Nature hacking

Xweza bi xwe dikare fêrî me bike ka meriv çawa di xwezayê de, mîna hingiv, ku Mark Mescher û Consuelo De Moraes ji ETH li Zurichê destnîşan kirin ku ew bi pisporî li pelan dixin da ku nebatan "teşwîq" bikin ku kulîlk bikin.

Balkêş e, hewildanên dubarekirina van dermankirinên kêzikan bi rêbazên me bi ser neketin, û zanyar naha meraq dikin gelo sira zirara bi bandor a kêzikan li pelan di şêwaza bêhempa ya ku ew bikar tînin de ye, an jî dibe ku di danasîna hin maddeyan de ji hêla mêşan ve ye. Li ser yên din zeviyên biohacking lê belê, em çêtir dikin.

Mînakî, endezyaran vê dawiyê çawa kifş kirin îspenax veguherînin pergalên hestiyar ên jîngehêku dikare we ji hebûna teqemeniyan hişyar bike. Di sala 2016 de, endezyarê kîmyewî Ming Hao Wong û ekîba wî li MIT nanotubeyên karbonê li pelên îspenaxê veguhezandin. Şopên teqemeniyanku nebat bi hewa an avên bin erdê ve dikişand, nanotube çêkir sînyalek fluorescent derdixin. Ji bo girtina îşaretek wusa ji kargehê, kamerayek piçûk a infrasor li pelê hate nîşankirin û bi çîpek Raspberry Pi ve hate girêdan. Dema ku kamerayê îşaretek dît, ew hişyariyek e-nameyê destnîşan kir. Piştî pêşxistina nanosensoran di îspenax de, Wong dest bi pêşxistina sepanên din ên ji bo teknolojiyê kir, nemaze di çandiniyê de ji bo hişyarkirina zuwabûn an kêzikan.

diyardeya biyoluminescence, bo nimûne. li squid, jellyfish û afirîdên din ên deryayê. Şêwekara Fransî Sandra Rey biyolmînescenceyê wekî rêgezek xwezayî ya ronahiyê pêşkêş dike, ango çêkirina fenerên "zindî" yên ku ronahiyê bêyî elektrîkê diweşînin (2). Ray damezrîner û CEO ya Glowee e, pargîdaniyek ronahiya biyolmînescent. Ew pêşbînî dike ku rojekê ew ê karibin ronahiya kolanan a elektrîkî ya kevneşopî biguherînin.

2. Glowee Lighting Visualization

Ji bo hilberîna ronahiyê, teknîsyenên Glowee beşdar dibin genê biolluminescence ji kêzikên Hawayê dikevin bakteriya E. coli, û paşê ew van bakteriyan mezin dikin. Bi bernamekirina ADNyê, endezyar dikarin rengê ronahiyê dema ku vedimire û pêdixe, û hem jî gelek guhertinên din kontrol bikin. Ev bakterî bê guman hewce ne ku werin lênihêrandin û xwarin da ku zindî û geş bimînin, ji ber vê yekê pargîdanî dixebite ku ronahiyê dirêjtir bimîne. Di vê demê de, Rei li Wired dibêje, wan yek pergalek heye ku şeş roj e ku dixebite. Jiyana tixûbdar a heyî ya ronahiyê tê vê wateyê ku di vê gavê de ew bi piranî ji bo bûyer an festîvalan maqûl in.

Pets bi backpack elektronîk

Hûn dikarin kêzikan temaşe bikin û hewl bidin ku wan teqlîd bikin. Her weha hûn dikarin hewl bidin ku wan "hack bikin" û wan wekî bikar bînin… dronên mînyatur. Mêşhingiv bi "çenteyên piştê" yên bi senzoran ve hatine stendine, mîna yên ku cotkar ji bo şopandina zeviyên xwe bikar tînin (3). Pirsgirêka mîkrodronan hêz e. Ji kêzikan re pirsgirêkek wisa tune. Bê westan difirin. Endezyaran "bagên" xwe bi senzoran, bîra ji bo hilanîna daneyan, wergirên ji bo şopandina cîh û bataryayên ji bo hêzkirina elektronîk (ango, kapasîteya pir piçûktir) bar kirin - hemî bi giraniya 102 milîgram. Dema ku kêzik xebatên xwe yên rojane dimeşînin, senzor germahî û nermiyê dipîvin û pozîsyona wan bi sînyalek radyoyê tê şopandin. Piştî ku vedigere hêlînê, dane tê daxistin û batarya bêtêlê tê barkirin. Tîma zanyaran ji teknolojiya xwe re dibêjin Living IoT.

