ΧΡΟΝΙΑ ΟΡΟΣΗΜΟ ΤΟ 2012

Επιστημονικά επιτεύγματα που ανοίγουν νέους δρόμους

http://newpost.gr/post/178001/epistimonika-epiteugmata-poy-anoigoyn-neoys-dromoys/

 

Ως μία χρονιά – σταθμός για την επιστήμη μπορεί να χαρακτηριστεί το 2012, αφού κατά τη διάρκεια του έτους που τελειώνει σε λίγες ημέρες πραγματοποιήθηκαν τεράστια επιτεύγματα σε πολλούς τομείς: Από το περίφημο «σωματίδιο του Θεού», έως και την προσεδάφιση του Curiosity στον πλανήτη Άρη, και από τους ρομποτικούς βραχίονες που βοηθούν τυφλούς, έως και την δημιουργία βιώσιμων ωαρίων από βλαστοκύτταρα.

Οι συντάκτες της επιθεώρησης Science επέλεξαν και φέτος τη λίστα με τα σημαντικότερα επιστημονικά επιτεύγματα, ανακαλύψεις οι οποίες θα συμβάλουν τα μέγιστα στην τεχνολογική πρόοδο του πλανήτη.


Το «σωματίδιο του Θεού»


Περίοπτη θέση στη λίστα του Sciecne κρατά -όπως αναμενόταν άλλωστε – και το περίφημο μποζόνιο Χιγκς η ύπαρξη του οποίου προβλέφθηκε θεωρητικώς πριν από περισσότερο από 40 χρόνια από τον Πίτερ Χιγκς.

Τον περασμένο Ιούλιο οι επιστήμονες του κέντρου CERN, σε γιορτινή ατμόσφαιρα ανακοίνωσαν στον πλανήτη ότι είναι  σχεδόν βέβαιοι ότι εντόπισαν «κάτι που μοιάζει με το Χιγκς», το σωματίδιο που θα επιβεβαιώσει ότι γνωρίζουμε πώς η ύλη αποκτά τη μάζα της.



Ωστόσο από την φάση της ανακοίνωσης έως την απόδειξη της ύπαρξης του σωματιδίου αναμένεται να μεσολαβήσει αρκετός καιρός ακόμα, αφού πρέπει να πραγματοποιηθούν περισσότερα πειράματα ώστε  το επίπεδο βεβαιότητας για τον εντοπισμό του μποζονίου Χιγκς πρέπει να φτάνει τα 5 σίγμα, κάτι που σημαίνει ότι η πιθανότητα να οφείλονται σε λάθος οι παρατηρήσεις είναι μόλις 0,00006%.



Το γονιδίωμα του μυστηριώδους «ανθρώπου της Ντενίσοβα»


Ακόμη μία σημαντικό επιστημονικό επίτευγμα ήταν και η αποκωδικοποίηση του το γονιδιώματος  ενός εξαφανισμένου είδους, του ανθρώπου του Ντενίσοβα, από την ομάδα του Γερμανού ανθρωπολόγου Σβάντε Πάαμπο.

Μαζί με τον άνθρωπο του Νεάντερταλ, ο άνθρωπος της Ντενίσοβα θεωρείται ο πλησιέστερος εξαφανισμένος συγγενής μας.




Ήδη από το 2010, ο Πάαμπο είχε προσδιορίσει τη γενετική αλληλουχία του μιτοχονδριακού DNA στο διαθέσιμο υλικό από τη Ντενίσοβα. Το μιτοχονδριακό DNA κληροδοτείται στους απογόνους αποκλειστικά από τη μητέρα, και η ανάλυση της αλληλουχίας έδειξε σημαντικές συγγένειες αλλά και σημαντικές διαφορές σε σχέση με τον Homo sapiens, τον Homo neanderthalensis και τον Homo erectus.

Φέτος ο Πάαμπο ανακοίνωσε ότι προσδιόρισε την αλληλουχία ολόκληρου του γονιδιώματος του μυστηριώδους συγγενής μας.



Ωάρια απο βλαστικά κύτταρα

Μία σημαντική επιστημονική πρωτιά ανήκει σε Ιάπωνες επιστήμονες, οι οποίοι κατάφεραν να δημιουργήσουν βιώσιμα ωάρια από βλαστικά κύτταρα που είχαν ληφθεί από δέρμα ποντικιών και στη συνέχεια να τα γονιμοποιήσουν εξωσωματικά παράγοντας τελικά υγιή φυσιολογικά ποντικάκια τα οποία μάλιστα σε επόμενο στάδιο απέκτησαν τους δικούς τους υγιείς απογόνους.



Πρόκειται για ένα πολύ σημαντικό επίτευγμα το οποίο χαιρετίστηκε μάλιστα ως επιστημονικό ορόσημο στο πεδίο της τεχνητής αναπαραγωγής. Και αυτό γιατί μελλοντικά μπορεί να επιτρέψει σε γυναίκες με προβληματικές ωοθήκες να παράγουν ωάρια και να αποκτήσουν παιδί, το οποίο θα έχει γενετική σχέση μαζί τους, καθώς θα μοιράζεται το μητρικό DNA. Ακόμα, θα μπορούσε να επιτρέψει στις γυναίκες να αποκτήσουν παιδί και μετά την εμμηνόπαυση.



