Gran futuro biotecnológico.
Los biólogos del Pentágono de DARPA prometen derrotar a la muerte, engendrar replicantes sintéticos y proporcionar al ejército estadounidense filas de cyborgs discapacitados
A principios de abril, la Agencia de Investigación y Desarrollo de Defensa Avanzada de los Estados Unidos (DARPA, el ala de investigación líder del Pentágono) anunció la apertura de una nueva división de biotecnología, la Oficina de Desarrollo de Biotecnología. Su tarea es poner la biología al servicio de la seguridad nacional, comenzando con una victoria sobre las epidemias y terminando con la creación de soldados sintéticos. Al mismo tiempo, se anunció el presupuesto del ministerio para el próximo año fiscal, $ 2,9 mil millones.
El estatus de DARPA como la principal forja de la innovación es innegable. La esencia de la agencia es garantizar constantemente que la tecnología militar estadounidense siempre sea más avanzada que la de los competidores. Estas son solo algunas de las iniciativas recientes de la agencia: la creación de humanoides robots ATLAS y muchos otros tipos de robótica; prótesis inteligentes que te transmitirán sensaciones táctiles reales; programar redes neuronales artificiales; de hecho, computadoras basadas en las funciones cognitivas del cerebro humano. En el contexto de estas maravillas tecnológicas, tomadas casi exactamente de las páginas de las novelas clásicas cyberpunk de los años ochenta, el diseño de una especie de supercomputadora de autoaprendizaje ya no sorprende. Si en el futuro se crea una inteligencia artificial completa, no lo harán las corporaciones de TI, sino los genios oscuros del Pentágono (quienes, por cierto, también son los progenitores de Internet).
DARPA ya había prestado la debida atención a la biotecnología, pero hasta ahora no han tenido un departamento especial que coordine todas las investigaciones en este campo interdisciplinario. Esto es precisamente lo que la Junta de Desarrollo de Biotecnología, diseñada para "explorar las intersecciones cada vez más dinámicas de la biología y la física", está llamada a corregir.
El director de DARPA, Arathi Prabhakar, hablando en la Cámara de Representantes a fines de marzo, dijo que "la biología es el último innovador de la naturaleza, y para cualquier agencia que se basa en la innovación, sería una tontería no ponerse en contacto con este maestro de relaciones complejas en busca de inspiración y pistas
“Hoy la biología ocupa su lugar entre las ciencias básicas, que representan el futuro de las tecnologías de defensa ... Los programas de la oficina biotecnológica se encuentran en una amplia gama: desde las células individuales hasta los organismos y sus poblaciones; desde el momento en que se transmite la señal nerviosa, hasta el momento en que el nuevo virus del estornudo estornuda en todo el planeta. La oficina de biotecnología estudiará los mecanismos extremadamente complejos de los procesos naturales y demostrará que se pueden usar para la defensa nacional ", dice un comunicado de prensa de DARPA.
“Russian Planet” se familiarizó con los programas más prometedores del nuevo departamento de departamento.
Ah, no digas: "Sangre de la herida". ¡Esto es salvaje!
Una de las prioridades de la oficina de biotecnología es la rehabilitación de alta tecnología de los soldados estadounidenses después de lesiones de varios tipos. Según el Instituto de Estudios Quirúrgicos del Ejército de los EE. UU., La principal causa de muerte de combatientes en el campo de batalla es la pérdida de sangre. Varios estudios DARPA están diseñados para resolver este problema. El ejército todavía no tiene nada más perfecto que un simple vendaje de gasa para detener el sangrado. Su efectividad es extremadamente baja, porque si la sangre no se detiene, el vendaje debe cambiarse casi de inmediato. No hay ninguna posibilidad de detener el sangrado latente en el lugar. Por lo tanto, muchos soldados mueren no solo en el campo de batalla, sino también en el transporte de camino a la unidad médica.
Arati Prabhakar.
