vojáků proto umírá nejen na bojišti, ale i v transportu na cestě k lékařské jednotce.
Arati Prabhakar.
Startovací společnost RevMedx nedávno oznámila upravenou stříkačku, která vyplňuje oblast rány 1palcovými chitosanovými houbami, které bobtnají a blokují krvácení. Tímto způsobem se však zastaví pouze vnější krvácení. Specialisté DARPA šli dále a oznámili vytvoření takzvaného „stázového systému“- zatím je známo pouze to, že se jedná o „pěnový materiál“, který zastavuje krvácení i do břišní dutiny. FDA brzy schválí první prototyp přenosného vstřikovacího zařízení.
I když se ztrátě krve nelze vyhnout, další rozvoj oddělení způsobí, že nebude tak život ohrožující, což zachrání armádu před hrozbou hypoxie způsobené krvácením. Vědci pracují na léku na bázi sirovodíku, jehož injekce zpomaluje fyziologické procesy v těle. V průběhu testů na zvířatech bylo zjištěno, že sirovodík snižuje potřebu orgánů v kyslíku, jehož akutní nedostatek způsobuje ztrátu krve. Injekce takové látky výrazně prodlouží čas, který může bojovník strávit po smrtelné ztrátě krve přímo na bojišti a čekat na transfuzi. Doufají tedy, že v DARPA bude voják schopen sám si aplikovat injekci, vstoupit do „hibernačního stavu“a čekat na lékařskou pomoc - až několik dní.
Invalidní kyborgové
Zaměstnanci agentury dobře vědí o téměř neomezených příležitostech, které jim poskytují americké úřady, a netrpí falešnou skromností. Například program pro vývoj pokročilých protéz se nazývá bez problémů - „Revoluční protetika“. Byla uvedena na trh v roce 2006, ale nyní je zcela pod kontrolou biotechnologické kanceláře.
Celou tu dobu byli vědci zaneprázdněni navrhováním ručních protéz, které jsou z lékařského a inženýrského hlediska mnohem obtížnější než umělé nohy. Jedna z revolučních protéz, Arm System Gen-3, již byla legalizována FDA. Podle webu agentury se tyto „pokročilé mechatronické končetiny“jako první přiblížily funkčnosti skutečných lidských rukou. Cíle programu jsou ještě náročnější než název. A DARPA je vůbec neskrývá: v budoucnu nebudou v USA žádní veteráni s postižením, ale v řadách budou lidé se zdravotním postižením - jen robotičtí.
"V rámci protetické revoluce se vylepšuje funkčnost protéz horních končetin, aby se jednoho dne mohli opraváři, kteří přišli o ruce, vrátit do služby," uvádí program.
Mezi specifické úkoly patří vytvoření protéz ovládaných myslí a neuropočítačových rozhraní pro amputované a paralytické. Na trhu NPR 31. března Arati Prabhakar uvedl, že biotechnologové již v této oblasti učinili obrovský krok. Pokroky v technologii kortikálních mikroelektrod způsobily, že spojení mezi nervovým systémem a kybernetickými částmi těla je tak silné, že z protéz ovládaných myšlenkami se postupně stává každodenní rutina a spolupracující pacienti již používají „spolehlivý systém neurointerface“Pentagonu. Budoucí výzkum „zlepší kapacitu periferních rozhraní zpracovávat ještě více informací o ovládání končetin, což poskytne amputátům ještě více funkcí“. Neurofyziologové pracují na získání signálu v obou směrech - takže protéza není ovládána pouze myslí, ale sama vysílá hmatové signály zpět do nervového systému, což způsobuje pocit skutečného fyzického dotyku.
Postižený člověk s protetickými robotickými pažemi. Foto: DARPA
"Máme dobrovolníky s paralýzou všech čtyř končetin, kteří souhlasili s operací mozku." Jde o umístění čipu na kůru, který ovládá neurony motorické zóny a přesměruje je na ovládání nových, vysoce sofistikovaných protetických robotických paží. V jistém smyslu jsme otevřeli dveře - spojení mezi lidským mozkem a zbytkem světa. Popusťte uzdu své fantazii, abyste zjistili, jak daleko nás to dovede, “řekl ředitel DARPA.
