해킹 성격
자연 자체는 우리에게 벌처럼 자연을 해킹하는 방법을 가르쳐줄 수 있습니다. 취리히에 있는 ETH의 Mark Mescher와 Consuelo De Moraes는 식물이 꽃을 피우도록 "장려"하기 위해 능숙하게 잎사귀를 갉아먹는다고 말했습니다.
흥미롭게도, 우리의 방법으로 이러한 곤충 치료를 복제하려는 시도는 성공적이지 않았으며 과학자들은 이제 잎에 대한 효과적인 곤충 손상의 비밀이 그들이 사용하는 독특한 패턴에 있는지, 아니면 아마도 벌에 의한 일부 물질의 도입에 있는지 궁금해하고 있습니다. 다른 사람에 바이오해킹 분야 그러나 우리는 더 잘하고 있습니다.
예를 들어, 엔지니어들은 최근에 시금치를 환경 감각 시스템으로 전환폭발물의 존재를 경고할 수 있습니다. 2016년 MIT의 화학공학자인 Ming Hao Wong과 그의 팀은 탄소 나노튜브를 시금치 잎에 이식했습니다. 폭발물의 흔적식물이 공기나 지하수를 통해 흡수한 나노튜브를 형광 신호를 내다. 공장에서 이러한 신호를 포착하기 위해 작은 적외선 카메라가 잎사귀를 향하고 라즈베리 파이 칩에 부착되었습니다. 카메라가 신호를 감지하면 이메일 알림을 트리거했습니다. 시금치에서 나노센서를 개발한 후, Wong은 특히 농업에서 가뭄이나 해충을 경고하기 위해 이 기술에 대한 다른 응용 프로그램을 개발하기 시작했습니다.
예를 들어 생물 발광 현상. 오징어, 해파리 및 기타 바다 생물에서. 프랑스 디자이너 산드라 레이(Sandra Rey)는 생물발광을 자연스러운 조명 방식, 즉 전기 없이 빛을 방출하는 "살아있는" 랜턴의 창조로 제시합니다(2). Ray는 생물발광 조명 회사인 Glowee의 설립자이자 CEO입니다. 그는 언젠가는 기존의 전기 가로등을 대체할 수 있을 것이라고 예측합니다.
2. Glowee 조명 시각화
빛의 생산을 위해 Glowee 기술자는 참여합니다. 생물 발광 유전자 하와이산 갑오징어에서 얻은 대장균 박테리아를 배양한 다음 이 박테리아를 배양합니다. DNA를 프로그래밍함으로써 엔지니어는 빛을 끄고 켤 때의 색상과 기타 많은 수정 사항을 제어할 수 있습니다. 이 박테리아는 분명히 살아 있고 빛을 발하기 위해 돌보고 먹이를 주어야 하므로 회사는 조명을 더 오래 켜두기 위해 노력하고 있습니다. 현재 Wired의 Rei는 XNUMX일 동안 실행된 하나의 시스템을 가지고 있다고 말합니다. 조명기구의 현재 제한된 수명은 현재 대부분 이벤트나 축제에 적합하다는 것을 의미합니다.
전자 배낭이 있는 애완 동물
곤충을 관찰하고 흉내를 낼 수 있습니다. 또한 "해킹"하여 다음과 같이 사용할 수 있습니다. 미니어처 드론. 땅벌은 농부들이 자신의 밭을 모니터링하는 데 사용하는 것과 같은 센서가 있는 "배낭"을 갖추고 있습니다(3). 마이크로 드론의 문제는 전력입니다. 곤충에는 그런 문제가 없습니다. 그들은 지칠 줄 모르고 날아갑니다. 엔지니어들은 "수하물"에 센서, 데이터 저장용 메모리, 위치 추적용 수신기, 전자 장치에 전원을 공급하기 위한 배터리(즉, 훨씬 작은 용량)를 싣고 갔습니다. 모두 무게는 102밀리그램이었습니다. 곤충이 일상 활동을 할 때 센서는 온도와 습도를 측정하고 무선 신호를 사용하여 위치를 추적합니다. 벌통으로 돌아온 후 데이터를 다운로드하고 배터리를 무선으로 충전합니다. 과학자 팀은 그들의 기술을 Living IoT라고 부릅니다.
