駭客本質
大自然本身可以教導我們如何破解大自然，例如蜜蜂，蘇黎世聯邦理工學院的馬克·梅舍爾和康蘇埃洛·德莫賴斯指出，蜜蜂善於啃咬葉子，「鼓勵」植物開花。
有趣的是，使用我們的方法複製這些昆蟲治療方法的嘗試並未成功，科學家現在想知道昆蟲有效葉子損害的秘密是否在於它們使用的獨特模式，或者可能在於蜜蜂引入了某些物質。 關於其他人 生物駭客領域 然而，我們做得更好。
例如，工程師最近發現如何 將菠菜轉化為環境感官系統它可以提醒您有爆炸物存在。 2016年，麻省理工學院的化學工程師黃明浩和他的團隊將奈米碳管移植到菠菜葉子。 爆炸物痕跡植物透過空氣或地下水吸收，形成奈米管 發出螢光訊號。 為了捕捉來自植物的訊號，將小型紅外線攝影機對準了薄片並連接到 Raspberry Pi 晶片。 當攝影機偵測到訊號時，它會觸發電子郵件警報。 在菠菜中開發出奈米感測器後，黃開始開發該技術的其他應用，特別是在農業中的乾旱或害蟲預警。
例如，生物發光現象。 烏賊、水母和其他海洋生物中。 法國設計師 Sandra Rey 引入生物發光作為一種自然照明方式，即創造無需電力即可發光的「活體」燈籠 (2)。 Ray 是生物發光照明公司 Glowee 的創辦人兼執行長。 他預測有一天它們可以取代傳統的電動街道照明。
2. Glowee燈光可視化
為了產生光，Glowee 技術人員使用 生物發光基因 從夏威夷烏賊身上提取的大腸桿菌轉化為大腸桿菌，然後讓細菌生長。 透過對 DNA 進行編程，工程師可以控制燈光的顏色、燈光的關閉和開啟以及許多其他修改。 這些細菌顯然需要照顧和餵養才能保持活力和發光，因此該公司正在努力讓燈保持更長時間。 雷在《連線》雜誌上表示，目前他們擁有一套可持續六天的系統。 目前燈光的使用壽命有限，這意味著它們目前主要適用於活動或節日。
附有電子背包的寵物
您可以觀察昆蟲並嘗試模仿它們。 您也可以嘗試“破解”它們並將它們用作... 微型無人機。 大黃蜂配備了感測器“背包”，就像農民用來監測田地的感測器一樣 (3)。 微型無人機的問題在於電力。 昆蟲則不存在這樣的問題。 他們不知疲倦地飛翔。 工程師們在他們的「行李」中裝載了感測器、用於資料儲存的記憶體、用於追蹤位置的接收器以及為電子設備供電的電池（即容量小得多）——全部重 102 毫克。 當昆蟲進行日常活動時，感測器會測量溫度和濕度，並使用無線電訊號追蹤它們的位置。 返回蜂巢後，下載資料並對電池進行無線充電。 科學家團隊將他們的技術稱為「生活物聯網」。
3. Living IoT，它是一隻背上有電子系統的大黃蜂
馬克斯普朗克鳥類研究所動物學家。 馬丁·維克斯基 決定測試一種流行的觀點，即動物具有感知即將發生的災難的先天能力。 Wikelski 領導國際動物感測器計畫 ICARUS。 設計和研究的作者因附著在 GPS 信標 動物 (4)，不論大小，以研究現象對其行為的影響。 科學家已經證明，白鸛數量的增加可能預示著蝗蟲的爆發，而野鴨的位置和體溫可能預示著禽流感在人類中的傳播。
4. Martin Wikelski 和發射器鸛
現在，維克爾斯基正在利用山羊來找出古代理論中動物是否「知道」即將發生的地震和火山爆發。 2016 年義大利諾爾恰大地震發生後，Wikelski 立即為震央附近的牲畜戴上了項圈，看看它們在地震前的行為是否有所不同。 每個項圈都包含 GPS追蹤裝置，就像一個加速度計。
他後來解釋說，透過這種 2/18 監控，人們可以識別「正常」行為，然後尋找異常情況。 維克爾斯基和他的團隊指出，這些動物在地震發生前的幾個小時內增加了加速度。 他觀察到「警告期」從 XNUMX 到 XNUMX 小時不等，取決於距震中的距離。 Wikelski 正在申請一項災難預警系統專利，該系統基於動物相對於基線的集體行為。
提高光合作用效率
地球之所以存在，是因為它在世界各地種植 釋放氧氣作為光合作用的副產品其中一些成為額外的營養食品。 然而，儘管經過數百萬年的進化，光合作用仍然不完美。 伊利諾大學的研究人員已開始致力於消除光合作用缺陷，他們認為這可以將作物產量提高 40%。
他們專注於 一個稱為光呼吸的過程與其說它是光合作用的一部分，不如說它是光合作用的結果。 與許多生物過程一樣，光合作用並不總是完美地進行。 在光合作用過程中，植物吸收水和二氧化碳並將其轉化為糖（食物）和氧氣。 植物不需要氧氣，因此氧氣被除去。
