21세기의 첫 20년 동안 과학은 미래에 모든 사람의 삶의 질에 중대한 영향을 미칠 수 있는 수많은 발견을 통해 풍요로워졌습니다. 배아 세포를 사용하지 않고도 필요한 기관을 성장시킬 수 있는 성인의 피부에서 줄기 세포를 얻는 것만으로도 무슨 가치가 있습니까?
중력파의 근본적인 발견은 인류에게 별 사이를 여행할 수 있는 희망을 주며, 새로운 소재인 그래핀은 곧 고용량 배터리 생산에 사용될 것입니다. 그러나 가장 먼저 해야 할 일이 있습니다. 아래 등급에서는 21세기의 가장 중요한 과학적 발견을 인류에 대한 중요성의 정도에 따라 체계화하려고 노력했습니다.
21세기 가장 중요한 과학적 발견 TOP 10
10. 바이오닉스. 생각의 힘으로 제어되는 생체인공삽입물이 설계되었습니다.
최근까지 사람들은 잃어버린 팔다리를 교체하기 위해 플라스틱 인형이나 심지어 후크를 사용했습니다. 지난 20년 동안 과학은 생각의 힘으로 제어되고 심지어 인공 손가락의 감각을 뇌로 전달하는 생체 보철물을 만드는 데 큰 진전을 이루었습니다. 2010년 영국 회사 RLSSteeper는 열쇠로 문을 열고, 계란을 깨서 프라이팬에 넣고, ATM에서 돈을 인출하고, 심지어 플라스틱 컵을 잡을 수도 있는 생체인공손을 선보였습니다.
일회용 컵은 너무 많은 힘을 가하면 부서지기 쉽지만, 과학자들은 손가락의 힘이 다양할 수 있다는 사실을 발견했습니다. 이에 대한 제어 신호는 신체의 가슴 근육에서 제거됩니다.
또 다른 회사인 Bebionic은 2016년에 장애가 있는 Nigel Ackland를 위한 생체공학 보철 팔을 생산했는데, 이 팔은 생각의 힘으로만 제어할 수 없습니다. 이 외에도 그루터기의 신경 말단에 연결된 감도 센서가 제품에 장착되어 있습니다. 이런 방식으로 환자가 촉감과 따뜻함을 느낄 수 있도록 피드백이 이루어집니다. 현재 생체 보철물은 상당히 비싸지만 3D 프린팅의 발전 덕분에 가까운 시일 내에 더 폭넓은 가용성이 확보될 것으로 예상됩니다.
9. 생명공학. 세계 최초 합성 박테리아 세포 탄생
2010년 크레이그 벤터(Craig Venter)가 이끄는 과학자 그룹은 다름 아닌 새로운 생명을 창조하려는 야심찬 프로젝트에서 획기적인 발전을 이루었습니다. 생물학자들은 마이코플라스마 제니탈리움(Mycoplasma genitalium)이라는 박테리아의 게놈을 채취하여 그로부터 체계적으로 유전자를 하나씩 제거하여 생명에 필요한 최소 세트를 결정했습니다. 그것은 말하자면 생명의 기초를 구성하는 382개의 유전자를 포함해야 한다는 것이 밝혀졌습니다. 그 후, 과학자들은 처음부터 인공 게놈을 편집하여 이전에 자체 DNA 복합체가 제거되었던 Mycoplasma capricolum 박테리아의 세포에 이식했습니다.
자체 이름 인 Cynthia를받은 인공 세포는 실행 가능한 것으로 판명되어 적극적으로 분열되기 시작했습니다.
이러한 성공은 생명공학자들에게 특정 매개변수를 사용하여 훨씬 더 복잡한 유기체를 만들 수 있는 엄청난 기회를 열어줍니다. 이미 백신과 자동차 연료까지 생산할 수 있는 인공 세포가 설계되고 있으며, 앞으로 생물학자들은 이산화탄소를 흡수하는 박테리아를 만들 수 있기를 바라고 있습니다. 이러한 미생물은 지구뿐 아니라 화성과 금성에서도 온실 효과를 제거하는 데 도움이 될 수 있습니다.
세계 최초의 증식 인공세포 신시아를 전자현미경으로 관찰한 모습
8. 천체 물리학. 화성에서 발견된 행성 에리스와 물
21세기의 가장 큰 발견에는 두 가지 “우주” 발견이 포함됩니다. 2005년에 제미니 천문대, 예일대, 캘리포니아 대학의 미국 천문학자 그룹이 명왕성 궤도 너머로 움직이는 천체를 발견했습니다. 추가 연구에 따르면 에리스라고 불리는 작은 행성은 명왕성보다 크기가 약간 작을 뿐입니다. 2006년에 이 천체는 허블 궤도 망원경으로 촬영되었으며, 그 주위를 공전하는 상당히 큰 위성인 디스노미아(Dysnomia)를 발견했습니다. 에리스는 명왕성과 유사한 물리적 특성을 갖고 있는 것으로 여겨지며, 소행성의 알베도(반사율)가 토성의 위성 엔셀라두스에 이어 두 번째이기 때문에 그 표면은 밝은 흰색 얼음으로 덮여 있을 가능성이 높습니다.
21세기 태양계 탐사에서 두 번째로 큰 발견은 화성에서 물을 발견한 것입니다. 2002년에 오디세이 궤도선은 행성 표면 아래에 있는 얼음의 흔적을 발견했습니다. 2005년 유럽의 마스 익스프레스(Mars Express) 탐사선은 물의 흐름이 뚜렷한 흔적이 있는 분화구를 촬영했고, 미국의 피닉스 탐사선은 마침내 의심을 풀었습니다. 2008년에 그는 북극 근처에 착륙했고, 실험 중 하나에서 화성 토양에서 물을 성공적으로 분리했습니다. 붉은 행성에 보장된 수분의 존재는 식민지화에 대한 주요 제한을 제거합니다. 미국은 이르면 2030년대 화성 유인 탐사선을 발사할 계획이고, 러시아도 이를 위해 핵엔진을 개발하고 있다.