3. 등에 전자 시스템을 짊어진 범블비인 Live IoT
동물학자 막스 플랑크 조류학 연구소. 마틴 비켈스키 동물이 임박한 재난을 감지하는 타고난 능력을 가지고 있다는 대중의 믿음을 테스트하기로 결정했습니다. Wikelski는 국제 동물 감지 프로젝트인 ICARUS를 이끌고 있습니다. 디자인 및 연구의 저자는 그가 첨부했을 때 악명을 얻었습니다. GPS 비콘 행동에 대한 현상의 영향을 연구하기 위해 크고 작은 동물 (4). 과학자들은 무엇보다도 흰 황새의 존재 증가가 메뚜기 침입을 나타낼 수 있으며 청둥오리의 위치와 체온이 인간 사이에 조류 인플루엔자의 확산을 나타낼 수 있음을 보여주었습니다.
4. Martin Wikelski와 전송자 황새
이제 Wikelski는 임박한 지진과 화산 폭발에 대해 동물이 "알고 있는" 고대 이론이 있는지 알아보기 위해 염소를 사용하고 있습니다. 2016년 이탈리아에서 발생한 대지진 직후 Wikelski는 진원지 근처에서 가축을 목줄로 묶어 충격 전에 다르게 행동하는지 확인했습니다. 각 칼라에는 둘 다 포함되어 있습니다. GPS 추적 장치가속도계처럼.
그는 나중에 이러한 2시간 모니터링을 통해 "정상적인" 동작을 식별한 다음 이상을 찾는 것이 가능하다고 설명했습니다. Wikelski와 그의 팀은 지진이 발생하기 몇 시간 전에 동물들이 가속도를 높였다는 사실에 주목했습니다. 그는 진원지와의 거리에 따라 18시간에서 XNUMX시간까지 "경고 기간"을 관찰했습니다. Wikelski는 기준선에 상대적인 동물의 집합적 행동을 기반으로 하는 재해 경고 시스템에 대한 특허를 신청합니다.
광합성 효율 향상
지구는 온 세상을 심기 때문에 산다 광합성의 부산물로 산소를 방출그리고 그들 중 일부는 추가적인 영양가 있는 음식이 됩니다. 그러나 수백만 년의 진화에도 불구하고 광합성은 불완전합니다. 일리노이 대학의 연구원들은 광합성의 결함을 수정하는 작업을 시작했으며, 이는 작물 수확량을 최대 40%까지 증가시킬 수 있다고 믿고 있습니다.
그들은 집중했다 광호흡이라는 과정그 결과만큼 광합성의 일부가 아닙니다. 많은 생물학적 과정과 마찬가지로 광합성이 항상 완벽하게 작동하는 것은 아닙니다. 광합성을 하는 동안 식물은 물과 이산화탄소를 흡수하여 당(음식물)과 산소로 바꿉니다. 식물은 산소가 필요하지 않으므로 제거됩니다.
연구원들은 ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase(RuBisCO)라고 불리는 효소를 분리했습니다. 이 단백질 복합체는 이산화탄소 분자를 ribulose-1,5-bisphosphate(RuBisCO)에 결합시킵니다. 수세기에 걸쳐 지구의 대기는 더욱 산화되었으며 이는 RuBisCO가 이산화탄소와 혼합된 더 많은 산소 분자를 처리해야 함을 의미합니다. XNUMX가지 경우 중 XNUMX가지 경우에서 RuBisCO는 실수로 산소 분자를 포착하여 성능에 영향을 미칩니다.
이 공정의 불완전성으로 인해 식물은 글리콜레이트 및 암모니아와 같은 독성 부산물을 남깁니다. (광호흡을 통한) 이러한 화합물의 처리에는 에너지가 필요하며, 이는 광합성의 비효율로 인한 손실에 추가됩니다. 이 연구의 저자는 이로 인해 쌀, 밀, 대두가 부족하고 온도가 상승함에 따라 RuBisCO의 정확도가 훨씬 떨어진다고 지적합니다. 이는 지구 온난화가 심화되면 식량 공급이 줄어들 수 있음을 의미합니다.