Pro obnovu paměti je věnován samostatný program. Podle lékařů bylo od roku 2000 více než 270 000 amerických vojáků zraněno na hlavě různé složitosti, což vedlo ke zhoršení nebo úplné nefunkčnosti pracovní paměti. Navzdory závažnosti problému v současné době neexistuje účinná léčba. Aby obnovili paměť, biotechnologická kancelář pracuje na multidisciplinární neurotechnologii, která kombinuje „zpracování dat, matematické modelování a špičková rozhraní“. Výsledkem by mělo být „implantovatelné neurální zařízení“, které vojákům obnoví paměť neurostimulací určitých oblastí mozku.
Další iniciativa je zaměřena na odstranění posttraumatické stresové poruchy (PTSD, „vietnamský syndrom“), která je extrémně běžná mezi vojáky, kteří prošli bojem. V lepších případech to vede k depresím a migrénám, v nejhorším k výbuchům agrese mezi vracejícími se domovskými vojáky nebo k sebevraždě. Moderní přístupy - drogy a psychoterapie - mohou jen zmírnit nejhorší příznaky tohoto závažného mentálního syndromu. Vojenští lékaři doufají, že také zcela porazí PTSD implantováním neurostimulátoru do mozku.
V rámci svého výzkumu v oblasti neurovědy konzultuje DARPA (přinejmenším navrhuje věřit) konzultace s odbornou porotou o etických, právních a sociálních důsledcích. Prabhakar nevylučuje, že část tohoto výzkumu bude zaměřena nejen na rehabilitaci, ale také na úpravu mozků zdravých bojovníků.
"Pokud porozumíme tomu, jak mozek interaguje se složitými systémy, možná pochopíme, jak přesně by informace měly být člověku poskytnuty, aby je mohl lépe asimilovat." To bude budoucnost, ve které se začneme učit radikálně novým způsobům interakce mezi složitostí lidského mozku a složitostí světa kolem nás, “říká vedoucí inovační agentury.
Rozhraní člověk-stroj lze dobře přizpůsobit tak, aby je mohli ovládat roboti. A pokud dnes již inženýři vyvíjejí civilní kvadrokoptéru ovládanou myslí, proč tedy neočekáváme, že vojenské drony budou dříve nebo později ovládány prostřednictvím neutronových rozhraní od DARPA?
Mysl ovládaná kvadrokoptéra.
A ze syntetického prachu vytvořili replikátor
Agentura sází na to, že příští generace obranných technologií bude následovat příkladu přirozeného, biologického života. Syntetická biologie se stane jednou z nejdůležitějších oblastí práce biotechnologického úřadu - agentura očekává spuštění jakési šílené genetické rostliny pro produkci dosud nikdy neexistujících biologických materiálů s neprozkoumanými vlastnostmi na základě koktejlu živých buněk, proteinů a DNA. Cílem je vytvořit zaprvé umělé, ale živé supermateriály, které budou použity pro příští generaci mechanických a elektrických přístrojů, a zadruhé doslova vytvořit nové formy života s funkčností, kterou si v tuto chvíli lze jen těžko představit. To ale nezní tak fantasticky, když uvážíme, že na konci března vědci oznámili vytvoření prvního syntetického „designérského“chromozomu v historii lidstva.
Bioinženýři tvořili podstatnou část personálu nově otevřené subdivize. Protože „biologické inženýrství je silná technologie, která může ovlivnit mnoho oblastí“lidského života, hodlají biologové z Pentagonu pečlivě připravit teoretický základ - postupně „transformovat biologii do inženýrské praxe, připravovat nástroje, technologie, metodiky a infrastrukturu“. Programy bioinženýrství v laboratořích využívají nejnovější vývoj v syntetické biologii, genomice a proteomice, které přispívají k vysoké bezpečnosti výzkumu a prevenci „nechtěného uvolňování mikroorganismů“. DAPRA očividně hodně slyšela o nebezpečích zombie apokalypsy.