Recientemente, una empresa nueva, RevMedx, anunció una jeringa modificada que llena el área de la herida con esponjas de centímetro de quitosán que se hinchan y bloquean la hemorragia. Pero esto solo detiene el sangrado externo. Los especialistas de DARPA fueron más allá y anunciaron la creación del llamado "sistema de estasis", hasta ahora solo se sabe que es un "material de espuma" que detiene la hemorragia incluso en la cavidad abdominal. La Inspección Sanitaria de los Estados Unidos pronto deberá aprobar el primer prototipo de un dispositivo portátil para la inyección de una sustancia.
Incluso si no se puede evitar la pérdida de sangre, otro departamento de desarrollo no lo hará tan peligroso para la vida, salvando a los militares de la amenaza de hipoxia causada por el sangrado. Los científicos están trabajando en un medicamento a base de sulfuro de hidrógeno, cuya inyección ralentiza los procesos fisiológicos que tienen lugar en el cuerpo. Durante las pruebas con animales, se encontró que el sulfuro de hidrógeno reduce la necesidad de oxígeno del órgano, cuya escasez aguda causa la pérdida de sangre. La inyección de una sustancia de este tipo prolongará significativamente el tiempo que un luchador puede pasar después de una pérdida mortal de sangre en el campo de batalla, esperando una transfusión. Por lo tanto, esperan en DARPA que el soldado pueda hacer una inyección por su cuenta, entrar en un "estado similar a la hibernación", y esperar la asistencia médica hasta por unos días.
Cyborgs discapacitados
Los empleados de la agencia son conscientes de las posibilidades casi ilimitadas que ofrecen las autoridades de los Estados Unidos y no sufren de falsa modestia. Por ejemplo, el programa para el desarrollo de prótesis avanzadas sin utaek llamado "Revolucionando prótesis". Se lanzó en el año 2006, pero ahora está completamente bajo el control de la oficina de biotecnología.
Durante todo este tiempo, los investigadores han estado ocupados diseñando manos protésicas, que son mucho más difíciles desde el punto de vista médico y de ingeniería que las piernas artificiales. Una de las prótesis revolucionarias, Arm System Gen-3, ya ha sido legalizada por el Departamento de Supervisión de la Salud. Como se indica en el sitio web del departamento, estos "miembros mecatrónicos avanzados" fueron los primeros en abordar la funcionalidad de manos humanas reales. Los objetivos del programa son aún más desafiantes que el nombre. Y DARPA no los oculta en absoluto: en el futuro no habrá veteranos discapacitados en los Estados Unidos, pero habrá personas discapacitadas en las filas, solo robóticas.
"En el marco de la" Revolución de las prótesis ", se mejora la funcionalidad de las prótesis de las extremidades superiores, para que un día los soldados que hayan perdido sus armas puedan regresar al servicio", dice la descripción del programa.
Entre las tareas específicas está la creación de prótesis controladas por la mente y las interfaces neurocomputadoras para amputados y paralíticos. En el aire del Marketplace 31 de NPR en marzo, Arathi Prabhakar dijo que los biotecnólogos ya han dado un gran paso en esta área. Los logros de los últimos años en la tecnología de los microelectrodos corticales han hecho que la conexión entre el sistema nervioso y las partes cibernéticas del cuerpo sea tan fuerte que las prótesis dirigidas por el pensamiento se incorporen gradualmente al uso diario, y los pacientes que ya han cooperado utilizan el "sistema de interfaz neuronal confiable" del Pentágono. La investigación futura "mejorará el potencial de las interfaces periféricas para procesar aún más información sobre la administración de las extremidades, lo que brindará a los amputados una mayor funcionalidad". Los neurocientíficos están trabajando para garantizar que la señal vaya en ambas direcciones: que la prótesis no solo esté controlada por la mente, sino que él mismo envió señales táctiles de regreso al sistema nervioso, causando una sensación de toque físico genuino.
Discapacitado con protesis roborukami. Foto: DARPA
“Tenemos voluntarios con parálisis de las cuatro extremidades que han aceptado realizar una cirugía cerebral. Estamos hablando de colocar un chip en la corteza, que controla las neuronas de la zona motora y las redirige para controlar nuevos roborooks protésicos altamente sofisticados. En cierto sentido, abrimos la puerta: la conexión entre el cerebro humano y el resto del mundo. Desata tu imaginación para ver hasta dónde nos permitirá llegar ", dijo el director de DARPA.
