8 επιστημονικά επιτεύγματα που ξεχώρισαν το 2023

Το 2023 ανήκει χωρίς καμία αμφιβολία στην τεχνητή νοημοσύνη. Έννοιες όπως το ChatGPT και το AI Generator έχουν εισέλθει στην καθημερινότητα μας, επηρεάζοντας τον τρόπο με τον οποίο ζούμε και εργαζόμαστε, καθώς επίσης σταδιακά και τον τρόπο που επικοινωνούμε. Οι εξελίξεις είναι ραγδαίες, το επιστημονικό πεδίο του Artificial Intelligence είναι ένα συνεχώς μεταβαλλόμενο τοπίο, με του οποίου την καθημερινή πρόοδο είναι ιδιαίτερα δύσκολο και απαιτητικό να συμβαδίσει κάποιος. Όλο και περισσότερες εταιρείες ανά τον κόσμο επενδύουν στην τεχνητή νοημοσύνη, με σκοπό να την ενσωματώσουν στις επιχειρήσεις τους. Σοβαροί αναλυτές εκφράζουν την πεποίθηση πως το AI είναι η μεγαλύτερη επανάσταση ύστερα από το Google. Ωστόσο δε λείπουν και οι επικριτικές φωνές που περιγράφουν τα μειονεκτήματα αυτής της τεχνολογίας, με βασικότερα την απώλεια της δημιουργικότητας, την έλλειψη ηθικής, κυρίως δε την αυξανόμενη ανεργία που θα προκαλέσει λόγω της αυτοματοποίησης πολλών παραδοσιακών εργασιών.

Παρόλα αυτά, η παραδοσιακή έρευνα και καινοτομία είναι ακόμα εδώ, πιο δυνατές από ποτέ. Μέσα στη χρονιά που φεύγει, παραδοσιακές επιστήμες όπως η ιατρική και η φυσική επινόησαν, υιοθέτησαν και κυρίως εξέλιξαν ιδέες και νέες τεχνολογίες, σε νευραλγικούς κλάδους όπως π.χ. η ιατρική περίθαλψη. Ο ιατρικός τομέας βασίζει εν πολλοίς την εξέλιξη του σε αυτή την έρευνα, η δε καινοτομία εστιάζεται στη βελτίωση του μηχανολογικού εξοπλισμού και είναι ζωτικής σημασίας για τη βελτίωση και αποτελεσματικότητα των σύγχρονων ιδεών και πρακτικών. Γενικότερα, ο δρόμος της προόδου είναι μακρύς και οι εξελίξεις που παρουσιάζονται στο ευρύ κοινό αποτελούν πολλές φορές αποτέλεσμα δουλειάς δεκαετιών. Έννοιες όπως η επαυξημένη πραγματικότητα (augmented reality), η τεχνολογία 5G, το blockchain, το ΑΙ και η μηχανική μάθηση, πρόκειται να μας απασχολήσουν όλο και περισσότερο από δω και πέρα. Σε κάθε περίπτωση όμως, η παραδοσιακή εργαστηριακή έρευνα είναι αυτή που πάντα θα γεννά τις νέες ιδέες και εξελίξεις, στο πλαίσιο της προσπάθειας για την όλο και πιο βιώσιμη και διαχειρίσιμη καθημερινότητα των ανθρώπων.

Στις παρακάτω γραμμές περιγράφονται κάποιες από τις σημαντικότερες επιστημονικές εξελίξεις του 2023, οι οποίες και πρόκειται με τη σειρά τους να διαμορφώσουν σε σημαντικό βαθμό την ατζέντα της επόμενης χρονιάς. Με την προϋπόθεση φυσικά πως θα περάσουν το απόλυτο σε αυτές τις περιπτώσεις τεστ, αυτό του χρόνου.