Navzdory všem opatřením již bioinženýři ohlásili více než ambiciózní projekty. Jeden z nejtajemnějších programů běží pod předběžným názvem Biochronicity. Podle bioinženýrů, ačkoli „biologické hodiny regulují téměř všechny funkce v lidském těle“, stále neexistuje jasná představa, jak přesně ovlivňují buněčný cyklus, metabolismus, stárnutí a buněčnou smrt. Oddělení zřejmě zasáhne do metabolismu a stárnutí člověka, dostane je pod kontrolu a výrazně zvýší bojovou schopnost a vytrvalost vojáků - jak z hlediska regenerace po fyzickém zranění, tak i odolnosti vůči chorobám.
Před několika lety již vyvolal program DARPA Biodesign, ve kterém Pentagon vytváří neméně nesmrtelná syntetická stvoření. Cílem je překonat „náhodnost evoluce“: „Biodesign využívá systém technických metod v kombinaci s biotechnologiemi a syntetickou chemickou technologií k vytváření nových užitečných atributů. Biodesign sníží nepředvídatelnost přirozeného evolučního vývoje prostřednictvím genetického inženýrství a molekulární biologie. Tato oblast zahrnuje uměle řízené molekulární reakce, které zvyšují odolnost vůči signálům buněčné smrti (…) “. V případě, že se plán agentury v nejohroženějším scénáři zvrtne, jak už to u hororu obvykle bývá, mají stvořené bytosti speciální spouštěcí molekulu pro sebedestrukci, kterou lze aktivovat na dálku. Jak píše autor technologického blogu Motherboard: „Proč potřebujeme mechanické roboty, když můžete vytvořit replikáta, abyste se mohli účastnit válek? O potenciálních syntetických vojácích Pentagonu jsme moc neslyšeli, ale na program Biodesign bude v příštím roce přiděleno 19,3 milionu dolarů. “
Svět bez nemocí
Epidemiologické křídlo agentury bude hledat způsoby, jak zabránit epidemiím a zmírnit důsledky hypotetické smrtelné globální pandemie (další populární zápletka sci -fi katastrofických filmů). Vědci se domnívají, že nepředvídatelnost ohnisek nemocí je jasným znakem našeho špatného chápání dynamiky vzniku a šíření epidemií.
Podle amerického Národního institutu pro alergii a infekční choroby je 44% všech patogenů hlášených za posledních 20 let RNA viry. Vyznačují se extrémně vysokou mírou mutací, což jim umožňuje přizpůsobit se měnícímu se prostředí, jako se to stalo v pandemii H1N1 („prasečí chřipka“) v roce 2009. Navíc i ta nejsilnější antibiotika se mohou stát nepoužitelnými, protože infekce postupně rozvíjejí odolnost vůči lékům, jako je tomu v případě neporazitelného kmene kapavky.
Program se zvučným názvem „Prophecy“studuje evoluci virů a předpovídá budoucí virové mutace. Konečným cílem je vytvoření „preventivních“léků a vakcín proti chorobám, které mohou v budoucnosti lidstvo ohrozit. Biologové budou předpovídat vývoj virů, samozřejmě, ne na matematických modelech, ale zcela experimentálním způsobem. Ve skutečnosti se agentura bude zabývat chovem virů. Nebezpečné patogeny budou pěstovány v laboratoři a diagnostikovány ve všech fázích mutací, kterými procházejí. Na základě těchto informací bude možné předpovědět, jakým směrem se bude vyvíjet to či ono běžné onemocnění. Virologové pokorně poznamenávají, že v laboratorních podmínkách se pokusí zopakovat pouze ty „virové mutace, které se již přirozeně vyskytly a jsou zdokumentovány“- pravděpodobně je přesvědčit, že omylem nevytvoří virus, který na planetě v přirozeném prostředí ani neexistuje prostředí ….
Na otázku, co má biotechnologický úřad Svatý grál, ředitel DARPA shrnul: „Jedná se o novou třídu materiálů s vlastnostmi, které bychom dříve nikdy nedostali. Jedná se o nový způsob interakce s lidským mozkem a řešení záhad kognitivních funkcí. A jsme přesvědčeni, že již existují techniky, které nám umožní překonat šíření infekčních nemocí. “
