مهمترین دستاوردهای علمی و پزشکی سال ۲۰۱۴
آیا میدانید مهمترین دستاوردهای علمی جهان در سالی که گذشت، چه بود؟ چه اختراعاتی در علم پزشکی و زیست شناسی انجام شد؟ تعدادی از این دستاوردها آن چنان بزرگ و هیجان انگیزند که شاید برای همیشه در تاریخ ماندگار شوند و در مورد این اختراعات و کشفیات در کتاب های درسی در سال های آینده مطالبی نوشته شود. در ادامه این مطلب می توانید تعدادی از مهمترین این دستاوردها را در زمینه پزشکی و زیست شناسی مطالعه کنید.
درمان پیری با خون جوان
در سال‌های آینده ممکن است تزریق خون کاربرد تازه‌ای پیدا کند: رفع عوارض پیری در انسان.
در سال ۲۰۱۴، نتایج سه تحقیق جداگانه در آمریکا نشان داد که تزریق خون جوان می‌تواند برخی آثار پیری را از مغز، قلب و ماهیچه‌های موش پاک کند.
در یکی از این تحقیقات که کار مشترک دانشگاه‌های کالیفرنیا و استنفورد بود، تزریق خون موش‌های جوان به موش‌های پیر، توانایی موش‌های پیر را در یاد‌آوری و یادگیری افزایش داد و قدرت و استقامت عضلانی موش‌های پیر را بیشتر کرد.
محققان در خون موش های جوان پروتئینی را یافتند به نام GDF11 که قدرت و استقامت سلول های عضلانی در موش های پیر را بیشتر می کند، تکثیر نورون‌ها (سلول عصبی) را در مغز افزایش می‌دهد و گردش خون را در مغز بهتر می کند.
در تحقیقی دیگر پلاسمای خون موش های جوان باعث بهبود حافظه فضایی (spatial memory) در موش های پیر شد.
اینکه در خون موجودات جوان عواملی وجود دارند که می تواند روند پیری را کند کرده یا عوارض آن را تخفیف دهد در جوامع امروزی که روز به روز به سمت پیری می روند می تواند یکی از بزرگترین دستاوردهای بشر در قرن ۲۱ را رقم بزند.
چیپ‌های کامپیوتری شبیه سلول مغز
مهندسی نورومورفیک در سال ۲۰۱۴ پیشرفت قابل ملاحظه ای داشت. هدف این شاخه مهندسی تولید چیپ های کامپیوتری است که توان پردازش حجم عظیمی از اطلاعات را داشته باشند و بتوانند کارهای پیچیده انجام دهند.
اکنون متخصصان این رشته برای اولین بار با الگو گرفتن از کارکرد مغز، چیپ های نورومورفیکی را ساخته‌اند که مانند سلول های مغز اطلاعات را پردازش می‌کنند.
مغز انسان به طور متوسط از صد میلیارد نورون تشکیل شده که صد تریلیون سیناپس آنها را به هم مرتبط می کنند و چیپی که محققان آی بی ام ساختند ۵.۴ میلیارد ترانزیستور و ۲۵۶ میلیون سیناپس دارد.
الگوبرداری از ساختار مغز، کامپیوترها را در مسیر تحولی بزرگ قرار داده، اینکه کامپیوترها در آینده صاحب بینش باشند و حجم باورنکردنی اطلاعات را در لحظه پردازش کنند.
علاوه بر این، پروژه مغز انسان، پروژه ده ساله ای که از سال گذشته راه اندازی شده، قصد دارد نقشه مغز انسان را کامل کند. پژوهشگران در این پروژه تمام انواع سلول های عصبی مغز، کارکرد و ارتباطات این سلول ها با یکدیگر را شناسایی خواهند کرد.
با کامل شدن این نقشه و با پیشرفته تر شدن چیپ های عصب مانند، کامپوترها روز بروز بیشتر شبیه مغز انسان کار خواهند کرد.
سعی در درمان فلج نخاعی
برای اولین بار مردی که در اثر ضربه چاقو از کمر به پایین فلج شده بود، با تزریق سلولهای بویایی به نخاع، توانست راه برود.
او که در چهار سال گذشته کاملا از کمر به پایین فلج بود اکنون از زانو به پایین حس دارد و بخشی از حرکت پا، کارکرد روده و مثانه و همچنین تا حدی کارکرد جنسی او برگشته است.
ه جز استفاده از سول‌های بنیادی، راههای دیگری هم امید به درمان ضایعات نخاعی را افزایش داده است.
تا به حال چهار بیمار قطع نخاعی با استفاده از تحریکات الکتریکی که مستقیما به نخاع وارد می شود توانسته اند بخشی از حرکت و حس خود را بازیابی کنند.
در این روش، یک تحریک کننده الکتریکی را به زیر قسمتی از نخاع که آسیب دیده، پیوند می زنند. این تکانه‌های الکتریکی اعصاب زیر قسمت آسیب دیده را تحریک می کنند و به مرور زمان، آنها فعالیت خود را از سر می‌گیرند.
کشف بازهای جدید در ژنتیک
چهار باز آلی A, T(U), G, C را الفبای ژنتیک لقب داده‌اند. این بازهای آلی تمام اطلاعات ژنتیکی موجودات زنده را در مولکول DNA (یا RNA) رمزگذاری می کنند.