Το Curiosity στον Άρη


Το 2012 ήταν και η χρονιά που μπήκαν οι βάσεις για την εξερεύνηση του πλανήτη Άρη, με την προσεδάφιση του σκάφους Curiocity στον κόκκινο πλανήτη.

Παρότι το Curiosity δεν ήταν το πρώτο ρομποτικό όχημα που έφθασε στον Άρη η επιτυχής προσεδάφιση του τον περασμένο Αύγουστο άνοιξε μια καινούργια σελίδα στην κατάκτηση του Διαστήματος.



Το Curiosity θα διερευνήσει την ύπαρξη μικροβίων στον Άρη και θα συλλέξει πληροφορίες και φωτογραφίες από τον Κόκκινο Πλανήτη. Το όχημα που διένυσε 565 εκατομμύρια χιλιόμετρα, θα βρίσκεται σε κρατήρα του Άρη και θα στέλνει εικόνες υψηλής ευκρίνειας στους επιστήμονες της NASA.



Τα «φερμόνια Μαγιοράνα»

Μέσα στη χρονιά που μας πέρασε, μελέτη των ερευνητών του Ντέλφτ στην Ολλανδία , έδωσε τις πρώτες σαφείς ενδείξεις για την ύπαρξη των «φερμιονίων Μαγιοράνα», μιας κατηγορίας παράξενων σωματιδίων που αποτελούν τα αντισωματίδια των εαυτών τους.

Φερμιόνια είναι χονδρικά τα σωματίδια από τα οποία αποτελείται η μάζα, σε αντιδιαστολή με τα λεγόμενα μποζόνια, τα οποία χονδρικά είναι φορείς των φυσικών δυνάμεων.



Στο πλαίσιό της μελέτης, οι επιστήμονες κατασκεύασαν ένα ειδικό τρανζίστορ, το οποίο περιλαμβάνει ένα εξαιρετικά λεπτό, ημιαγώγιμο καλώδιο που συνδέει δύο ηλεκτρόδια.

Σύμφωνα με τη θεωρία, αν διοχετευθεί ηλεκτρικό ρεύμα σε αυτό το νανοκαλώδιο υπό την επίδραση ενός μαγνητικού πεδίου, και κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες, τα ηλεκτρόνια στο νανοκαλώδιο θα συμπεριφερθούν ως φερμιόνια Μαγιοράνα. Αν πάλι η θεωρία δεν ευσταθεί, το ηλεκτρικό ρεύμα δεν θα πρέπει καν να περάσει από το ημιαγώγιμο νανοκαλώδιο. Πράγματι, οι ερευνητές κατέγραψαν τη ροή ηλεκτρονίων, ένδειξη ότι συμπεριφέρονται ως φερμιόνια Μαγιοράνα.

Εάν τελικά η θεωρία για τα φερμιόνια Μαγιοράνα επιβεβαιωθεί, θα μπορούσε να εφαρμοστεί σε πολλούς τομείς, και κυρίως για τη δημιουργία κβαντικών υπολογιστών, γεγονός το οποίο θα ήταν ένα τεράστιο βήμα προς τα μπρος για την βιομηχανία υψηλής τεχνολογίας.



«Στοχευμένη» παρέμβαση στα γονίδια!


Ένα μεγάλο βήμα στην επιστήμη της γενετικής σημειώθηκε το 2012, αφού επιστήμονες κατάφεραν να παρέμβουν σε συγκεκριμένα γονίδια προκειμένου να αποκαλύψουν τα «επιμέρους» μυστικά του γενετικού μας κώδικα τα οποία είναι καίριας σημασίας για την υγεία αλλά και την ασθένεια στον ανθρώπινο οργανισμό.





Για την ακρίβεια, δημιουργήθηκε μία εξελιγμένη τεχνολογία που έδωσε τη δυνατότητα στους ερευνητές να «αλλάζουν» τη συμπεριφορά των γονιδίων, να αυξάνουν τη δράση τους ή αντιθέτως να τα «αποσιωπούν» σε ψάρια-ζέβρα, βατράχους, παραγωγικά ζώα, ακόμη και σε κύτταρα ασθενών!



Οι ακτίνες Χ αποκάλυψαν το εσωτερικό ενός ενζύμου

Στην υπηρεσία της ιατρικής έθεσαν το λέιζερ ακτίνων Χ ερευνητές του πανεπιστημίου Τύμπινγκεν στην Γερμανία, αφού το χρησιμοποίησαν για να προσδιορίσουν τη δομή ενός ενζύμου το οποίο είναι ζωτικής σημασίας για την επιβίωση του παρασίτου Trypanosoma brucei το οποίο προκαλεί την αφρικανική τρυπανοσωμίαση (ή αλλιώς ασθένεια του ύπνου).



