Топ-10 важнейших научных событий 2022 года

2022 год оказался богат на научные события. По большей части они связаны с запуском больших, сложных и очень дорогих научных приборов. Другая часть событий связана научными трендами, которые существуют давно, но в этом году получили большой резонанс.

К счастью или к сожалению, эра гениев-одиночек, совершающих открытия персонально, прошла — сегодня науку двигает сотрудничество огромных коллективов ученых, почти всегда — международных. Так что основные научные события в последние годы — результат работы, длящейся годами, а то и десятилетиями.

1. Старт научной работы орбитального телескопа «Джеймс Уэбб» и взгляд в прошлое

12 июля была опубликована первая научная фотография, сделанная телескопом «Джеймс Уэбб». Этот  телескоп на сегодняшний день — самый мощный в истории.

Главная сила «Уэбба» — умение очень хорошо видеть в инфракрасном диапазоне. Так как Вселенная расширяется, то свет очень далеких галактик со временем растягивается «в красную сторону». То есть камеры «Уэбба» способны заглянуть очень далеко в прошлое, чтобы помочь понять, как формировался мир, в котором мы живем. Кроме того, инфракрасный глаз телескопа может разглядеть, что творится в плотных облаках газа и пыли, в которых происходит рождение звезд и звездных систем — это также раскрывает фундаментальные тайны творения. Еще одна ключевая задача «Уэбба» — поиск экзопланет и их описание. Возможности аппарата позволяют лучше провести спектральный анализ, найти следы жизни, а значит, может быть, — ответить на вопрос, который давно мучил человечество: одни ли мы во Вселенной.

«Уэбб» не работает еще и полугода, а уже нашел самую далекую галактику, сделал несколько эпических фото, раскрыл тайну образования туманности Южное кольцо, рассказал о формировании галактик, нашел в далеких галактиках органические молекулы и др. Ученые не сомневаются, что рекордов и открытий будет еще много.

2. Пересадка сердца свиньи человеку

11 января было объявлено об успешной пересадке сердца генномодифицированной свиньи человеку. Это был единственный шанс выжить для 57-летнего американца. Пациент Дэвид Беннет страдал терминальной стадией сердечного заболевания — без пересадки его ждала бы неминуемая смерть. Трансплантация впервые продемонстрировала, что генетически модифицированное сердце животного может функционировать как человеческое без немедленного отторжения организмом.

К сожалению, 8 марта человек, которому было пересажено сердце, умер. Возможно, виновата свиная герпетическая инфекция, на которую не обратили внимание при подготовке операции. Однако, был сделан еще один шаг к спасению жизней людей по всему миру. Только в США пересадки донорских органов ждут около 100 000 человек, и 17 пациентов в день умирает из-за их нехватки.

3. Полет ракеты

SLS

и корабля «Орион»

16 ноября с мыса Канаверал стартовала самая мощная ракета в истории — Space Launch Syste. Задача 100-метровой ракеты заключалась в том, чтобы отправить капсулу, предназначенную для людей, в сторону Луны. Такого не происходило с тех пор, как в 1972 году завершился проект «Аполлон». Миссия Artemis I — это проверка технологий, поэтому в данном случае на борту не было экипажа, но Artemis II, полет которого ожидается в 2024 году, совершенно точно будет везти астронавтов. Artemis III же уже предполагает высадку на Луну.

Корабль «Орион», отделившись от ракеты, описал траекторию восьмерки вокруг Луны и Земли, причем естественный спутник обогнул дважды, а 11 декабря приводнился в Тихом океане. Все этапы миссии были признаны весьма успешными.

В целом проект нацелен на создание долговременной базы на Луне, а затем — отправку человека на Марс. Человечество продолжает стремиться в космос и осваивать другие планеты.

4. Нейрочип Илона Маска

1 декабря Илон Маск провел презентацию, где демонстрировалось видео, как обезьяна силой мысли печатает на компьютере «дайте мне еще вкусняшек». Компания Neuralink, принадлежащая бизнесмену, в ближайшее время планирует начать испытания на людях. На самом деле, 2022 год был очень богат на достижения, связанные с нейроимплантами. Мы выбрали презентацию Илона Маска как символ этого тренда из-за огромной медийности этой персоны — именно его приход в данную область исследований подтолкнул ее к бурному развитию и увеличению инвестиций.

Многие исследовательские центры уже довольно давно проводят успешные испытания нейроимплантов на людях. Только в этом году: парализованный произнес более 1000 слов с помощью импланта в мозге, роборуки, подключенные к мозгу, позволили парализованному поесть самостоятельно, впервые в России обезьяне вживили нейроимплант для восстановления зрения, нейроимплант позволил парализованныму ходить и пр.

Похоже, в будущем интерфейс «мозг-компьютер» не только будет активно помогать людям с различными заболеваниями, но и менять и усовершенствовать человеческую природу в целом. Однако есть и оборотная сторона: зависимость пользователей. Так, в этом году обанкротившаяся компания оставила сотни людей c имплантами в голове без техподдержки.

5. Клинические испытания вакцин от рака

В 2022 году было объявлено сразу о нескольких успешных испытаниях вакцин от рака. Собственно, само слово «вакцина» в данном случае относительно условно, речь идет чаще о лекарствах, а не о профилактических мероприятиях. Однако механизм исследуемых препаратов по большей части основан на выработке собственного иммунитета пациента для убийства раковых клеток.

К примеру, в декабре компания Moderna озвучила предварительные результаты второй фазы клинических испытаний РНК-вакцины против меланомы. Исследование с полутора сотнями больных добровольцев показывает, что новый препарат повышает шансы на излечение агрессивного рака кожи почти на 50%.