7. 신경학. 최초로 뇌에 기록되고 다시 쓰여진 기억
2014년 매사추세츠 대학의 연구자들은 실험용 쥐의 기억에 거짓 기억을 이식하는 데 성공했습니다. 광섬유 와이어가 머리에 이식되어 기억 형성을 담당하는 뇌 영역에 연결되었습니다. 과학자들은 이를 사용하여 뉴런의 특정 영역에 영향을 미치는 레이저 신호를 보냈습니다. 그 결과, 쥐의 기억 일부를 삭제하고 거짓 기억을 형성하는 것이 가능해졌습니다. 예를 들어, 설치류는 한때 우리의 특정 영역에서 암컷과 즐거운 만남을 가졌다는 사실을 잊고 더 이상 그곳에 가려고 하지 않았습니다. 동시에 과학자들은 우리의 "위험한" 구획이 실제로 매력적이었고 쥐들이 그곳으로 가려고 했다는 새로운 기억을 만들 수 있었습니다.
언뜻보기에 이러한 결과는 어린이 장난처럼 보이며 윤리적 의미도 모호합니다. 한편, 신경 생리학자들은 기억을 담당하는 뇌 영역(해마와 전두엽 피질)을 찾고 아직 원시적이긴 하지만 이에 영향을 미치는 방법을 만드는 데 성공했습니다. 이는 뇌에 영향을 미치는 방식을 개선할 수 있는 폭넓은 전망을 제공하며, 앞으로는 공포증과 정신 장애를 치료하는 것이 가능해질 것입니다. 가까운 미래에 대량의 데이터를 암기해야 하는 과학의 빠른 학습을 위해 인간의 두뇌에 데이터를 일괄 업로드하는 장치를 만드는 것이 가능할 가능성이 있습니다. 예를 들어, 외국어를 마스터하는 것이 가능할 것입니다. 가능한 가장 짧은 시간.
6. 물리학. 힉스 보존 또는 '신의 입자' 발견
2012년 7월 제네바 근처 CERN(대형강입자가속기) 건설에 60억 달러가 투자된 발견이 발생했습니다. 과학자들은 소위 말하는 것을 발견했습니다. 60년대 영국 물리학자 피터 힉스(Peter Higgs)가 그 존재를 예측한 '신의 입자'. 그의 이름을 따서 명명되었습니다. 힉스 보존의 존재에 대한 실험적 증거 덕분에 기초 물리학은 사전 정규화 가능한 양자장 이론을 구성하기 위한 마지막 누락된 연결 고리를 얻었습니다. 이 이론은 고전적인 양자 역학의 연속이지만, 마이크로 세계와 우주 전체의 그림에 대한 관점을 질적으로 변화시킵니다.
힉스 보손 발견의 실질적인 중요성은 과학자들이 반중력을 개발하고 작동하는 데 에너지가 필요하지 않은 엔진을 개발할 수 있다는 전망을 가지고 있다는 것입니다.
이렇게하려면 "아무것도 필요하지 않습니다"- 소위 제거 방법을 배우십시오. 기본 입자를 묶어서 날아가는 것을 방지하는 힉스 장. 이 경우, 중성화된 장이 있는 물체의 질량은 0이 되며, 이는 중력 상호 작용에 더 이상 참여하지 않음을 의미합니다. 물론 그러한 발견은 아주 먼 미래의 문제입니다.
5. 재료 과학. 초강력 소재 그래핀 탄생
그래핀은 강도와 기타 여러 특성이 독특한 소재로, 2004년 러시아 물리학자(영국에서 근무) Konstantin Novoselov와 Andrei Geim이 처음으로 획득했습니다. 6년 후 과학자들은 이에 대한 노벨상을 수상했으며 오늘날 그래핀은 활발히 연구되고 있습니다. 연구 중이며 이미 일부 제품에 사용되고 있습니다. 이 소재의 특이한 점은 여러 가지 특징에 있습니다. 첫째, 현재 알려진 재료 중 카빈총 다음으로 내구성이 두 번째로 높습니다. 둘째, 그래핀은 독특한 전자 효과를 얻을 수 있는 우수한 전도체입니다. 셋째, 이 소재는 열전도율이 가장 높아 과열에 대한 걱정 없이 반도체 전자 장치에 사용할 수 있습니다.
특히 전기차에서는 부족한 고용량 배터리 용도로 그래핀에 대한 기대가 커지고 있다.
2017년에 삼성은 비슷한 크기의 리튬 이온 배터리보다 용량이 45% 더 높은 최초의 그래핀 기반 배터리 중 하나를 출시했습니다. 하지만 가장 중요한 것은 새 배터리가 평소보다 5배 빠르게 충전 및 방출된다는 것입니다. 우리가 말하는 것은 완전한 그래핀 배터리가 아니라 혁신적인 소재를 보조 배터리로 사용하는 하이브리드 배터리에 관한 것입니다. 더 정확하게 말하면 개발자가 완전한 그래핀 배터리를 만들면 이는 에너지 분야의 진정한 혁명이 될 것입니다. 그래핀의 광범위한 사용에 있어서 주요 문제점은 높은 생산 비용과 완전히 균질한 물질을 아직 얻을 수 없는 기술의 단점입니다. 하지만 그래핀을 활용한 특허 출원 건수는 이미 5만 건을 넘어섰기 때문에 가까운 미래에 이 특이한 소재가 사람들의 삶의 질에 큰 영향을 미칠 것이라는 데에는 의심의 여지가 없습니다.