Ανασκόπηση 2023: Τα σημαντικά επιστημονικά επιτεύγματα της χρονιάς

CRISPR: Μια πιθανή θεραπεία για τη δρεπανοκυτταρική νόσο

Η τεχνολογία CRISPR αναπτύχθηκε από την εταιρεία Vertex Pharmaceuticals σε συνεργασία με την CRISPR Therapeutics, με έδρα την Ελβετία. Το «Casgevy» αποτελεί το πρώτο φάρμακο που βασίζεται στην εν λόγω τεχνολογία και υπόσχεται θεραπεία για τη δρεπανοκυττάρωση, κληρονομική ασθένεια του αίματος από την οποία πάσχουν περίπου 100.000 άνθρωποι στις ΗΠΑ. Η σημαντικότερη μορφή της είναι η δρεπανοκυτταρική αναιμία, η οποία προκαλείται από γενετική μετάλλαξη που με τη σειρά της επηρεάζει την παραγωγή αιμοσφαιρίνης, πρωτεΐνης που μεταφέρει οξυγόνο στα ερυθρά αιμοσφαίρια. Ως αποτέλεσμα, τα κύτταρα σκληραίνουν και οδηγούνται σε φραγή, εμποδίζοντας έτσι τη ροή του αίματος στο σώμα, κάτι που προκαλεί έντονους πόνους και σε ορισμένες περιπτώσεις, θανατηφόρα αναιμία.

Σύμφωνα με τους επιστήμονες, η τεχνολογία CRISPR αποκλείει το γονίδιο που καταστέλλει την παραγωγή αιμοσφαιρίνης και έτσι μετά από εβδομάδες ή μήνες, το σώμα αρχίζει ξανά να παράγει εμβρυϊκή αιμοσφαιρίνη, βελτιώνοντας την παροχή οξυγόνου στους ιστούς και τα όργανα. 28 από 29 ασθενείς οι οποίοι συμμετείχαν σε πείραμα διάρκειας 18 μηνών, σταμάτησαν να νιώθουν έντονους πόνους για τουλάχιστον ένα χρόνο. Ωστόσο για να ολοκληρωθεί η πειραματική διαδικασία, τα δεδομένα πρέπει να αφορούν διάστημα μιας δεκαετίας. Σε κάθε περίπτωση το Casgevy αποτελεί μία σπουδαία εξέλιξη, ωστόσο η απαγορευτική τιμή του (2.2 εκατομμύρια δολάρια ανά θεραπεία), καθώς και το γεγονός ότι οι περισσότεροι ασθενείς βρίσκονται σε τριτοκοσμικές χώρες χωρίς ιατρική υποδομή, δεν εναποθέτει τις ελπίδες για θεραπεία της ασθένειας στο άμεσο μέλλον.

GLP-1: Μια μικρή επανάσταση για τον διαβήτη και την απώλεια βάρους

Κατά τη δεκαετία του 1990 οι επιστήμονες ανακάλυψαν το είδος σαύρας «Gila», η οποία επιβίωνε με λιγότερο από ένα γεύμα την ημέρα. Όταν μελετήθηκε το σάλιο της, ανακαλύφθηκε μία ορμόνη η οποία μείωνε το σάκχαρο στο αίμα και ρύθμιζε την όρεξη. Αργότερα, μία συνθετική εκδοχή αυτής της ορμόνης έγινε το πρώτο φάρμακο για τη θεραπεία του Διαβήτη τύπου 2 και ονομάστηκε GLP-1. Το φάρμακο αυτό μιμείται τις ορμόνες του εντέρου που διεγείρουν την παραγωγή ινσουλίνης, δίνοντας σήμα στον εγκέφαλο ότι έχει επέλθει κορεσμός από το φαγητό, κοινώς ο ασθενής είναι χορτάτος. Στη σύγχρονη εποχή, η έρευνα για το GLP-1 έχει προχωρήσει κατά πολύ. Αποτελέσματα που ανακοινώθηκαν μέσα στο 2023, μιλούν για μείωση της εμφάνισης εμφράγματος και εγκεφαλικού κατά 20%, ενώ μεγαλύτερη μείωση παρατηρήθηκε στην κατανάλωση γλυκών και αλκοόλ. Στις παρενέργειες ανήκουν οι σπάνιες περιπτώσεις στομαχικής παράλυσης, αλλά και η πιθανότητα ο ασθενής να μην απολαμβάνει πια αγαπημένες του γεύσεις. Ωστόσο, το GLP-1 αποτελεί ένα πολύ σημαντικό φάρμακο και εργαλείο για την επιστημονική κοινότητα. Ιδιαίτερα αν αναλογιστεί κανείς πως οι διαβητικοί αγγίζουν σήμερα το μισό δισεκατομμύριο, ενώ το 40% των Αμερικανών αντιμετωπίζουν πρόβλημα παχυσαρκίας.