Также в декабре, Исследовательский центр терапии и профилактической медицины Минздрава России поделился успешными результатами испытаний на людях вакцины от рака молочной железы. Первую фазу тестов вакцины от этого вида рака также завершили ученые из Вашингтонского университета. Патент на вакцину собственной разработки также получили ученые из НМИЦ онкологии имени Н. Н. Петрова (Санкт-Петербург), они уже провели успешное экспериментальное лечение более 800 человек в терминальных стадиях заболевания. Исследователи из Королевского колледжа Лондона закончили третью фазу испытаний на людях вакцины от рака мозга.

И это не все примеры. Клинические испытания и одобрение лекарств — это очень долгий процесс. Но, судя по тому, что в этом году началась настоящая «гонка вакцин от рака», уже скоро этот метод лечения будет введен в повседневную практику.

6. Прорыв термоядерном синтезе

13 декабря было объявлено о том, что ученые из Национальной лаборатории Лоуренса Ливермора (США) получили более чем на 50% больше энергии в результате ядерного синтеза. В ходе эксперимента было передано 2,05 мегаджоуля энергии, что привело к получению 3,15 мегаджоулей.

Правда, реакция длилась 5 наносекунд, а выработанной энергии хватило бы, чтобы вскипятить около 10 литров воды. Но эксперимент имеет огромное значение, потому что ученые продемонстрировали, что подобное в принципе возможно.

Термоядерный синтез мог бы стать практически неисчерпаемым источником экологичной энергии, для производства которой могло бы понадобиться только немного морской воды. Однако, чтобы термоядерный синтез, подобный звездному, успешно протекал необходимы колоссальные температуры и давление. На Земле создать такое уже давно возможно, однако для этого долгое время требовалось больше энергии, чем получалось на выходе.

7. «Оживление» кровеносной системы свиньи

4 августа было объявлено, что ученым удалось «оживить» клетки, ткани и даже систему кровообращения мертвых свиней. Исследование еще чуть стирает грань между жизнью и смертью.

Процедура представляла собой прокачку через мертвых более часа свиней восстанавливающей жидкости, содержащей смесь 13 соединений, которые способствуют здоровью клеток и подавляют воспаление. В результате возобновилась биологическая активность во многих органах, включая печень, почки, мозг и сердце, клетки которых сохранили способность сокращаться. Ученых также поразило, что получилось восстановить систему кровообращения. Они обнаружили, что клеточная активность в некоторых областях мозга была восстановлена, хотя и не было организованной электрической активности, которая указывала бы на сознание. Наблюдались непроизвольные и спонтанные мышечные движения в области головы и шеи обработанных животных.

8. Первая выставка картин, созданных искусственным интеллектом

В ноябре в Сан-Франциско открылась выставка картин, сгенерированных нейросетью, создающей изображения по текстовым описаниям. Собственно, это тоже яркий символ массового тренда этого года — ленты всех соцсетей были просто переполнены подобными картинками. Но одно дело — милое развлечение для пользователей интернета, а другое — официальное признание на рынке большого искусства. Картины с новой выставки продавались по цене от 2500 до 5000 долларов.

Искусственный интеллект уже сильно теснит людей в той области, которая считалась «уникально человеческой» — в творчестве. Это даже вызвало официальный протест художников. Кроме рисования картин, нейросети уже пишут хокку, пьесы, готовят еду, определяют качество спиртных напитков, создают лекарства, диагностируют сердечного-сосудистые заболевания, помогают перемещаться роботам, а также дают возможность поговорить с умершим, имитируют человеческую мимику и прочее.

9. Восстановление почти полностью истлевшего погребения по микроследам`

Это исследование не было так известно, как предыдущие, однако нам показалось весьма важным для будущего археологии. В начале ноября вышла научная публикация с подробным описанием богатого когда-то погребения эпохи мезолита из Финляндии. Кислотная финская почва очень плохо способствует сохранению органики. Кости давно истлели, оставив лишь несколько зубов ребенка не старше 10 лет и не моложе 3. Кроме того, удалось найти еще лишь несколько каменных наконечников стрел.

До недавнего времени погребение считалось бы почти «пустым». Однако исследователи использовали новый метод, чтобы понять, что было похоронено вместе с ребенком: анализ почвы. Микроскопические фрагменты органических материалов могут сохраняться в могильной грязи тысячелетиями. Были найдены лубяные волокна растений, следы ДНК птиц и животных, похороненных вместе с ребенком. В общих чертах удалось воссоздать погребальный обряд и даже одежду. Исследование — огромный шаг в археологии и реконструкции древний погребений в условиях, где не сохраняется органика.

Также недавно экологическая ДНК, сохраняющаяся в почве, помогла реконструировать целую экосистему возрастом 2 миллиона лет!

10. Палеолитическая «анимация»

В апреле вышла научная статья, описывающая, вероятно, первую форму «анимации», созданную первобытными людьми чуть более 10 000 лет назад. Были переисследованы древние камни с рисунками животных. Выяснилось, что их специально помещали кругом возле огня — людям, сидящим вокруг костра, из-за всполохов огня казалось, что выгравированные животные движутся.

Это одно из тех исследований, которое раскрывает повседневную жизнь и чувства людей, живших очень и очень давно. В конце концов, историческая наука стремится именно к этому — к максимально точному и достоверному воссозданию прошлого. До недавнего времени казалось, что подобные вещи останутся навсегда исчезнувшими. Однако современные методы, в данном случае, трасологии, помогают восстановить и «очеловечить» детали жизни предков.

Кроме того, в этом году ученые МГУ воссоздали путь доисторического художника по Каповой пещере, там же нашли необычную первобытную «инсталляцию», финские исследователи рассказали, что первобытные люди разбивали украшения при расставании на память, израильские — как предки человека жарили рыбу на берегу озера 780 000 лет назад.

Текст: Маслова Елена