3. Live IoT, ku mêşek bi pergalek elektronîkî li ser pişta xwe ye

Zoologist li Enstîtuya Max Planck ji bo Ornîtolojiyê. Martin Wikelski biryar da ku baweriya populer biceribîne ku heywan xwedî şiyanek xwerû ye ku felaketên nêzîk hîs bikin. Wikelski pêşengiya projeya hestiyariya heywanan a navneteweyî, ICARUS dike. Nivîskarê sêwiran û lêkolînê dema ku pê ve girêda navdar bû beaconên GPS heywan (4), çi mezin û çi biçûk, ji bo lêkolîna bandora diyardeyan li ser tevgera wan. Zanyaran, di nav tiştên din de, destnîşan kirin ku hebûna zêde ya kolberên spî dibe ku nîşana pêketina kuliyan be, û cîh û germahiya laşê zozanan dibe ku nîşana belavbûna grîpa balindeyan di nav mirovan de be.

4. Martin Wikelskî û stork transmitter

Naha Wikelski bizinan bikar tîne da ku bibîne ka di teoriyên kevnar de tiştek heye ku heywan di derbarê erdhejên nêzîk û teqînên volkanîkî de "dizanin". Tavilê piştî erdheja mezin a 2016-an a Norcia li Italytalyayê, Wikelski heywanên xwe li nêzî navenda erdhejê girêda da ku bibîne ka ew li ber şokê cûda tevdigerin. Di her kelekê de her du jî hebûn cîhaza şopandina GPSwek accelerometer.

Dûv re wî diyar kir ku bi çavdêriya bi vî rengî ya dor-saetê re, gengaz e ku meriv tevgera "normal" nas bike û dûv re li anormaliyan bigere. Wikelski û ekîba wî diyar kirin ku heywanan bi saetên beriya erdhejê leza xwe zêde kirin. Wî "serdemên hişyariyê" ji 2 heta 18 demjimêran dît, li gorî dûrbûna ji navenda erdhejê. Wikelski ji bo patentek ji bo pergala hişyariya karesatê li ser bingeha tevgera kolektîf a heywanan li gorî rêzek bingehîn serlêdan dike.

Karbidestiya fotosentezê baştir bikin

Erd dijî ji ber ku li her derê cîhanê diçîne oksîjenê wekî hilberek ji fotosentezê derdixeû hinek ji wan jî dibin xwarinên xwar. Lêbelê, fotosentez bêkêmasî ye, tevî ku bi mîlyonan sal pêşkeftin heye. Lêkolînerên li Zanîngeha Illinois dest bi xebatê kirin li ser rastkirina kêmasiyên di fotosentezê de, ku ew bawer dikin ku dibe ku hilberîna çandiniyê ji sedî 40 zêde bike.

Li ser sekinîn pêvajoyek jê re tê gotin fotorespirationku ne ewqas beşek ji fotosentezê ye ku encama wê ye. Mîna gelek pêvajoyên biyolojîkî, fotosentez jî her gav bêkêmasî naxebite. Di dema fotosentezê de nebat av û karbondîoksîtê digirin û dibin şekir (xwarin) û oksîjenê. Nebatên ne hewceyê oksîjenê ne, ji ber vê yekê ew jê tê derxistin.

Lekolînwanan enzîmek bi navê ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (RuBisCO) veqetandin. Ev kompleksa proteîn molekulek karbondîoksîtê bi ribulose-1,5-bisphosphate (RuBisCO) ve girêdide. Di nav sedsalan de, atmosfera Erdê bêtir oksîde bûye, tê vê wateyê ku RuBisCO neçar e ku bi molekulên oksîjenê yên ku bi karbondîoksîtê re tevlihev bûne re mijûl bibe. Di yek ji çar rewşan de, RuBisCO bi xeletî molekulek oksîjenê digire, û ev bandor li performansê dike.

Ji ber bêkêmasiya vê pêvajoyê, nebat bi hilberên jehrî yên wekî glycolate û ammonia re dimînin. Pêvajoya van pêkhateyan (bi rêya fotorespirasyonê) enerjiyê hewce dike, ku li windahiyên ku ji ber bêserûberiya fotosentezê têne zêde kirin. Nivîskarên lêkolînê destnîşan dikin ku birinc, genim û soya ji ber vê yekê kêm in û RuBisCO her ku germahî zêde dibe hîn kêmtir rast dibe. Ev tê wê wateyê ku her ku germahiya gerdûnî zêde dibe, dibe ku di peydakirina xwarinê de kêm bibe.