GPT και προηγμένα γλωσσικά εργαλεία

Τον περασμένο Μάρτιο, το OpenAI κυκλοφόρησε το GPT-4, την πιο πρόσφατη και πιο εξελιγμένη έκδοση της τεχνολογίας γλωσσικού μοντέλου που τροφοδοτεί το ChatGPT. Σύμφωνα με πρόσφατα δεδομένα, όλο και περισσότεροι προγραμματιστές λογισμικού χρησιμοποιούν ήδη AI για την ταχύτερη συγγραφή κώδικα. Το OpenAI έχει ήδη ισχυριστεί πως με το εν λόγω εργαλείο, κάποιος μπορεί να επιτύχει σε εξετάσεις του Δικηγορικού Συλλόγου της περιοχής, ή ακόμα και να αποκτήσει άδεια ασκήσεως επαγγέλματος ως γιατρός. Στο απλό μάτι, το ChatGPT αποτελεί μία τεράστια εγκυκλοπαίδεια, την οποία μπορεί ο καθένας να συμβουλευτεί, βρίσκοντας πολύπλοκες και πρωτότυπες απαντήσεις σε κάθε ερώτημα. Τη στιγμή ωστόσο που αποτελεί ένα σπουδαίο επιστημονικό επίτευγμα, παραμένει απλά ένα παιχνίδι για την πλειοψηφία των χρηστών του.

Την περασμένη άνοιξη, ομάδα ερευνητών ανακοίνωσε στο περιοδικό Science πως ανακάλυψε μία μέθοδο ώστε να χρησιμοποιεί τη συγκεκριμένη τεχνολογία για να προβλέπει τις πρωτεϊνικές αλληλουχίες, σε επίπεδο μεμονωμένων ατόμων, βασιζόμενη στο σύστημα AI με την ονομασία AlphaFold. Ένα σύστημα το οποίο χαρτογραφεί τόσο τις γλώσσες του κόσμου, όσο και τις πρωτεϊνικές δομές, αποτελεί σίγουρα ένα εξαιρετικό αντικείμενο για την προώθηση της γνώσης παγκοσμίως.

Σύντηξη: Η μαγεία του ηλίου στο εργαστήριο

Εδώ και 13 μήνες, έχουν λάβει χώρα σημαντικές εξελίξεις στον τομέα της σύντηξης, της διαδικασίας δηλαδή όπου μέσα στο ηλιακό σώμα, τα άτομα συντρίβονται και συγχωνεύονται παράγοντας θερμότητα και φως, άρα και ζωή στον πλανήτη μας. Μία διαδικασία καθόλα φυσική, της οποία η in vitro λειτουργία αποτελεί στοίχημα για την επιστημονική κοινότητα. Τον περασμένο Δεκέμβριο και στο Εργαστήριο Lawrence Livermore στην Καλιφόρνια, 192 συσκευές laser ανατίναξαν ένα διαμάντι που περιείχε ποσότητα παγωμένου υδρογόνου, δημιουργώντας για ένα απειροελάχιστο χρονικό διάστημα μία αντίδραση που παρήγαγε τρία megajoules ενέργειας. Ήταν η στιγμή που επετεύχθη η πρώτη εργαστηριακή αντίδραση σύντηξης, η οποία δημιούργησε περισσότερη ενέργεια από αυτή που χρειαζόταν για να παραχθεί. Αντίστοιχα τον Ιούλιο, στο ίδιο εργαστήριο και στην ίδια εγκατάσταση, αυτή η ποσότητα διπλασιάστηκε.

Το πεδίο για έρευνα στο φαινόμενο της σύντηξης είναι καθόλα ανοιχτό. Σε μερικά χρόνια πιθανόν ο κόσμος να ζεσταίνει το σπίτι του μέσω μεθόδων σύντηξης. Για δεκαετίες από τώρα, αφήνουμε τη φαντασία μας να καλπάσει.