4. 생물학. 줄기세포는 배아가 아닌 성숙한 조직에서 채취
2012년 노벨 생리의학상은 영국의 생물학자 존 거든(John Gurdon)과 그의 일본인 동료 야마나카 신(Shin Yamanaka)에게 돌아갔습니다. 그들은 일반 세포에서 줄기세포를 만들어 생명공학자들 사이에서 큰 반향을 불러일으켰습니다. 어떤 기관이라도 형성할 수 있다. 이를 위해 과학자들은 쥐의 결합 조직 세포에 단 4개의 유전자만을 도입했고, 그 결과 섬유아세포는 배아의 모든 특성을 지닌 미성숙 줄기세포로 변했습니다. 간에서 심장까지 모든 장기가 이러한 물질로 자랄 수 있습니다.
따라서 연구자들은 이론적으로뿐만 아니라 과대평가할 수 없는 세포 전문화의 가역성을 실질적으로 입증했습니다.
최근까지 줄기세포는 배아나 제대혈에서만 채취할 수 있다고 믿어왔습니다. 첫 번째는 윤리적으로 의심스럽고, 두 번째는 (대부분 부유한) 사람들에게 아이가 태어난 직후 줄기세포를 은행에 보관하여 나중에 치료에 사용할 수 있도록 강요했습니다. 생리학자들의 발견으로 이러한 제한이 제거되었으며 이제 모든 사람(적어도 이론적으로는)이 줄기 세포 치료와 신체의 "천연" DNA를 포함하는 장기 복제에 접근할 수 있게 되었습니다.
3. 천체 물리학. 중력파의 존재가 증명되었다
중력파의 발견은 2016년, 그리고 아마도 21세기 두 번째 10년 전체의 가장 큰 과학적 성취로 간주됩니다. 2017년에는 이를 발견한 라이너 바이스(Rainer Weiss), 배리 배리쉬(Barry Barish), 킵 손(Kip Thorne)이 노벨 물리학상을 수상했습니다. 과학자들은 미국과 이탈리아에 위치한 두 개의 관측소인 LIGO와 VIRGO를 사용하여 태양으로부터 13억 광년 떨어진 두 개의 블랙홀이 합쳐져 형성된 중력파를 기록할 수 있었습니다.
이에 연구진은 20세기 초 중력파의 존재를 예측한 아인슈타인의 일반 상대성 이론의 신뢰성을 (이론적 차원에서) 실험적으로 확인했다.
이후 LIGO와 VIRGO는 중성자별의 충돌로 인한 중력 폭발을 두 번 더 기록했습니다. 이번 발견의 뛰어난 가치는 거대한 물체의 영향으로 시공간의 곡률을 확인한 데 있다. 이는 SF 작가들이 수천 번 묘사한 '영공간'과 '초전환'을 통한 우주선의 여행이 먼 미래에 대한 전망임에도 불구하고 상당히 가능하다는 것을 의미합니다. 중력파 발견자 중 한 명인 킵 손(Kip Thorne)이 자신의 연구 결과를 바탕으로 『인터스텔라』라는 책을 출간한 것은 아마도 우연이 아닐 것이다. 과학 비하인드 스토리'라는 제목은 유명한 영화를 연상시킨다.
아인슈타인에 따르면, 태양 근처의 시공간은 거대한 별의 영향으로 구부러진 것처럼 보입니다. 이제 이 사진은 실험적으로 입증되었습니다
2. 물리학. 장거리 양자 순간이동에 대한 실험이 성공적으로 수행되었습니다.
양자 순간이동은 물리적 물체의 이동을 의미하는 것이 아니라 기본 입자 또는 원자의 상태에 대한 정보의 전송을 의미합니다. 여기서 가장 중요한 점은 거리입니다. 21세기 초까지 이러한 연결은 소우주 수준에서만 보장될 수 있었습니다. 2009년 메릴랜드 대학의 과학자들이 이터븀 이온의 양자 상태를 1미터까지 전송하는 데 성공하면서 획기적인 발전이 이루어졌습니다. 그런 다음 중국 과학자들이이 연구 분야에서 주도권을 확고히 잡았습니다.
먼저 120km 거리에서 양자통신을 제공했고, 2017년에는 모추위성에서 1203km 떨어진 지상 연구소 3곳으로 최초의 우주 양자 순간이동을 수행했다.
이러한 과학적, 기술적 도약을 통해 가까운 장래에 이론적으로도 해커가 해킹할 수 없는 절대적으로 안전한 통신 회선을 만드는 것이 가능해질 것입니다. 금융, 비즈니스 및 개인 생활이 점점 더 인터넷으로 이동하는 시대에 양자 순간 이동을 기반으로 한 회선은 정보 보안 분야에서 진정한 만병통치약이 될 것을 약속합니다. 또한 이러한 통신방식을 바탕으로 초고속 컴퓨터가 개발되고 있으며, 이는 향후 기존 컴퓨터를 대체하게 될 것이다.
1. 사이버네틱스. 생물학적 뇌를 갖춘 로봇이 탄생했다
2008년에 영국의 과학자들은 아마도 30만 개의 쥐 뉴런을 기반으로 한 뇌를 가진 반쯤 살아있는 로봇인 세계 최초의 사이보그를 만들었습니다. 그들은 설치류 배아에서 분리되어 특수 효소를 사용하여 분리되었으며 8cm 플레이트의 영양 용액에 배치되었습니다. 과학자들은 생성된 준뇌에 60개의 전극을 부착하여 뉴런의 신호를 읽고 전자 회로로 전송했습니다. 또한 뇌에 신호를 전달하는 역할도 합니다. 생물학적 두뇌를 갖춘 최초의 로봇은 고든(Gordon)이라는 이름을 얻었으며 이동 플랫폼과 운전 중 지형을 스캔하는 초음파 센서를 갖추고 있었습니다. 그것의 신호는 뇌로 이동하고 그곳에서 발생하는 충동과 피드백은 움직임을 제어합니다.