Ev çareserî beşek ji bernameyeke bi navê (RIPE) ye û tê de danasîna genên nû yên ku respirasyonê zûtir û enerjiyê bikêrtir dike. Tîm sê rêyên alternatîf bi karanîna rêzikên genetîkî yên nû pêşve xistin. Ev rê ji bo 1700 cureyên nebatên cihêreng hatine xweşbîn kirin. Du salan, zanyaran van rêzan bi karanîna titûna guhertî ceribandin. Ew di zanistiyê de nebatek hevpar e ji ber ku genoma wê bi taybetî baş tê fêm kirin. Zêde rêyên bikêrhatî yên ji bo fotorespiration destûrê dide nebatan ku mîqdarek girîng a enerjiyê ku dikare ji bo mezinbûna wan were bikar anîn xilas bike. Pêngava din ew e ku genan têxin nav berhemên xwarinê yên wekî soya, fasûlî, birinc û tomato.

Hucreyên xwînê yên çêkirî û qutkirina genan

Nature hacking ev di dawiyê de ber bi mirov bi xwe ve dibe. Sala borî, zanyarên Japonî ragihandin ku wan xwînek çêkirî çêkiriye ku dikare li ser her nexweşek were bikar anîn, bêyî celebê xwînê, ku di dermanê trawmayê de çendîn sepanên jiyanî hene. Di van demên dawî de, zanyar bi çêkirina şaneyên xwînê yên sor ên sentetîk, serkeftinek hê mezintir kirine (5). Eva xaneyên xwînê yên sûnî ew ne tenê taybetmendiyên hevpîşeyên xwe yên xwezayî nîşan didin, lê di heman demê de xwedî kapasîteyên pêşkeftî jî ne. Tîmek ji Zanîngeha New Mexico, Laboratory National Sandia, û Zanîngeha Polyteknîkî ya Başûrê Chinaînê hucreyên xwînê yên sor çêkirine ku ne tenê dikarin oksîjenê bigihînin deverên cihêreng ên laş, lê di heman demê de dermanan, toksînan hîs bikin û karên din jî bikin. .

5. Hucreya xwînê ya sentetîk

Pêvajoya çêkirina şaneyên xwînê yên sûnî ew ji hêla şaneyên xwezayî ve hate destpêkirin ku pêşî bi qatek zirav a silica û paşê jî bi qatên polîmerên erênî û neyînî ve hatine pêçan. Paşê silica tê xêzkirin û di dawiyê de rûber bi parzûnên erythrocyte xwezayî tê pêçandin. Vê yekê rê li ber afirandina erythrocytes sûnî ku bi mezinahî, şekil, bar û proteînên rûvî yên mîna yên rastîn hene.

Wekî din, lêkolîner nermbûna hucreyên xwînê yên nû avabûyî bi xistina wan di nav valahiya piçûk de di kapîlarên modelê de destnîşan kirin. Di dawiyê de, dema ku li mişkan hat ceribandin, piştî 48 demjimêrên gerguhêz jî ti bandorên jehrî nehatin dîtin. Testan van şaneyan bi hemoglobîn, dermanên dijî-penceşêrê, senzorên jehrê, an nanoparçeyên magnetîkî bar kirin da ku nîşan bidin ku ew dikarin cûreyên cûda baran hilgirin. Hucreyên çêkirî di heman demê de dikarin ji bo pathogenan wekî xezeb tevbigerin.

Nature hacking ev di dawiyê de dibe sedema ramana rastkirina genetîkî, rastkirin û endezyariya mirovan, û vekirina navgînên mêjî ji bo danûstendina rasterast di navbera mejî de.

Heya niha, li ser perspektîfa guherîna genetîkî ya mirovî gelek fikar û fikar heye. Argumanên di alî de jî xurt in, wekî ku teknîkên manîpulasyona genetîkî dikare alîkariya rakirina nexweşiyê bike. Ew dikarin gelek celeb êş û fikaran ji holê rakin. Dikarin jîr û dirêjiya mirovan zêde bikin. Hin kes ew qas dûr diçin ku dibêjin ew dikarin pîvana bextewarî û hilberîna mirovî bi gelek rêzikên mezinbûnê biguhezînin.

Endezyariya genetîkêeger encamên wê yên bendewar bi cidî werin girtin, ew dikare wekî bûyerek dîrokî were hesibandin, mîna teqîna Cambrian, ku leza pêşveçûnê guherand. Dema ku pir kes li ser pêşveçûnê difikirin, ew pêşveçûna biyolojîkî bi riya hilbijartina xwezayî difikirin, lê wekî ku xuya dibe, celebên din ên wê têne xeyal kirin.