Σημειώνεται ότι λέιζερ ακτίνων Χ εκπέμπει περισσότερο φως από τις συμβατικές ακτίνες Χ, ενώ το συγκεκριμένο επίτευγμα ανοίγει το δρόμο για την αποκάλυψη σημαντικών λεπτομερειών για τον «μικρόκοσμο» εντός πολλών οργανισμών, συμπεριλαμβανομένου του ανθρώπου.



Ο νέος γενετικός «χάρτης»

Μία τεράστια έκπληξη έκρυβε το μεγάλο ερευνητικό πρόγραμμα ENCODE  στο οποίο συμμετείχαν εκατοντάδες επιστήμονες από πολλά ερευνητικά κέντρα του πλανήτη. Σκοπός της έρευνας ήταν να παρουσιαστεί η «ανανεωμένη» έκδοση της εγκυκλοπαίδειας του DNA, ωστόσο το αποτέλεσμα ήταν πολύ διαφορετικό από το αναμενόμενο.





Συγκεκριμένα, σύμφωνα με τα αποτελέσματα της τεράστιας αυτής μελέτης που διήρκεσε πάνω από 5 χρόνια,  το ανθρώπινο γονιδίωμα είναι κάτι πολύ περισσότερο από τα ήδη γνωστά 20.000- 23.000 γονίδια, καθώς, πέρα από αυτά τα γονίδια που απαρτίζουν μόλις το 2% του DNA και παράγουν τις πρωτεϊνες, το υπόλοιπο DNA (θεωρούμενο «σκουπίδι» μέχρι σήμερα) κάθε άλλο παρά άχρηστο είναι. Στην πραγματικότητα, μάλλον αποτελεί ένα τεράστιο κρυφό «λειτουργικό σύστημα» που ελέγχει το γονιδίωμά μας. Συνολικά, περίπου το 80% του DNA αποκαλύφθηκε πλέον ότι επιτελεί κάποιου είδους χρήσιμη βιοχημική λειτουργία.

Ο νέος γενετικός «χάρτης» έριξε περισσότερο φως στο ανθρώπινο γονιδίωμα, αλλά ταυτόχρονα κατέστησε ακόμα πιο περίπλοκη και μυστηριώδη τη λειτουργία των γονιδίων. Οι επιστήμονες ελπίζουν πάντως ότι τα νέα στοιχεία θα βοηθήσουν στην καλύτερη κατανόηση των ασθενειών και σε πιο αποτελεσματικές θεραπείες τους.



Κίνηση με τη... σκέψη

Η κίνηση ενός τεχνητού μέλους μέσω της... σκέψης ήταν κάτι γνωστό, ωστόσο οι ερευνητές του Εργαστηρίου Εφαρμοσμένης Φυσικής του Πανεπιστημίου Τζονς Χόπκινς πήγαν την τεχνική αυτή μερικά... βήματα παραπέρα.

Ειδικότερα, παρουσίασαν έναν εξελιγμένο ρομποτικό βραχίονα ονόματι Modular Prosthetic Limb (αναπτύχθηκε στο πλαίσιο των Εξελιγμένων Ερευνητικών Προγραμμάτων του υπουργείου Εθνικής Άμυνας των ΗΠΑ), ο οποίος προσφέρει σε παράλυτα άτομα μεγάλη αυτονομία κινήσεων !




Χαρακτηριστικό του πόσο εξελιγμένη είναι η τεχνική αυτή είναι και το γεγονός ότι το νέο ρομποτικό προσθετικό μέλος προσφέρει ανεξάρτητη κίνηση του κάθε δαχτύλου σε ένα «πακέτο» που ζυγίζει λιγότερο από πέντε κιλά.

Η τεχνική αυτή προς το παρόν βρίσκεται σε πρώιμο πειραματικό στάδιο, ωστόσο με την περαιτέρω εξέλιξη της τεχνολογίας, θα δοθεί η δυνατότητα  σε άτομα που έχουν παραλύσει λόγω εγκεφαλικού επεισοδίου, τραυματισμών στη σπονδυλική στήλη και άλλων παθήσεων να αποκτήσουν αυτονομία κινήσεων.



Οι... «γεύσεις» των νετρίνων

Σε μία ανακάλυψη που θα μπορούσε να συμβάλει στην ανακάλυψη πολλών μυστικών που κρύβει το Σύμπαν, προχώρησαν ερευνητές που εργάζονται στο Πείραμα Νετρίνων του Αντιδραστήρα Daya Bay στην Κίνα.

Ειδικότερα, η διεθνής ομάδα των επιστημόνων κατάφερε να  προσδιορίσει την τιμή και της τελευταίας παραμέτρου που απαιτείται για την περιγραφή των ταλαντώσεων των νετρίνων – του τρόπου δηλαδή με τον οποίο τα σωματίδια περνούν από τον ένα τύπο στον άλλο ή, όπως λένε οι ειδικοί, αλλάζουν «γεύσεις».





Η εξέλιξη αυτή αναμένεται να βοηθήσει τους επιστήμονες να μελετήσουν καλύτερα τη συμπεριφορά των νετρίνων και των αντινετρίνων και ενδεχομένως να δώσουν απαντήσεις στο μεγάλο μυστήριο της ύπαρξης της ύλης και της αντιύλης στο Σύμπαν.