연구자들은 뉴런이 기억을 갖고 있기 때문에 고든이 학습하도록 할 수 있었습니다. 단 한 번 장애물에 부딪힌 경우 로봇은 80%의 경우 더 이상 잘못된 경로를 택하지 않습니다. 더욱이 과학자들이 말했듯이 고든은 외부에서 통제되는 것이 아니라 쥐에게서 물려받은 회백질에 의해서만 통제됩니다. 따라서 영국인은 수만 개가 아닌 수십억 개의 뉴런을 기반으로 본격적인 사이보그를 만드는 첫 번째 단계를 밟았으며 이는 금세기가 끝나기 전에 일어날 가능성이 높습니다.
21세기의 가장 중요한 과학적 발견에 관한 비디오를 시청하세요.
의학의 역사는 인류 문화의 발전과 불가분의 관계가 있습니다. 이 과학은 주변 세계 연구의 모든 방향의 특징적인 법칙에 따라 발생하고 형성되었습니다. 그러나 오랜 기간 동안 의사가 종교적 교리를 따랐다면 이후의 의료 행위의 발전은 가장 위대한 과학적 발견의 영향을 받아 일어났습니다. 이는 오늘날에도 계속되고 있습니다. 과학자들은 질병에 맞서기 위한 점점 더 많은 새로운 방법을 찾고 있습니다. 따라서 가장 유명한 고대 그리스 의사는 그의 과학 연구에서 약 200가지 의약품을 설명했습니다. 이제 그 수가 20만 개가 넘고 매일 새로운 약물이 등장합니다.
인체 해부학 및 생리학
1543년에 안드레아스 비살리우스(Andreas Visalius)는 인체 해부학을 자세히 조사한 과학 작품을 출판했습니다. 이 연구에서 과학자는 신체의 신경계 및 순환계에 대한 다이어그램을 제시했는데, 이는 의학 분야에서 진정한 혁신이었습니다. 이 작품은 해부학이 과학으로 출현하는 기초입니다. Visalia가 수집한 정보는 신경학, 심장학 및 기타 의료 분야 발전의 출발점이 되었습니다.
얼마 후인 1628년에 윌리엄 하비(William Harvey)는 인간의 심장이 혈액 순환을 담당하는 기관이라는 사실을 확립했습니다. 수많은 연구 결과에 따르면 신체의 혈액 순환 방식이 밝혀졌으며 생리학 출현의 기초도 결정되었습니다.
파스퇴르, 코흐, 뢴트겐의 작품
1875년부터 루이 파스퇴르는 수술 분야에서 몇 가지 중요한 발견을 했으며 세균 이론과 의학에서의 적용에 관한 과학 논문을 발표했습니다. 이후 이 연구는 전염병 분야의 대규모 연구의 기초가 되었습니다. 파스퇴르의 원리에 대한 연구 덕분에 1884년 광견병과 각종 전염병을 예방하기 위한 최초의 백신이 사용되었고, 1894년에는 면역학이 발견되어 혈청요법이 사용되기 시작했습니다.
1882년 로베르트 코흐(Robert Koch)는 결핵의 원인균을 발견했고, 이후 그의 과학적 연구 결과는 세균학의 기초가 되었습니다. 1885년 독일의 물리학자는 숨겨진 병리, 특히 골절, 내부 장기 파열, 신체 내 이물질 존재 등을 식별하기 위해 약간 수정된 형태로 오늘날까지 사용됩니다.
마취, 비타민 및 페니실린
1842년에서 1846년 사이에 얻은 의학 실험 결과는 과학자들에게 상당한 놀라움을 안겨주었습니다. 일부 화합물이 의약품으로 꽤 성공적으로 사용될 수 있다는 것이 분명해졌습니다. 19세기 말에 과학자 F. Hopkins의 연구 덕분에 많은 물질이 분리되었으며 나중에 명명되었으며 인체에 이 물질이 부족하면 특정 질병이 발생합니다.
1920년부터 1930년까지 A. Fleming은 거의 우연히 곰팡이 미생물을 발견했는데, 이는 항생제 치료의 기초가 되었습니다. 실험실에서 작용이 확인된 이 곰팡이에 이름이 붙여졌습니다.
의학 개발 초기부터 현재까지 의학의 발견에 대해 거의 끝없이 이야기할 수 있습니다. 그러나 이 분야의 연구는 인류에게 다양한 질병의 파괴적인 영향을 제거하거나 줄일 수 있는 특정 기회를 계속 제공하고 있다는 점에 유의해야 합니다.
지난 한 해는 과학에 매우 유익했습니다. 과학자들은 의학 분야에서 특별한 발전을 이루었습니다. 놀라운 발견과 과학적 혁신을 이루었으며 많은 유용한 의약품을 개발했으며 이는 곧 무료로 제공될 것입니다. 가까운 미래에 의료 서비스 발전에 크게 기여할 2015년의 가장 놀라운 의료 혁신 10가지를 숙지하시기 바랍니다.
2014년 세계보건기구(WHO)는 인류가 소위 포스트 항생제 시대에 진입하고 있다고 모든 사람에게 경고했습니다. 그리고 그녀가 옳았다는 것이 밝혀졌습니다. 과학과 의학은 1987년 이후로 완전히 새로운 유형의 항생제를 생산하지 못했습니다. 그러나 질병은 가만히 있지 않습니다. 매년 기존 약물에 대한 내성이 더 강한 새로운 감염이 나타납니다. 이것은 현실 세계의 문제가 되었습니다. 그러나 2015년에 과학자들은 극적인 변화를 가져올 것이라고 믿는 발견을 했습니다.
과학자들은 테익소박틴(teixobactin)이라는 매우 중요한 약물을 포함하여 25가지 항균 약물로부터 새로운 종류의 항생제를 발견했습니다. 이 항생제는 세균이 새로운 세포를 생성하는 능력을 차단하여 세균을 죽입니다. 즉, 이 약물의 영향을 받는 미생물은 시간이 지남에 따라 약물에 대한 내성을 발달시킬 수 없습니다. 테익소박틴은 이제 저항성 황색포도상구균과 결핵을 유발하는 여러 박테리아와의 싸움에서 매우 효과적인 것으로 입증되었습니다.