Di XNUMXs de dest pê kir, mirovan dest bi guherandina DNA ya nebat û heywanan kirin (jî binêre: ), afirandin xwarinên genetîk guhertîhwd.. Niha bi alîkariya IVF-ê her sal nîv milyon zarok tên dinyayê. Zêdetir, van pêvajoyan di heman demê de rêzkirina embrîyoyan jî vedihewîne da ku ji bo nexweşiyan were şopandin û embriyoya herî maqûl diyar bike (rengek endezyariya genetîkî, her çend bêyî guhertinên aktîf ên genomê).

Bi hatina CRISPR û teknolojiyên bi vî rengî (6), me di lêkolînê de ji bo çêkirina guheztinên rastîn ên DNAyê bû şahidê geşbûnek mezin. Di sala 2018-an de, He Jiankui li Chinaînê yekem zarokên ku bi genetîkî hatine guheztin afirandin, ji ber vê yekê ew şandin girtîgehê. Ev mijar niha mijara nîqaşên tund ên exlaqî ye. Di sala 2017-an de, Akademiya Neteweyî ya Zanistên Dewletên Yekbûyî û Akademiya Neteweyî ya Bijîjkî têgeha guherandina genoma mirovan pejirand, lê tenê "piştî dîtina bersivên pirsên ewlehî û performansê" û "tenê di doza nexweşiyên giran de û di bin çavdêriya nêzîk de." "

Nêrîna "pitikên sêwiraner", ango sêwirandina mirovan bi hilbijartina taybetiyên ku divê zarok ji dayik bibe, dibe sedema nîqaşan. Ev nexwestî ye ji ber ku tê bawer kirin ku tenê kesên dewlemend û xwedî îmtiyaz dê bigihîjin van rêbazan. Her çend sêwiranek wusa ji hêla teknîkî ve ji bo demek dirêj ne mumkun be jî, ew ê bibe jî manîpulasyona genetîkî der barê jêbirina genên kêmasî û nexweşiyan de bi zelalî nayên nirxandin. Dîsa, wekî ku pir ditirsin, ev ê tenê ji çend kesan re peyda bibe.

Lêbelê, ev qutkirin û tevlêkirina bişkokan ne ew qas hêsan e ku yên ku bi CRISPR-ê bi piranî ji nîgarên di çapameniyê de xeyal dikin, nas dikin. Gelek taybetmendiyên mirovî û hestiyariya nexweşiyê ji hêla yek an du genan ve nayê kontrol kirin. Nexweşiyên ji xwedî yek gen, afirandina şert û mercên ji bo bi hezaran vebijarkên xetereyê, zêdekirin an kêmkirina hestiyariyê ji faktorên hawîrdorê re. Lêbelê, dema ku gelek nexweşî, wek depresyonê û şekir, polîjenîk in, tewra tenê qutkirina genên kesane jî pir caran dibe alîkar. Mînakî, Verve tedawiyek genê çêdike ku belavbûna nexweşiya dil kêm dike, yek ji sedemên sereke yên mirinê li çaraliyê cîhanê. çapên nisbeten piçûk ên genomê.

Ji bo karên tevlihev, û yek ji wan bingeha polygenic ya nexweşiyê, bikaranîna îstîxbarata sûnî di van demên dawî de bûye reçete. Ew li ser pargîdaniyên mîna ya ku dest pê kir ji dêûbavan re nirxandinek xetera polîjenîkî ve girêdayî ye. Wekî din, danehevên genomîkî yên rêzkirî her ku diçe mezintir û mezin dibin (hinek bi mîlyonek genom têne rêz kirin), ku dê bi demê re rastbûna modelên fêrbûna makîneyê zêde bike.

tora mêjî

Di pirtûka xwe de, Miguel Nicolelis, yek ji pêşengên ku niha wekî "hacking mêjî" tê zanîn, danûstendinê dahatûya mirovahiyê, qonaxa paşîn a pêşveçûna celebê me bi nav kir. Wî lêkolînek kir ku tê de wî mejiyên çend mişkan bi karanîna elektrodên pêvekirî yên sofîstîke yên ku wekî navrûyên mêjî-mejî têne zanîn ve girêda.