이 솔루션은 (RIPE)라는 프로그램의 일부이며 광호흡을 더 빠르고 에너지 효율적으로 만드는 새로운 유전자 도입을 포함합니다. 연구팀은 새로운 유전자 서열을 사용하여 세 가지 대체 경로를 개발했습니다. 이러한 경로는 1700종의 다양한 식물 종에 대해 최적화되었습니다. XNUMX년 동안 과학자들은 변형된 담배를 사용하여 이러한 시퀀스를 테스트했습니다. 게놈이 매우 잘 이해되어 있기 때문에 과학에서 흔한 식물입니다. 더 광호흡을 위한 효율적인 경로 식물이 성장에 사용할 수 있는 상당한 양의 에너지를 절약할 수 있습니다. 다음 단계는 콩, 콩, 쌀, 토마토와 같은 식용 작물에 유전자를 도입하는 것입니다.
인공 혈액 세포 및 유전자 클리핑
해킹 성격 이것은 결국 그 사람 자신에게로 이끈다. 지난해 일본 과학자들은 혈액형에 관계없이 모든 환자에게 사용할 수 있는 인공 혈액을 개발했다고 보고했다. 최근에 과학자들은 합성 적혈구를 만들어 훨씬 더 큰 돌파구를 마련했습니다(5). 이것들 인공 혈액 세포 그것들은 자연적인 대응물의 속성을 보여줄 뿐만 아니라 고급 기능도 가지고 있습니다. 뉴멕시코 대학, 산디아 국립 연구소, 화남 폴리테크닉 대학의 팀은 신체의 여러 부분에 산소를 운반할 수 있을 뿐만 아니라 약물을 전달하고 독소를 감지하고 다른 작업을 수행할 수 있는 적혈구를 만들었습니다. .
5. 합성 혈액 세포
인공혈구를 만드는 과정 그것은 먼저 얇은 실리카 층으로 코팅된 다음 포지티브 및 네거티브 폴리머 층으로 코팅된 천연 세포에 의해 시작되었습니다. 그런 다음 실리카를 에칭하고 최종적으로 표면을 천연 적혈구 막으로 덮습니다. 이로 인해 실제와 유사한 크기, 모양, 전하 및 표면 단백질을 가진 인공 적혈구가 생성되었습니다.
또한 연구자들은 모델 모세혈관의 작은 틈을 통해 새로 형성된 혈액 세포를 밀어내어 새로 형성된 혈액 세포의 유연성을 입증했습니다. 마지막으로 쥐 실험에서 48시간 순환 후에도 독성 부작용이 발견되지 않았다. 이 세포에 헤모글로빈, 항암제, 독성 센서 또는 자성 나노입자를 탑재한 테스트를 통해 서로 다른 유형의 전하를 전달할 수 있음을 보여주었습니다. 인공 세포는 또한 병원체에 대한 미끼 역할을 할 수 있습니다.
해킹 성격 이것은 궁극적으로 유전자 교정, 인간의 고정 및 공학, 뇌 간의 직접적인 상호 작용을 위한 뇌 인터페이스의 개방에 대한 아이디어로 이어집니다.
현재 인간의 유전자 변형에 대한 전망에 대해 많은 불안과 걱정이 있습니다. 유전자 조작 기술이 질병을 제거하는 데 도움이 될 수 있다는 등 찬성론도 강하다. 그들은 많은 형태의 고통과 불안을 제거할 수 있습니다. 그들은 사람들의 지능과 장수를 증가시킬 수 있습니다. 어떤 사람들은 인간의 행복과 생산성의 규모를 몇 배로 바꿀 수 있다고 말하기까지 합니다.
유전 공학예상되는 결과를 진지하게 받아들이면 진화의 속도를 바꾼 캄브리아기 폭발과 같은 역사적 사건으로 볼 수 있습니다. 대부분의 사람들은 진화를 생각할 때 자연 선택을 통한 생물학적 진화를 생각하지만 알고 보니 다른 형태의 진화도 상상할 수 있습니다.