در سال ۲۰۱۴ دانشمندان موفق شدند بازهای آلی تازه‌ای را در آزمایشگاه تولید کنند و راه را برای رمزگذاری ژنتیکی تازه باز کنند.
علاوه بر این، آنها با تولید یک جفت باز آلی تازه که مشابه آن در طبیعت وجود ندارد، ارگانیسم جدیدی را در آزمایشگاه تولید کردند. این ارگانیسم می تواند این بازها را بازتولید کند، به شرط آنکه مولکولهای پایه مورد نیاز برای ساختن آن فراهم باشد.
این ارگانیسم مصنوعی قادر به تولید مثل بیرون از آزمایشگاه نیست، اما محققان می گویند که از این باکتری می توان برای تولید موادی با خواص "غیرطبیعی" استفاده کرد.
تولید سلولهای تولید کننده انسولین از سلول های بنیادی
محققان در سال ۲۰۱۴ موفق شدند فرآیند تبدیل سلول های بنیادی به سلول های بتای پانکراس را شناسایی کنند. این سلول ها مسئول تولید انسولین هستند.
در دیابت نوع اول یا دیابت نیازمند به انسولین، این سلول ها به خصوص در زمان کودکی تخریب می شوند.
محققان در دهه گذشته سعی کردند این سلول ها را با کمک سلول های بنیادی بازتولید کنند. اما تولید مقدار زیاد سلول بتا و نحوه انتقال آن به بدن ناموفق بود. علاوه بر این سلولهای بتا قابلیت نوسازی اندکی دارند و بعد از بلوغ قابلیت تکثیر ندارند.
اما محققان دانشگاه هاروارد روشی را یافتند تا میلیونها سلول بتای پانکراس را در آزمایشگاه تولید کنند. این سول‌ها "قند خون را اندازه گرفته و مقدار انسولین مورد نیاز را ترشح می کنند."
پیوند این سلول‌ها به موشها نشان داد که سلولهای تولید کننده انسولین در حال شکل گرفتن هستند.
با این حال این سلول ها در معرض حمله دستگاه ایمنی هستند و یافتن روشی که آنها را از این حمله مصون نگه دارد چالش بعدی محققان است.
در پژوهشی دیگر، محققان تغییراتی در سلول پوست موش ایجاد کردند و آنها را به سلول هایی تبدیل کردند که می توانند به سلول بتای پانکراس تبدیل شوند.
پیوند این سلول ها به موش ها، قند خون آنها را پایین آورد و باعث شد سول‌های بتا عملکرد بهتر و موثرتری در ترشح انسولین از خود نشان بدهند.
موفقیت این روش‌ها می‌تواند در آینده به درمانی برای دیابت نوع اول بدل شود.
علاوه بر این، در سال ۲۰۱۴، با استفاده از یک تلفن هوشمند، پانکراس مصنوعی برای مبتلایان به دیابت نوع اول ساخته شد.
روش کار به این ترتیب است که یک حسگر در پوست فرد مبتلا به دیابت کار گذاشته می شود که قند خون را مرتب اندازه گرفته و نتیجه را به تلفن ارسال می کند.
تلفن با انجام محاسبات لازم، به یک پمپ انسولین پیغام می دهد که چه مقدار انسولین نیاز است. به این ترتیب دخالت بیمار در تنظیم قند خون و استفاده از انسولین به حداقل می رسد.
ساخت پمپ هایی که به صورت خودکار قند خون را اندازه گرفته و به اندازه لازم در خون فرد مبتلا به دیابت، انسولین آزاد می کند، زندگی را برای افرادی که باید انسولین تزریق کنند بسیار آسانتر خواهد کرد.
تولید دست مصنوعی با نوانایی حس لامسه
برای اولین بار دانشمندان یک دست مصنوعی را به مدت یک ماه به بازوی یک مرد دانمارکی که دستش قطع شده بود وصل کردند و این مرد توانست دوباره حس لامسه پیدا کند.
این مرد توانست با کمک این دست مصنوعی، بدون استفاده از بینایی، اشیا را بگیرد و بردارد؛ البته این دست مصنوعی تمام قابلیت های دست طبیعی را ندارد و نمی‌تواند گرمی و سردی اشیا را حس کند.
حسگرهای این دست مصنوعی ابتدا اطلاعات مورد نیاز را جمع آوری می‌کنند. سپس الگوریتم‌های کامپیوتری این اطلاعات را به تکانه‌های (ایمپالس) الکتریکی تبدیل می کنند به نحوی که این تکانه ها برای اعصاب قابل شناسایی و درک باشند.
بعد چهار الکترود این تکانه‌ها را به اعصاب بازو و از آنجا به مغز می‌فرستند.
پیش از این، دانشمندان تنها توانسته بودند با اتصال الکترودهایی به شانه فرد دچار قطع عضو، به او امکان بدهند با استفاده از فکر، حرکاتش را کنترل کند.
این دست باید بسیار کوچکتر، ارزانتر، کاربردی تر و پیشرفته تر شود، اما ساخت آن قدمی مهم در توسعه اندام های پیوندی مصنوعی و درمان معلولیت است.
منبع: سایت بی بی سی