研究人員分離出一種名為核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶（RuBisCO）的酵素。 此蛋白質複合物將二氧化碳分子與 1,5-二磷酸核酮糖 (RuBisCO) 結合。 幾個世紀以來，地球大氣層的含氧量越來越高，這意味著 RuBisCO 必須處理更多與二氧化碳混合的氧分子。 在四分之一的情況下，RuBisCO 會錯誤地捕獲氧分子，這會影響性能。
由於此過程的缺陷，植物會留下乙醇酸和氨等有毒副產品。 處理這些化合物（透過光呼吸）需要能量，這增加了光合作用效率低下造成的損失。 研究作者指出，這會導致大米、小麥和大豆缺乏，隨著溫度升高，RuBisCO 的準確度會變得更低。 這意味著隨著全球暖化加劇，糧食供應可能會減少。
該解決方案是（RIPE）計劃的一部分，涉及引入新基因，使光呼吸更快、更節能。 該團隊利用新的基因序列開發了三種替代途徑。 這些途徑已針對 1700 種不同的植物物種進行了最佳化。 兩年來，科學家使用改良菸草測試了這些序列。 它是科學上常見的植物，因為它的基因組已經得到了非常深入的研究。 更多的 光呼吸的有效方法 允許植物節省大量能量，用於其生長。 下一步是將這些基因引入大豆、豆類、水稻和番茄等糧食作物。
人造血球和基因剪報
駭客本質 這最終會導致人本身。 去年，日本科學家報告說，他們已經開發出人造血液，可以用於任何患者，無論血型如何，這在創傷醫學中有一些實際應用。 最近，科學家透過製造合成紅血球取得了更大的突破 (5)。 這些 人造血球 它們不僅具有天然類似物的特性，而且還具有擴展的功能。 來自新墨西哥大學、桑迪亞國家實驗室和華南理工大學的團隊創造了紅血球，它不僅可以作為氧氣到身體各個部位的載體，還可以輸送藥物、感知毒素和執行其他任務。 。
5. 合成血細胞
製造人造血球的過程 它是由天然細胞引發的，天然細胞首先塗有一層薄薄的二氧化矽，然後塗上一層正負聚合物。 然後蝕刻二氧化矽，最後在表面塗上天然紅血球膜。 這導致人造紅血球的產生，其大小、形狀、電荷和表面蛋白質與真實紅血球相同。
研究人員還透過將新形成的血球推入模型毛細血管的微小縫隙來展示其靈活性。 最後，在小鼠身上進行測試時，即使循環48小時也沒有發現任何副作用。 測試將血紅蛋白、抗癌藥物、毒性感測器或磁性奈米顆粒裝載到這些細胞中，以表明它們可以攜帶不同類型的電荷。 人造細胞也可以充當病原體的誘餌。
駭客本質 這最終導致了基因校正、修復和工程人類以及開放大腦介面以進行直接腦對腦通訊的想法。
目前，人們對人類基因改造的前景抱持著許多擔憂和焦慮。 支持的論點也很充分，例如基因操縱技術可以幫助消除疾病。 它們可以消除多種形式的疼痛和焦慮。 它們可以增加人們的智力和壽命。 有些人甚至說他們可以將人類幸福和生產力的規模改變許多數量級。
基因工程如果認真對待其預期後果，它可以被視為相當於寒武紀大爆發的歷史事件，改變了進化的步伐。 當大多數人想到進化時，他們會想到透過自然選擇進行的生物進化，但事實證明它的其他形式是可以想像的。
自二十世紀九十年代以來，人們開始對動植物的DNA進行改造（也可以看看： ), 創作 基因改造產品目前，每年有XNUMX萬名嬰兒透過試管嬰兒出生。 這些過程也越來越多地涉及對胚胎進行測序，以篩選疾病並識別最有活力的胚胎（基因工程的一種形式，儘管沒有對基因組進行實際的主動改變）。
隨著 CRISPR 和類似技術 (6) 的出現，我們看到了對 DNA 進行真正改變的研究激增。 2018年，賀建奎創造了中國首例基因改造兒童，並因此入獄。 這個問題目前是激烈的倫理爭論的主題。 2017年，美國國家科學院和國家醫學院批准了人類基因組編輯的概念，但前提是“在安全和性能問題得到解決後”，並且“僅限於嚴重疾病的情況下並受到密切監督”。
爭議源於「設計嬰兒」的觀點，即透過選擇即將出生的嬰兒應具有的特徵來設計人。 這是不希望的，因為人們相信只有富有和特權的人才能使用這種方法。 即使這樣的設計在很長一段時間內在技術上是不可能的，甚至會是 基因操縱 關於缺陷和疾病的基因缺失尚未明確評估。 同樣，正如許多人擔心的那樣，這只適用於少數人。
然而，它並不像那些主要透過新聞插圖來了解 CRISPR 的人想像的那麼簡單。 人類的許多特徵和對疾病的易感性並不是由一兩個基因控制的。 疾病多種多樣，包括 一個基因的存在，為數千種風險變化創造條件，增加或減少對環境因素的敏感度。 然而，儘管許多疾病，例如憂鬱症和糖尿病，是多基因的，但簡單地切除單一基因通常會有所幫助。 例如，Verve 正在開發降低心血管疾病盛行率的基因療法，心血管疾病是全球死亡的主要原因之一。 相對較小的基因組版本.