XNUMX 년대부터 사람들은 식물과 동물의 DNA를 수정하기 시작했습니다 (또한보십시오: ), 창조 유전자 변형 식품기타 현재 IVF의 도움으로 매년 XNUMX만 명의 어린이가 태어납니다. 점점 더 이러한 프로세스에는 질병을 선별하기 위한 배아 시퀀싱과 가장 생존 가능한 배아 결정(유전 공학의 한 형태, 게놈에 대한 실제 활성 변화가 없음)이 포함됩니다.
CRISPR 및 이와 유사한 기술(6)의 출현으로 DNA를 실제로 변경하는 연구의 붐을 목격했습니다. 2018년 He Jiankui는 중국에서 최초로 유전자 변형 어린이를 만들어 감옥에 수감되었습니다. 현재이 문제는 치열한 윤리적 논쟁의 대상입니다. 2017년 미국 국립과학아카데미(National Academy of Sciences)와 국립의학아카데미(National Academy of Medicine)는 인간 게놈 편집의 개념을 승인했지만 "안전과 성능에 대한 질문에 대한 답을 찾은 후" 그리고 "심각한 질병의 경우와 면밀한 감독 하에서만" 승인했습니다.
아이가 태어나야 할 특성을 선택해 사람을 디자인한다는 '디자이너베이비'의 시각이 논란을 불러일으킨다. 이것은 부유하고 특권층만이 그러한 방법에 접근할 수 있다고 믿기 때문에 바람직하지 않습니다. 그러한 디자인이 오랫동안 기술적으로 불가능하더라도 유전자 조작 결함 및 질병에 대한 유전자 삭제에 대해서는 명확하게 평가되지 않았습니다. 다시 말하지만, 많은 사람들이 두려워하듯이 이것은 선택된 소수에게만 제공될 것입니다.
그러나 이것은 주로 언론의 삽화에서 CRISPR에 익숙한 사람들이 상상하는 것처럼 단순한 오려내고 버튼을 포함하는 것이 아닙니다. 많은 인간의 특성과 질병에 대한 감수성은 한두 개의 유전자에 의해 제어되지 않습니다. 질병 범위 하나의 유전자를 가지고, 수천 가지 위험 옵션에 대한 조건을 만들고 환경 요인에 대한 민감성을 높이거나 낮춥니다. 그러나 우울증과 당뇨병과 같은 많은 질병이 다유전자성이지만 단순히 개별 유전자를 잘라내는 것만으로도 도움이 되는 경우가 많습니다. 예를 들어 Verve는 전 세계 주요 사망 원인 중 하나인 심혈관 질환의 유병률을 줄이는 유전자 요법을 개발하고 있습니다. 상대적으로 작은 버전의 게놈.
복잡한 작업 및 그 중 하나 질병의 다유전자적 기초, 인공 지능의 사용은 최근 레시피가되었습니다. 부모에게 다유전자 위험 평가를 제공하기 시작한 회사와 같은 회사를 기반으로 합니다. 또한 시퀀싱된 게놈 데이터 세트는 점점 더 커지고 있으며(일부는 백만 개 이상의 게놈 시퀀싱이 있음) 시간이 지남에 따라 기계 학습 모델의 정확도를 높일 것입니다.
두뇌 네트워크
현재 "두뇌 해킹"으로 알려진 것의 선구자 중 한 명인 Miguel Nicolelis는 그의 저서에서 커뮤니케이션을 인류의 미래, 인류 진화의 다음 단계라고 불렀습니다. 그는 뇌-뇌 인터페이스로 알려진 정교한 이식 전극을 사용하여 여러 쥐의 뇌를 연결하는 연구를 수행했습니다.
Nicolelis와 그의 동료들은 이 성과를 마치 다중 마이크로프로세서인 것처럼 함께 연결된 살아있는 두뇌를 가진 최초의 "유기적 컴퓨터"라고 설명했습니다. 이 네트워크에 있는 동물들은 개별 뇌에서와 같은 방식으로 신경 세포의 전기적 활동을 동기화하는 법을 배웠습니다. 네트워크로 연결된 뇌는 전기 자극의 두 가지 다른 패턴을 구별하는 능력과 같은 테스트를 거쳤으며 일반적으로 개별 동물보다 성능이 뛰어납니다. 쥐의 상호 연결된 뇌가 단일 동물의 뇌보다 "더 똑똑"하다면 인간의 뇌와 상호 연결된 생물학적 슈퍼컴퓨터의 기능을 상상해 보십시오. 이러한 네트워크를 통해 사람들은 언어 장벽을 넘어 일할 수 있습니다. 또한 쥐 연구의 결과가 정확하다면 인간의 두뇌를 네트워크로 연결하면 성능이 향상될 수 있을 것 같습니다.