Εμβόλια κατά της ελονοσίας και του αναπνευστικού συγκυτιακού ιού (RSV)

Αποτελούν δύο από τις κυριότερες παιδικές ασθένειες. Η ελονοσία είναι μία από τις κύριες αιτίες παιδική θνησιμότητας στον κόσμο, χαρακτηριστικά αναφέρθηκαν περισσότερα από 600.000 θύματα μέσα στο 2022. Ο δε αναπνευστικός συγκυτιακός ιός (RSV) προσβάλλει όλα σχεδόν τα παιδιά μέχρι την ηλικία των 3 ετών, μπορεί να προκαλέσει πνευμονία και είναι η σημαντικότερη αιτία νόσησης του αναπνευστικού, κατά τον πρώτο χρόνο ζωής του μωρού.

Πρόσφατα αναπτύχθηκε το πρώτο εμβόλιο κατά της ελονοσίας, για το οποίο βρέθηκε πως έχει έως και 80% αποτελεσματικότητα στην πρόληψη της μόλυνσης, ενώ έχει ήδη χορηγηθεί σε εκατομμύρια παιδιά. Παρόλα αυτά, η ζήτηση παραμένει εξαιρετικά αυξημένη και μεγαλύτερη της υπάρχουσας προσφοράς. Εδώ και λίγους μήνες, ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας έχει προτείνει καινούργιο εμβόλιο που ονομάζεται R21 και είναι εξίσου αποτελεσματικό με το πρώτο, παρότι φθηνότερο στην παρασκευή του. Σύμφωνα με τον Οργανισμό, το R21 θα βρίσκεται σε επάρκεια για «όλα τα παιδιά που ζουν σε περιοχές όπου η ελονοσία αποτελεί κίνδυνο για την παγκόσμια υγεία».

Επιπρόσθετα και μέσα στο 2023, η Αμερικανική Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων ενέκρινε εμβόλια κατά του RSV. Ταυτόχρονα παρουσίασε δεδομένα πως το 97% των παιδιών θα κολλήσουν μία φορά από τον ιό μέχρι την ηλικία των 2 ετών, ενώ μέσα σε ένα χρονολογικό έτος νοσηλεύονται λόγω του ιού περίπου 80.000 παιδιά κάτω των 5 ετών, καθώς και 160.000 ηλικιωμένοι. Εταιρείες κολοσσοί όπως η Pfizer και η GSK έχουν ήδη λάβει έγκριση για την πώληση εμβολίων κατά του RSV.

Fervo: Χρησιμοποιώντας τη θερμότητα του πλανήτη

Η Quaise είναι μία πειραματική start-up επιχείρηση η οποία ειδικεύεται στην εξάτμιση ποσοτήτων γρανίτη, μέσω μιας εξαιρετικά ισχυρής δέσμης ραδιοσυχνοτήτων. Απώτερος σκοπός της είναι η εκμετάλλευση της υπόγειας θερμότητας του πλανήτη, ως πηγή ενέργειας. Στο ίδιο μοτίβο, φέτος έκανε την εμφάνιση της η Fervo, η οποία αναπτύσσει τεχνικές βασισμένες στη βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου, ώστε να διασπάσει υπόγειους βράχους πολύ ηψηλής θερμοκρασίας. Μέσω ενισχυμένων γεωθερμικών συστημάτων, η Fervo χρησιμοποιεί κρύο νερό στις σχισμές των βράχων, δημιουργώντας έτσι τεχνητές γεωθερμικές πηγές. Τον περασμένο Νοέμβριο, η Fervo ανακοίνωσε πως το σχετικό project στην πολιτεία της Νεβάδα, είναι πλήρως λειτουργικό και διαχέει ηλεκτρική ενέργεια στα κέντρα δεδομένων της Google.

Μέσα στο 2023, πολλές κυβερνήσεις και επιχειρήσεις ασχολήθηκαν επισταμένα με την αναζήτηση για κοιτάσματα φυσικού υδρογόνου-αερίου. Το περιοδικό Science χαρακτήρισε την εν λόγω αναζήτηση ως μία από τις σπουδαιότερες καινοτομίες της χρονιάς.