對於複雜的任務，其中之一 疾病的多基因基礎，人工智慧的運用最近已成為一劑良方。 它建立在像那些開始向父母提供多基因風險評估的公司的基礎上。 此外，定序的基因組資料集變得越來越大（有些已定序超過一百萬個基因組），這將隨著時間的推移提高機器學習模型的準確性。
腦網絡
現在被稱為「大腦駭客」的先驅之一米格爾·尼科萊利斯（Miguel Nicolelis）在他的書中稱，連通性是人類的未來，是我們物種進化的下一階段。 他進行了研究，使用複雜的植入電極（稱為腦腦介面）連接幾隻老鼠的大腦。
尼科萊利斯和他的同事將這一成就描述為第一台“有機計算機”，其中的活體大腦連接在一起，就好像它們是多個微處理器一樣。 這個網路中的動物已經學會了以與任何個體大腦相同的方式同步其神經細胞的電活動。 網路大腦已經過諸如區分兩種不同電刺激模式的能力等測試，而且它們通常優於個體動物。 如果老鼠的互連大腦比任何單一動物都“聰明”，那麼想像一下由人腦互連的生物超級電腦的能力。 這樣的網路可以讓人們跨越語言障礙進行工作。 此外，如果老鼠研究的結果是正確的，人類腦聯網可以提高表現，或者看起來是這樣。
最近，進行了一項實驗，MT 的頁面上也提到了這一點，其中包括將一小群人的大腦活動結合起來。 坐在不同房間的三個人一起努力正確定位一個塊，以便它可以在類似俄羅斯方塊的視頻遊戲中彌合其他塊之間的間隙。 兩個充當「發送者」的人，頭上戴著記錄大腦電活動的腦電圖儀（EEG），看到了這個槽，就知道是否要旋轉該塊以使其適合。 第三個人作為“接收者”，不知道正確的解決方案，只能依靠發送者大腦直接發送的指令。 總共有五組人使用這個稱為「BrainNet」的網路進行了測試 (7)，平均而言，他們在任務上達到了 80% 以上的準確率。
7. BrainNet 實驗照片
為了使任務複雜化，研究人員有時會在其中一位發送者發送的訊號中添加噪音。 當面臨衝突或模稜兩可的指示時，接收者很快就學會識別並遵循發送者更準確的指示。 研究人員指出，這是第一份關於許多人的大腦以完全非侵入性方式連接的報告。 他們認為，大腦可以連網的人數其實是無限的。 他們還建議，可以透過使用功能性磁振造影（fMRI）對大腦活動進行同步成像來改善使用非侵入性方法的訊息傳輸，因為這可能會增加廣播公司可以傳達的訊息量。 然而，功能性磁振造影並不是一個簡單的過程，它會使本已極其困難的任務變得更加複雜。 研究人員還建議，訊號可以針對大腦的特定區域，以觸發接收者大腦中特定語義內容的意識。
同時，工具正在迅速發展，以更具侵入性、或許更有效地連接到大腦。 埃隆·馬斯克 最近宣布開發出一種包含 XNUMX 個電極的 BCI 植入物，以實現電腦和腦神經細胞之間的廣泛通訊。 美國國防部高級研究計劃局 (DARPA) 開發了一種可同時連接一百萬個神經細胞的植入式神經介面。 儘管這些 BCI 模組並不是專門為互通而設計的 腦-腦不難想像它們可以用於此類目的。
除此之外，對「生物駭客」還有另一種理解，這種理解在矽谷尤其流行，由各種類型的健康程序組成，有時科學依據可疑。 其中包括各種飲食和運動技巧，以及... 輸入年輕人的血液，以及皮下晶片的植入。 在這種情況下，富人正在考慮諸如「死亡駭客」或老年之類的事情。 目前還沒有令人信服的證據表明他們使用的方法可以顯著延長壽命，更不用說一些人夢想的永生了。