테익소박틴에 대한 실험실 테스트는 생쥐를 대상으로 수행되었습니다. 대다수의 실험에서 약물의 효과가 나타났습니다. 인간을 대상으로 한 실험은 2017년에 시작될 예정입니다.
의사들이 새로운 성대를 키웠다
의학에서 가장 흥미롭고 유망한 분야 중 하나는 조직 재생입니다. 2015년에는 인공적으로 재현된 장기 목록에 새로운 항목이 추가되었습니다. 위스콘신 대학의 의사들은 사실상 무(無)에서 인간의 성대를 성장시키는 법을 배웠습니다.
Nathan Welhan 박사가 이끄는 과학자 팀은 성대 점막의 기능을 모방할 수 있는 생체 공학적 조직, 즉 인간의 음성을 생성하기 위해 진동하는 성대 두 개의 돌출부처럼 보이는 조직을 보유하고 있습니다. 이후에 새로운 인대가 자라는 기증자 세포는 5명의 지원자로부터 채취되었습니다. 실험실 조건에서 과학자들은 2주에 걸쳐 필요한 조직을 성장시킨 다음 이를 후두의 인공 모델에 추가했습니다.
생성된 성대에서 생성되는 소리는 과학자들에 의해 금속성으로 묘사되며 로봇 카주(장난감 관악기)의 소리와 비교됩니다. 그러나 과학자들은 실제 조건에서(즉, 살아있는 유기체에 이식되었을 때) 자신이 만든 성대가 실제와 거의 비슷하게 들릴 것이라고 확신합니다.
인간 면역을 가진 실험용 쥐를 대상으로 한 최근 실험 중 하나에서 연구자들은 설치류의 몸이 새로운 조직을 거부하는지 여부를 테스트하기로 결정했습니다. 다행히도 이런 일은 일어나지 않았습니다. Welham 박사는 조직이 인체에 의해 거부되지 않을 것이라고 확신합니다.
항암제는 파킨슨병 환자에게 도움이 될 수 있다
티싱가(또는 닐로티닙)는 백혈병 증상이 있는 사람들을 치료하는 데 일반적으로 사용되는 테스트를 거쳐 승인된 약입니다. 그러나 조지타운 대학 의료 센터의 새로운 연구에 따르면 타싱가(Tasinga)라는 약물이 파킨슨병 환자의 운동 증상을 조절하고 운동 기능을 개선하며 질병의 비운동 증상을 조절하는 데 매우 강력한 치료법이 될 수 있는 것으로 나타났습니다.
이번 연구를 주도한 의사 중 한 명인 페르난도 파간(Fernando Pagan)은 닐로티닙 치료법이 파킨슨병과 같은 신경퇴행성 질환 환자의 인지 및 운동 기능 저하를 줄이는 최초의 효과적인 치료법이 될 수 있다고 믿습니다.
과학자들은 6개월 동안 12명의 지원 환자에게 증가된 용량의 닐로티닙을 투여했습니다. 이 약물 시험을 완료한 12명의 환자 모두 운동 기능이 개선되었습니다. 그 중 10개는 상당한 개선을 보였습니다.
이 연구의 주요 목적은 인간을 대상으로 닐로티닙의 안전성과 무해성을 테스트하는 것이었습니다. 사용된 약물의 용량은 백혈병 환자에게 일반적으로 투여되는 용량보다 훨씬 적었습니다. 약물의 효과가 입증되었음에도 불구하고, 이 연구는 대조군의 참여 없이 소수의 사람들을 대상으로 계속 진행되었습니다. 따라서 타싱가가 파킨슨병 치료제로 사용되기 위해서는 앞으로 몇 가지 더 많은 임상시험과 과학적 연구가 이루어져야 할 것이다.
세계 최초의 3D 프린팅 흉곽
지난 몇 년 동안 3D 프린팅 기술은 다양한 분야로 발전하여 놀라운 발견, 개발 및 새로운 제조 방법을 이끌어냈습니다. 2015년 스페인 살라망카 대학병원 의사들은 환자의 손상된 흉곽을 새로운 3D 프린팅 보철물로 교체하는 세계 최초의 수술을 수행했습니다.
그 남자는 희귀한 육종을 앓고 있었고 의사들은 다른 선택의 여지가 없었습니다. 종양이 몸 전체로 더 퍼지는 것을 방지하기 위해 전문가들은 환자의 흉골 전체를 거의 제거하고 뼈를 티타늄 임플란트로 교체했습니다.
일반적으로 골격의 큰 부분을 위한 임플란트는 시간이 지남에 따라 마모될 수 있는 다양한 재료로 만들어집니다. 또한 일반적으로 각 개인의 경우에 고유한 흉골만큼 복잡한 뼈를 교체하려면 의사가 환자의 흉골을 주의 깊게 스캔하여 올바른 크기의 임플란트를 디자인해야 했습니다.
을 사용하기로 결정되었습니다. 고정밀 3D CT 스캔을 수행한 후 과학자들은 130만 달러 규모의 Arcam 프린터를 사용하여 새로운 티타늄 흉곽을 만들었습니다. 환자에게 새로운 흉골을 설치하는 수술은 성공적이었고 환자는 이미 전체 재활 과정을 마쳤습니다.
피부세포부터 뇌세포까지
캘리포니아 주 라호야에 있는 솔크 연구소(Salk Institute)의 과학자들은 지난 1년 동안 인간의 뇌를 연구해 왔습니다. 그들은 피부 세포를 뇌 세포로 변환하는 방법을 개발했으며 이미 새로운 기술에 대한 몇 가지 유용한 응용 프로그램을 발견했습니다.