Κι αν η βαφή προσώπου καταπολεμά τον καρκίνο;

Υπάρχουν τρισεκατομμύρια μικρόβια τα οποία ζουν μέσα και πάνω στο σώμα μας. Στόχος της επιστήμης είναι η χρησιμοποίηση τους για την καταπολέμηση ασθενειών. Τον Απρίλιο του 2023, επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Stanford ανακοίνωσαν την τροποποίηση γονιδιωμάτων ορισμένων από αυτά τα βακτήρια, κατασκευάζοντας ουσιαστικά μικρόβια τα οποία καταπολεμούν τον καρκίνο. Πιο συγκεκριμένα, ανακοίνωσαν την κατασκευή ενός συνηθισμένου βακτηρίου του δέρματος, το οποίο όταν ερχόταν σε επαφή με τα κεφάλια ποντικών στο εργαστήριο, είχε ως αποτέλεσμα τη δημιουργία κυττάρων, μέσα στο σώμα των τρωκτικών, τα οποία αναζητούσαν άλλα κύτταρα, καρκινικά, με σκοπό να τους επιτεθούν. Επρόκειτο ουσιαστικά για μία βαφή προσώπου προς την καταπολέμηση του καρκίνου.

Μέχρι σήμερα, πολλά εμβόλια έχουν κατά καιρούς χρησιμοποιήσει τροποποιημένους ιούς, όπως τον αδενοϊό, ως «όχημα» για να διοχετεύσουν στο σώμα ουσίες προς την καταπολέμηση ασθενειών. Η ικανότητα καταπολέμησης του καρκίνου μέσω του δέρματος και των βακτηρίων, αντιπροσωπεύει ένα εξαιρετικά ενδιαφέρον επιστημονικό πεδίο, ειδικότερα αν σκεφτεί κανείς το πόσοι άνθρωποι δεν νιώθουν άνετα με τον εμβολιασμό.

Μακροζωία

Η μακροζωία αποτελεί σίγουρα ένα trend της εποχής μας. Είναι θέμα πολλών επιστημονικών δημοσιεύσεων, ενώ επίσης χιλιάδες επεισόδια podcast αφιερώνονται στη μακροζωία, τα μυστικά της, τα διάφορα φάρμακα που παρατείνουν τη διάρκεια ζωής ενός ανθρώπου. Πρωταρχικός όμως στόχος της έρευνας για τη μακροζωία οφείλει να είναι η βοήθεια προς τους αρρώστους και ασθενείς, οι οποίοι εν προκειμένω αντιμετωπίζουν τον κίνδυνο να φύγουν από τη ζωή πολύ νωρίτερα από ότι θα περίμενε κανείς.

Η ορμόνη «ινσουλινόμορφος αυξητικός παράγοντας-1», ή αλλιώς IGF-1, επηρεάζει άμεσα την ανάπτυξη, πολλαπλασιάζοντας τα φυσιολογικά κύτταρα και επηρεάζοντας το μεταβολισμό της γλυκόζης. Μέρος της επιστημονικής κοινότητας θεωρεί πως οι πολύ υψηλές τιμές του IGF-1 ενισχύουν και επιταχύνουν τη γήρανση. Με την πειραματική διαδικασία να εφαρμόζεται σε σκύλους ράτσας Ροττβάϊλερ, η εταιρεία Loyal επιχειρεί μέσω ενός νέου φαρμάκου να ελέγξει αυτές τις τιμές, περιορίζοντας την αύξηση της ινσουλίνης που σχετίζεται με τη γήρανση. Το Νοέμβριο η Loyal ανακοίνωσε πως η έγκριση από την Αμερικανική Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων (FDA) είναι πολύ κοντά, λόγω της εκπλήρωσης συγκεκριμένων απαιτήσεων από μεριάς της. Ωστόσο το φάρμακο δεν είναι ακόμα διαθέσιμο. Αυτό που όμως έχει ιδιαίτερη σημασία είναι το ότι για πρώτη φορά, η FDA προέβη σε μια ιστορική αναγνώριση που σχετίζεται με την παράταση και αύξηση του προσδόκιμου ζωής.