소규모 네트워크의 두뇌 활동을 풀링하는 것과 관련된 MT의 페이지에서도 언급된 최근 실험이 있었습니다. 서로 다른 방에 앉아 있는 세 사람이 함께 작업하여 테트리스와 같은 비디오 게임에서 블록이 다른 블록 사이의 간격을 메울 수 있도록 올바른 방향으로 블록을 배치했습니다. 뇌의 전기적 활동을 기록하는 뇌파계(EEG)를 머리에 쓰고 "발신자" 역할을 한 두 사람은 틈을 보고 블록을 회전시켜야 하는지 여부를 알았습니다. "수신자" 역할을 하는 세 번째 사람은 올바른 솔루션을 알지 못했고 발신자의 두뇌에서 직접 보낸 지침에 의존해야 했습니다. 총 7개 그룹의 사람들이 "BrainNet"(80)이라고 하는 이 네트워크로 테스트되었으며 평균적으로 작업에서 XNUMX% 이상의 정확도를 달성했습니다.
7. BrainNet 실험 사진
설상가상으로 연구원들은 때때로 발신자 중 한 명이 보낸 신호에 노이즈를 추가했습니다. 상충되거나 모호한 지시에 직면한 수신자는 신속하게 발신자의 보다 정확한 지시를 식별하고 따르는 방법을 배웠습니다. 연구원들은 이것이 많은 사람들의 뇌가 완전히 비침습적인 방식으로 연결되었다는 최초의 보고라고 지적합니다. 그들은 두뇌가 네트워크로 연결될 수 있는 사람들의 수는 사실상 무제한이라고 주장합니다. 그들은 또한 비침습적 방법을 사용하는 정보 전송이 동시 뇌 활동 영상(fMRI)에 의해 개선될 수 있다고 제안합니다. 이는 방송사가 전달할 수 있는 정보의 양을 잠재적으로 증가시키기 때문입니다. 그러나 fMRI는 쉬운 절차가 아니며 이미 극도로 어려운 작업을 복잡하게 만들 것입니다. 연구자들은 또한 신호가 뇌의 특정 영역을 목표로 하여 수신자의 뇌에서 특정 의미 내용에 대한 인식을 촉발할 수 있다고 추측합니다.
동시에 보다 침습적이고 아마도 보다 효율적인 뇌 연결을 위한 도구가 빠르게 발전하고 있습니다. 엘론 머스크 최근 컴퓨터와 뇌의 신경 세포 간의 광범위한 통신을 가능하게 하는 XNUMX 개의 전극을 포함하는 BCI 임플란트의 개발을 발표했습니다. (DARPA)는 백만 개의 신경 세포를 동시에 발사할 수 있는 이식형 신경 인터페이스를 개발했습니다. 이러한 BCI 모듈이 특별히 상호 운용되도록 설계되지는 않았지만 뇌-뇌그러한 목적으로 사용될 수 있다고 상상하는 것은 어렵지 않습니다.
위의 내용 외에도 특히 실리콘 밸리에서 유행하고 때로는 모호한 과학적 기반을 가진 다양한 유형의 웰빙 절차로 구성되는 "바이오 해킹"에 대한 또 다른 이해가 있습니다. 그중에는 다양한식이 요법과 운동 기술이 포함됩니다. 젊은 혈액 수혈 및 피하 칩 이식. 이 경우 부자들은 "해킹 죽음"이나 노년과 같은 것을 생각합니다. 지금까지 일부 사람들이 꿈꾸는 불멸은 말할 것도 없고 그들이 사용하는 방법이 수명을 크게 연장할 수 있다는 설득력 있는 증거는 없습니다.