Nicolelis û hevkarên wî destkeftî wekî yekem "komputera organîk" bi mejiyên zindî yên bi hev ve girêdayî mîna ku ew mîkroprosesorên pirjimar bin binav kirin. Heywanên di vê torê de fêr bûne ku çalakiya elektrîkî ya hucreyên demarî yên xwe bi heman awayê ku di mêjiyê her kesan de dikin hevdeng bikin. Mêjiyê torê ji bo tiştên mîna şiyana wê ya cihêkirina du şêwazên cûda yên teşwîqên elektrîkê hate ceribandin, û ew bi gelemperî ji heywanên kesane derdixin. Ger mejiyên mişkan ên bi hev ve girêdayî ji yên her heywanan "aqiltir" bin, kapasîteyên superkomputerek biyolojîkî ku ji hêla mêjiyê mirovan ve bi hev ve girêdayî ye bifikirin. Torek weha dikare rê bide mirov ku li ser astengên zimanî bixebitin. Di heman demê de, heke encamên lêkolîna rat rast bin, tora mêjiyê mirov dikare performansê baştir bike, an wusa xuya dike.

Tecrûbeyên vê dawiyê hene, ku di rûpelên MT de jî hatine behs kirin, ku tev li berhevkirina çalakiya mêjî ya toreyek piçûk a mirovan bû. Sê kesên ku li odeyên cihêreng rûniştibûn bi hev re xebitîn da ku blokê rast araste bikin da ku ew di lîstikek vîdyoyek mîna Tetris de valahiya di navbera blokên din de bike pirek. Du kesên ku wekî "şender" tevdigeriyan, bi elektroencefalograf (EEG) li ser serê wan ku çalakiya elektrîkî ya mejiyê wan tomar dikirin, valahî dîtin û dizanîn gelo pêdivî ye ku blok were zivirandin da ku li hev were. Kesê sêyem, ku wekî "wergir" tevdigere, çareseriya rast nizane û neçar ma ku xwe bispêre rêwerzên ku rasterast ji mêjiyê şandiyan hatine şandin. Bi tevayî pênc komên mirovan bi vê tora bi navê "BrainNet" (7) hatin ceribandin û bi navînî wan ji %80 rastbûna peywirê bi dest xist.

7. Wêne ji ceribandina BrainNet

Ji bo ku tiştan dijwartir bikin, lêkolîner carinan deng li sînyala ku ji hêla yek ji şanderan ve hatî şandin zêde dikin. Bi rêwerzên nakokî an nezelal re rû bi rû man, wergir zû fêr bûn ku rêwerzên rastîn ên şanderê nas bikin û bişopînin. Lêkolîner destnîşan dikin ku ev yekem rapor e ku mêjiyê gelek mirovan bi rengek bi tevahî ne-dagirker hatiye girêdan. Ew îdia dikin ku hejmara kesên ku mejiyên wan dikarin tevnegerin bi pratîkî bêsînor e. Ew her weha pêşniyar dikin ku veguheztina agahdarî bi karanîna rêbazên ne-dagirker dikare bi wênekirina çalakiya mêjî ya hevdem (fMRI) ve were çêtir kirin, ji ber ku ev potansiyel hêjeya agahdariya ku weşanek dikare ragihîne zêde dike. Lêbelê, fMRI ne pêvajoyek hêsan e, û ew ê karekî jixwe zehf dijwar tevlihev bike. Lekolînwan her weha texmîn dikin ku îşaret dikare li deverên taybetî yên mêjî were armanc kirin da ku hişmendiya naveroka semantîkî ya taybetî di mejiyê wergir de çêbike.

Di heman demê de, amûrên ji bo girêdana mêjî ya dagirker û belkî bikêrtir bi lez pêşve diçin. Elon Musk Di van demên dawî de pêşkeftina pêvekek BCI ya ku XNUMX elektrod vedihewîne ragihand da ku pêwendiya berfireh di navbera komputer û hucreyên nervê yên di mejî de pêk bîne. (DARPA) têkiliyek neuralî ya nehskirî pêşxistiye ku dikare bi hevdemî mîlyon hucreyên nervê bişewitîne. Her çend ev modulên BCI bi taybetî ji bo hevgirtinê nehatine çêkirin mejî-mejîne zehmet e ku meriv bifikire ku ew dikarin ji bo armancên weha werin bikar anîn.

Ji xeynî ya jorîn, têgihîştinek din a "biohacking" heye, ku bi taybetî li Silicon Valley moda ye û ji cûrbecûr prosedurên tenduristiyê yên bi bingehên zanistî yên carinan gumanbar pêk tê. Di nav wan de parêz û teknîkên werzîşê yên cihêreng, û hem jî hene. veguheztina xwîna ciwan, û hem jî danîna çîpên binê çerm. Di vê rewşê de, dewlemend tiştek wekî "mirina hacking" an pîrbûnê difikirin. Heya nuha, delîlek pêbawer tune ku rêbazên ku ew bikar tînin dikarin bi girîngî jiyanê dirêj bikin, nexasim nemiriya ku hin xeyal dikin.