과학자들은 피부 세포를 오래된 뇌 세포로 바꾸는 방법을 찾았습니다. 이를 통해 알츠하이머병과 파킨슨병 및 노화 효과와의 관계에 대한 연구 등에서 피부 세포를 더 쉽게 사용할 수 있습니다. 역사적으로 동물의 뇌세포는 그러한 연구에 사용되어 왔지만 과학자들은 그들이 할 수 있는 일에 제한이 있었습니다.
비교적 최근에 과학자들은 줄기세포를 연구에 사용할 수 있는 뇌세포로 전환할 수 있었습니다. 그러나 이는 다소 노동 집약적인 과정이며, 생성된 세포는 노인의 뇌 기능을 모방할 수 없습니다.
연구자들은 뇌 세포를 인공적으로 생성하는 방법을 개발한 후 세로토닌을 생산할 수 있는 능력을 가진 뉴런을 만드는 데 노력을 기울였습니다. 그리고 생성된 세포는 인간 두뇌의 능력에 비해 아주 작은 부분에 불과하지만 과학자들이 자폐증, 정신분열증, 우울증과 같은 질병 및 장애에 대한 연구와 치료법을 찾는 데 적극적으로 도움을 줍니다.
남성용 피임약
오사카에 있는 미생물 질병 연구소의 일본 과학자들은 새로운 과학 논문을 발표했는데, 이에 따르면 가까운 시일 내에 실제로 작동하는 남성용 피임약을 생산할 수 있을 것입니다. 과학자들은 연구에서 타크로리무스와 Cixlosporin A라는 약물에 대한 연구를 설명합니다.
이러한 약물은 일반적으로 장기 이식 수술 후에 신체의 면역체계를 억제하여 새로운 조직을 거부하지 않도록 사용됩니다. 차단은 남성 정액에서 일반적으로 발견되는 PPP3R2 및 PPP3CC 단백질을 포함하는 칼시뉴린 효소의 생성을 억제함으로써 발생합니다.
실험실 쥐를 대상으로 한 연구에서 과학자들은 설치류가 충분한 PPP3CC 단백질을 생산하지 않으면 생식 기능이 급격히 감소한다는 사실을 발견했습니다. 이로 인해 연구자들은 이 단백질의 양이 부족하면 불임으로 이어질 수 있다는 결론에 도달했습니다. 좀 더 면밀한 연구 끝에 전문가들은 이 단백질이 정자 세포에 유연성을 제공하고 난막을 관통하는 데 필요한 힘과 에너지를 제공한다는 결론을 내렸습니다.
건강한 쥐를 대상으로 한 테스트에서는 그 발견이 확인되었습니다. 타크로리무스와 시클로스포린 A라는 약물을 사용한 지 5일 만에 쥐의 불임이 완전히 발생했습니다. 그러나 이들의 생식 기능은 약물 투여를 중단한 지 일주일 만에 완전히 회복됐다. 칼시뉴린은 호르몬이 아니므로 약물을 사용해도 신체의 성욕이나 흥분성이 전혀 감소하지 않는다는 점에 유의하는 것이 중요합니다.
유망한 결과에도 불구하고 실제 남성용 피임약을 만드는 데는 몇 년이 걸릴 것입니다. 마우스 연구의 약 80%는 인간 사례에 적용할 수 없습니다. 그러나 과학자들은 약물의 효과가 입증되었기 때문에 여전히 성공을 희망하고 있습니다. 또한, 유사한 약물은 이미 인간 대상 임상 시험을 통과하여 널리 사용되고 있습니다.
DNA 스탬프
3D 프린팅 기술은 DNA 프린팅 및 판매라는 독특한 새로운 산업의 출현을 가져왔습니다. 사실, 여기서 "인쇄"라는 용어는 상업적인 목적으로 사용되는 것이지 이 분야에서 실제로 일어나는 일을 반드시 설명하는 것은 아닙니다.
Cambrian Genomics의 전무이사는 이 과정을 "인쇄"보다는 "오류 검사"라는 표현으로 가장 잘 설명한다고 설명합니다. 수백만 개의 DNA 조각을 작은 금속 기판 위에 놓고 컴퓨터로 스캔하여 결국 DNA 가닥의 전체 서열을 구성하게 될 가닥을 선택합니다. 그 후, 레이저로 필요한 연결을 조심스럽게 잘라내고 고객이 사전 주문한 새 체인에 배치합니다.
Cambrian과 같은 회사는 미래에는 사람들이 특별한 컴퓨터 하드웨어와 소프트웨어를 사용하여 단지 재미로 새로운 유기체를 만들 수 있을 것이라고 믿습니다. 물론 그러한 가정은 이러한 연구와 기회의 윤리적 정확성과 실질적인 이점을 의심하는 사람들의 의로운 분노를 즉시 유발할 것이지만 조만간 우리가 원하든 원하지 않든 이에 도달하게 될 것입니다.
현재 DNA 프린팅은 의료 분야에서 유망한 잠재력을 보여주고 있습니다. 의약품 제조업체와 연구 회사는 Cambrian과 같은 회사의 초기 고객 중 하나입니다.
스웨덴 카롤린스카 연구소(Karolinska Institute)의 연구원들은 더 나아가 DNA 사슬로부터 다양한 형상을 만들기 시작했습니다. DNA 종이접기(DNA origami)라고 불리는 기술은 언뜻 보면 단순한 애지중지처럼 보일 수 있지만, 이 기술은 실용적인 활용 가능성도 있습니다. 예를 들어, 약물을 체내로 전달하는 데 사용될 수 있습니다.
살아있는 유기체의 나노봇
로봇 공학 분야는 2015년 초 샌디에이고 캘리포니아 대학교 연구팀이 살아있는 유기체 내부에서 의도한 작업을 수행하는 나노봇을 사용하여 최초의 성공적인 테스트를 수행했다고 발표하면서 큰 승리를 거두었습니다.