Un programa separado está dedicado a la restauración de la memoria. Según los médicos, desde 2000, más que 270, miles de soldados estadounidenses sufrieron lesiones en la cabeza de diversa complejidad, lo que llevó a un empeoramiento o disfunción completa de la memoria de trabajo. A pesar de la magnitud del problema, ahora no hay tratamientos efectivos. Para recuperar su memoria, la oficina de biotecnología está trabajando en una neurotecnología multidisciplinaria que combina "procesamiento de datos, modelado matemático y las últimas interfaces". El resultado debe ser un "dispositivo neural implantable", que devolverá la memoria a los soldados a través de la neuroestimulación de ciertas áreas del cerebro.
Otra iniciativa está dirigida a deshacerse del trastorno de estrés postraumático (TEPT, "síndrome vietnamita"), que es extremadamente común entre los soldados que han estado luchando. En los mejores casos, conduce a la depresión y las migrañas, en el peor de los casos, a los brotes de agresión entre los militares que regresaron a su tierra natal o al suicidio. Los enfoques modernos, las drogas y la psicoterapia, solo pueden aliviar los peores síntomas de este síndrome mental grave. Los médicos militares también esperan derrotar completamente el TEPT al implantar un neuroestimulador en el cerebro.
Como parte de su investigación neuro, DARPA consulta (al menos ofrece creer en ello) con un panel de expertos sobre implicaciones éticas, legales y sociales. Prabhakar no excluye que algunos de estos estudios estén dirigidos no solo a la rehabilitación, sino también a modificar el cerebro de los luchadores sanos.
“Si descubrimos cómo el cerebro interactúa con los sistemas complejos, tal vez entenderemos exactamente cómo proporcionar información a una persona para que pueda asimilarla mejor. Este será el futuro en el que comenzaremos a aprender formas radicalmente nuevas de interacción entre la complejidad del cerebro humano y la complejidad del mundo que nos rodea ", dice el director de la agencia de innovación.
Las interfaces hombre-máquina bien pueden adaptarse para ser controladas por robots. Y si hoy en día los ingenieros ya están desarrollando un cuadricóptero civil controlado mentalmente, ¿por qué no esperamos de DARPA tarde o temprano un control militar a través de interfaces de neutrones? Drones?
Quadrocopter impulsado por la mente.
Y creó un replicante a partir de las cenizas de los sintéticos.
La agencia confía en la próxima generación de tecnologías de defensa para tomar un ejemplo de la vida natural y biológica. La biología sintética se convertirá en una de las áreas de trabajo más importantes para la oficina de biotecnología. La agencia espera lanzar un tipo de planta genética insana para la producción de materias biológicas nunca antes existentes con propiedades inexploradas basadas en un cóctel de células vivas, proteínas y ADN. El objetivo es crear, en primer lugar, súper materiales artificiales que se utilizarán para la próxima generación de aparatos mecánicos y eléctricos, y en segundo lugar, crear literalmente nuevas formas de vida con una funcionalidad que es difícil de imaginar en este momento. Pero no parece tan fantástico, considerando que a fines de marzo, los científicos anunciaron la creación de la primera historias Humanidad sintética "diseñador" cromosoma.
Una parte significativa del personal de la unidad recién inaugurada era bioingeniería. Dado que “la ingeniería biológica es una poderosa tecnología capaz de afectar muchas áreas” de la vida humana, los biólogos del Pentágono pretenden preparar cuidadosamente una base teórica: “transformar gradualmente la biología en práctica de ingeniería, preparar herramientas, tecnologías, metodologías e infraestructura”. Como parte de los programas de bioingeniería en los laboratorios, se aplican los últimos desarrollos en el campo de la biología sintética, la genómica y la proteómica, que contribuyen a la alta seguridad de la investigación y la prevención de la "liberación no deseada de microorganismos". Aparentemente, en DAPRA se escuchó acerca de los peligros de un apocalipsis zombie.