이 경우 살아있는 유기체는 실험용 쥐였습니다. 동물 내부에 나노봇을 배치한 후, 마이크로머신은 설치류의 위장으로 가서 그 위에 놓인 미세한 금 입자인 화물을 운반했습니다. 절차가 끝날 때까지 과학자들은 쥐의 내부 장기에 어떠한 손상도 발견하지 못했고 이를 통해 나노봇의 유용성, 안전성 및 효율성을 확인했습니다.
추가 테스트에서는 단순히 음식과 함께 주입된 금 입자보다 나노봇이 전달한 금 입자가 위장에 더 많이 남아 있는 것으로 나타났습니다. 이로 인해 과학자들은 미래의 나노봇이 전통적인 투여 방법보다 훨씬 더 효율적으로 필요한 약물을 신체에 전달할 수 있을 것이라고 믿게 되었습니다.
소형 로봇의 모터 체인은 아연으로 만들어졌습니다. 신체의 산-염기 환경과 접촉하면 화학 반응이 일어나 수소 기포가 생성되어 나노봇 내부를 추진하게 됩니다. 일정 시간이 지나면 나노봇은 위의 산성 환경에 용해됩니다.
이 기술은 거의 10년 동안 개발되어 왔지만 과학자들이 이전에 여러 번 수행했던 것처럼 일반 페트리 접시가 아닌 생활 환경에서 실제로 테스트할 수 있었던 것은 2015년이 되어서였습니다. 미래에는 나노봇을 사용하여 개별 세포를 원하는 약물에 노출시켜 내부 장기의 다양한 질병을 식별하고 심지어 치료할 수도 있습니다.
주사 가능한 뇌 나노 임플란트
하버드 과학자 팀이 마비를 초래하는 다양한 신경퇴행성 질환을 치료할 수 있는 임플란트를 개발했습니다. 임플란트는 보편적인 프레임(메시)으로 구성된 전자장치로, 환자의 뇌에 삽입한 뒤 다양한 나노소자를 연결할 수 있다. 임플란트 덕분에 뇌의 신경 활동을 모니터링하고 특정 조직의 기능을 자극하며 뉴런 재생을 가속화하는 것이 가능해졌습니다.
전자 메시는 교차점을 상호 연결하는 전도성 폴리머 필라멘트, 트랜지스터 또는 나노 전극으로 구성됩니다. 메시의 거의 전체 영역은 구멍으로 구성되어 있어 살아있는 세포가 그 주위에 새로운 연결을 형성할 수 있습니다.
2016년 초까지 하버드 과학자 팀은 여전히 그러한 임플란트 사용의 안전성을 테스트하고 있었습니다. 예를 들어, 16개의 전기 부품으로 구성된 장치를 사용하여 두 마리의 쥐를 뇌에 이식했습니다. 이 장치는 특정 뉴런을 모니터링하고 자극하는 데 성공적으로 사용되었습니다.
테트라히드로칸나비놀의 인공 생산
수년 동안 마리화나는 진통제, 특히 암 및 AIDS 환자의 상태를 개선하기 위해 의학에서 사용되었습니다. 마리화나의 합성 대체물 또는 마리화나의 주요 정신 활성 성분인 테트라히드로칸나비놀(또는 THC)도 의학에서 적극적으로 사용됩니다.
그러나 도르트문트 공과대학교의 생화학자들은 THC를 생산하는 새로운 유형의 효모를 개발했다고 발표했습니다. 더욱이, 미공개 데이터에 따르면 동일한 과학자들이 마리화나의 또 다른 향정신성 성분인 칸나비디올을 생산하는 또 다른 유형의 효모를 만들었다는 사실이 밝혀졌습니다.
마리화나에는 연구자들이 관심을 갖는 여러 분자 화합물이 포함되어 있습니다. 따라서 이러한 구성 요소를 대량으로 생성하는 효과적인 인공 방법의 발견은 의학에 엄청난 이점을 가져올 수 있습니다. 그러나 현재는 기존 방식으로 식물을 재배한 후 필요한 분자화합물을 추출하는 방법이 가장 효과적인 방법이다. 현대 마리화나 품종의 건조 질량 중 최대 30%에 원하는 THC 성분이 포함될 수 있습니다.
그럼에도 불구하고 도르트문트 과학자들은 앞으로 THC를 추출하는 보다 효율적이고 빠른 방법을 찾을 수 있을 것이라고 확신합니다. 이제 생성된 효모는 단순 당류 대신 선호되는 동일한 곰팡이 분자에서 다시 자라납니다. 이 모든 것이 새로운 효모 배치마다 유리 THC 성분의 양이 감소한다는 사실로 이어집니다.
미래에 과학자들은 공정을 최적화하고 THC 생산을 최대화하며 산업 규모로 확장하여 궁극적으로 마리화나 자체를 재배하지 않고 THC를 생산하는 새로운 방법을 찾고 있는 의학 연구 및 유럽 규제 기관의 요구를 충족시킬 것을 약속합니다.
1895년 11월 8일 실험 중에 빌헬름 뢴트겐은 방사선을 발견했고, 이를 X선이라고 명명했으며 나중에는 과학자의 이름을 따서 X선이라고 명명했습니다. 엑스레이 장비의 발명은 의학 연구의 획기적인 발전으로 수많은 질병과 외상 상태를 진단할 수 있게 되었습니다. 현대 세계에서 의학의 발전은 엄청난 속도로 진행되고 있습니다. 과학자와 의사는 인간을 치료하고 환자의 삶의 질을 향상시키는 획기적인 장치를 발명해 왔습니다. 오늘 우리는 현대 의학에서 가장 중요한 10가지 발명품을 선택하기로 결정했습니다.
X선 컴퓨터 단층촬영
컴퓨터 단층촬영은 물체의 내부 구조를 층별로 비파괴적으로 검사하는 방법으로, 1972년 이 개발로 노벨상을 받은 Godfrey Hounsfield와 Allan Cormack이 제안했습니다. 이 방법은 서로 다른 밀도의 조직에 의한 X선 방사선 감쇠 차이의 측정 및 복잡한 컴퓨터 처리를 기반으로 합니다.
현대 컴퓨터 단층촬영은 복잡한 소프트웨어 및 하드웨어 복합체입니다. 초고감도 검출기는 매질을 통과하는 X선 방사선을 등록하는 데 사용됩니다.
AbioCor 인공심장
2001년 7월, 켄터키의 외과 의사들은 차세대 인공 심장을 환자에게 이식할 수 있었습니다. 이것은 AbioCor라는 놀라운 새 장치입니다. AbioCor는 Abiomed가 개발하여 심부전으로 고통받는 사람에게 이식되었습니다. 이 장치 이전에도 인공심장이라는 장치가 발명됐지만, 이를 이식한 사람은 거대한 콘솔에 연결돼 누워 지내야 했다. AbioCor는 현대 의학에서 획기적인 발전을 이루었습니다. 추가 튜브나 와이어 없이 인체 내부에서 완전히 자율적으로 존재합니다.
카메라가 장착된 태블릿
카메라가 장착된 태블릿은 초기 단계의 암 진단을 위해 특별히 제작되었습니다. 이 장치를 사용하면 제한된 공간에서도 고품질 컬러 이미지를 얻을 수 있습니다. 태블릿에 설치된 카메라는 식도암 징후를 기록할 수 있으며, 크기는 대략 성인 손톱 너비지만 길이는 두 배 정도 된다. 이 정제는 또한 다른 발견들과 함께 현대 의학에서 가장 중요한 발명품이 되었습니다.
바이오닉 팔 iLIMB
현대 의학의 세계적 발견은 2007년 David Glow에 의해 이루어졌습니다. iLIMB 생체 공학 손은 개별적으로 기계화된 5개의 손가락이 장착된 세계 최초의 의수입니다. 생체 공학적 손을 가진 사람들은 다양한 모양의 물체를 잡을 수 있는 능력을 가지고 있습니다. 생체 공학 팔의 각 부분에는 자체 별도의 제어 시스템이 포함되어 있습니다.
석영 램프
석영 램프는 석영 유리 전구가 있는 전기 램프입니다. 이 램프는 광열 에너지의 방향성 복사를 생성하기 위해 만들어졌습니다. 수은 석영 램프도 있습니다. 이것은 자외선을 방출하는 수은이 첨가된 가스 방전 램프입니다. 이러한 램프는 방, 물건 및 음식을 소독하기 위해 만들어졌습니다. 석영 램프는 특히 염증성 질환에 대한 일반 및 강내 조사를 위해 특별히 설계된 의학에서 자주 사용됩니다. 의료, 치료 및 예방, 요양소 리조트 기관 및 권장 사항에 따라 집에서 이비인후과에 사용됩니다. 치료, 수술, 치과, 근골격계 질환 및 부상, 피부 질환에 사용됩니다.
외골격 eLEGS
eLEGS 외골격은 현대 의학에서 가장 인상적이고 야심찬 발명품 중 하나입니다. 이 장치는 사용이 매우 간편하여 환자가 병원뿐만 아니라 집에서도 착용할 수 있습니다. 장치 자체를 사용하면 서고, 걷고, 계단을 오를 수 있습니다. 이 장치는 근골격계 질환 및 기타 질병으로 고통받는 환자의 삶을 더 쉽게 만드는 데 획기적인 발전이 되었습니다.
인공망막
인공 망막은 현대 의학에서 가장 놀라운 발전 중 하나입니다. 이 발명은 시각 장애인에게 볼 수 있는 능력을 부여한 최초의 장치이기 때문입니다. 한 실험에서, 유전성 망막 이영양증으로 인해 시력을 잃은 세 명의 환자에게 인공 망막이 시력을 부분적으로 회복시켰습니다. 현재 인공망막은 매년 여러 나라의 과학자들에 의해 개선되고 있으며, 환자들에게 인공망막 이식술이 시행되고 있습니다. 작동 원리에 따르면 인공 망막은 실제 망막과 유사합니다. 광선이 반도체에 닿으면 전기 전압이 생성되며, 이는 시각 신호로 뇌에 전달되고 이미지 형태로 인식되어야 합니다.
자기공명영상
자기공명영상(MRI)은 의학계의 세계적인 발견입니다. 자기공명영상 촬영을 할 수 있는 장비입니다. 단층촬영을 사용하면 뇌, 척수 및 기타 내부 장기의 고품질 이미지를 얻을 수 있습니다. 현대 MRI 기술은 인체에 개입하지 않고 장기 기능을 검사합니다. MRI를 사용하면 혈류 속도, 뇌척수액의 흐름을 측정하고, 조직의 확산 수준을 결정하고, 이 피질 영역이 담당하는 기관의 기능 중 대뇌 피질의 활성화를 확인할 수 있습니다. 그리고 훨씬 더. MRI의 도움으로 이제 인체의 거의 모든 이상을 확인할 수 있습니다.
현대 의학은 암, HIV, 적응성 박테리아 및 하이브리드 바이러스와 같은 20세기의 가장 끔찍한 도전에 아직 대응하지 못했지만 진행 중인 연구의 지평은 만병통치약이 달성 가능하다는 희망을 줍니다. 오늘날 과학 연구는 인간 행동의 약물 교정에 대한 심리 치료의 꿈과 교차하고, 제약 화학을 대체하는 장치에 도달하며, 난치병에 대한 처방이 DNA 분자에 암호화되어 있는 유전자 보고에 도달합니다. 가까운 미래에는 바늘 없이 주사를 맞고, 인종차별 방지 약을 복용하고, 버튼 클릭 한 번으로 두통을 완화하고, 태아기 단계에서 다운증후군을 치료하는 것이 가능해질 것입니다. 다음은 우리의 삶을 더 좋게 만들거나 완전히 다르게 만들 것을 약속하는 현대 의학의 획기적인 목록입니다.