A pesar de todas las precauciones, los bioingenieros han anunciado más que proyectos ambiciosos. Uno de los programas más misteriosos se lleva a cabo bajo el título de trabajo Biochronicity. Según los bioingenieros, aunque "los relojes biológicos regulan casi todas las funciones en el cuerpo humano", todavía no hay una idea clara de cómo afectan el ciclo celular, el metabolismo, el envejecimiento y la muerte celular. Aparentemente, el departamento agravará el metabolismo y el envejecimiento de una persona, los pondrá bajo control y aumentará repetidamente la capacidad de combate y la resistencia de los soldados, tanto en términos de regeneración después de lesiones físicas como de inmunidad a las enfermedades.
Hace unos años, el programa Biodesign de DARPA, en el que el Pentágono crea tantas criaturas sintéticas inmortales, ya hizo ruido. El objetivo es superar la "aleatoriedad de la evolución": "en el marco de" Biodesign ", se utiliza un sistema de métodos de ingeniería en combinación con la biotecnología y la tecnología química sintética para crear nuevos atributos útiles. Biodesign reducirá la imprevisibilidad del desarrollo evolutivo natural a través de la ingeniería genética y la biología molecular. Esta área incluye reacciones moleculares definidas artificialmente que aumentan la resistencia a las señales de muerte celular (...) ". En el caso de que el plan de la agencia fracase en el escenario más amenazador, como suele ser el caso en el horror, las criaturas creadas tienen una molécula desencadenante especial para la autodestrucción, que puede activarse de forma remota. Como escribe el autor de la placa madre de tekhnoblog, “¿por qué se necesitan robots mecánicos, cuando se puede crear un replicante para participar en las guerras? No hemos escuchado mucho sobre los posibles soldados sintéticos del Pentágono, pero al año siguiente, se asignaron $ 19,3 millones al programa Biodesign ".
Un mundo sin enfermedad.
El ala epidemiológica de la agencia buscará formas de prevenir las epidemias y mitigar los efectos de una hipotética pandemia mundial mortal (otra trama popular de películas de desastres de ciencia ficción). Los científicos creen que la imprevisibilidad de los brotes de enfermedades es un signo claro de nuestra escasa comprensión de la dinámica de la aparición y propagación de las epidemias.
De acuerdo con el Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas de los Estados Unidos, de todos los patógenos 20% registrados en los últimos años de 44, son virus de ARN. Se caracterizan por una tasa de mutación extremadamente alta, que les permite adaptarse a un entorno cambiante, como ocurrió en el caso de una pandemia del virus H1N1 ("gripe porcina") en el año 2009. Además, incluso los antibióticos más potentes pueden volverse inútiles, ya que las infecciones gradualmente adquieren resistencia a los medicamentos, como es el caso de la cepa de gonorrea invencible.
El programa con el nombre sonoro "Profecía" estudia la evolución de los virus para predecir futuras mutaciones virales. El objetivo final es la creación de medicamentos "proactivos" y vacunas contra enfermedades que puedan amenazar a la humanidad en el futuro. Los biólogos van a predecir la evolución viral, por supuesto, no en modelos matemáticos, sino de manera bastante experimental. De hecho, la agencia se dedicará a la cría de virus. Los patógenos peligrosos se cultivarán en el laboratorio y diagnosticarán todas las etapas de las mutaciones a través de las cuales pasan. Sobre la base de esta información, las predicciones serán posibles en qué dirección evolucionará una enfermedad en particular. Los virólogos notan modestamente que en el laboratorio intentarán repetir solo aquellas "mutaciones virales que ya se han producido de forma natural y están documentadas", probablemente para convencerlos de que no crearán accidentalmente un virus que ni siquiera existe en el planeta en su entorno natural. .
Respondiendo a la pregunta, ¿cuál es la oficina de biotecnología del "Santo Grial", el director de DARPA resumió: "Esta es una nueva clase de materiales con propiedades que nunca habríamos recibido antes. Esta es una nueva forma de interactuar con el cerebro humano y resolver los secretos de las funciones cognitivas. Y confiamos en que ya existen tecnologías que permitirán el avance de la propagación de enfermedades infecciosas ".
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