Pag-hack sa kinaiyahan

Ang kinaiyahan mismo makatudlo kanato unsaon pag-hack ngadto sa kinaiyahan, sama sa mga putyukan, diin si Mark Mescher ug Consuelo De Moraes sa ETH sa Zurich nakamatikod nga sila batid nga nikaon sa mga dahon aron "madasig" ang mga tanum nga mamulak.

Makaiikag, ang mga pagsulay sa pagsundog niining mga pagtambal sa mga insekto sa among mga pamaagi wala molampos, ug ang mga siyentipiko karon naghunahuna kung ang sekreto sa epektibo nga pagkadaot sa mga insekto sa mga dahon anaa sa talagsaon nga sumbanan nga ilang gigamit, o tingali sa pagpaila sa pipila ka mga substansiya sa mga buyog. Sa uban mga natad sa biohacking bisan pa, mas maayo ang among nahimo.

Pananglitan, ang mga inhenyero bag-o lang nakadiskobre kung giunsa himoon ang spinach ngadto sa environmental sensory systemnga makapaalerto kanimo sa presensya sa mga pabuto. Niadtong 2016, ang chemical engineer nga si Ming Hao Wong ug ang iyang team sa MIT nag-transplant og carbon nanotubes ngadto sa mga dahon sa spinach. mga timailhan sa mga eksplosibodiin ang tanum nga masuhop pinaagi sa hangin o sa tubig sa yuta, gihimo nanotubes nagpagawas ug fluorescent signal. Aron makuha ang ingon nga signal gikan sa pabrika, usa ka gamay nga infrared camera ang gipunting sa dahon ug gilakip sa usa ka chip sa Raspberry Pi. Kung nakamatikod ang camera og signal, nag-trigger kini og alert sa email. Human sa pagpalambo sa nanosensors sa spinach, Wong nagsugod sa pagpalambo sa uban nga mga aplikasyon alang sa teknolohiya, ilabi na sa agrikultura sa pagpasidaan sa hulaw o peste.

ang panghitabo sa bioluminescence, pananglitan. sa nukos, sakyan ug uban pang mga mananap sa dagat. Gipresentar sa Pranses nga tigdesinyo nga si Sandra Rey ang bioluminescence isip usa ka natural nga paagi sa suga, nga mao, ang paghimo sa "buhi" nga mga parol nga nagpagawas sa kahayag nga wala’y kuryente (2). Si Ray ang nagtukod ug CEO sa Glowee, usa ka kompanya sa suga nga bioluminescent. Iyang gitagna nga usa ka adlaw ila nang ilisan ang naandang electric street lighting.

2. Glowee Lighting Visualization

Alang sa paghimo sa kahayag, ang mga teknisyan sa Glowee nag-apil bioluminescence nga gene nakuha gikan sa Hawaiian cuttlefish ngadto sa E. coli bacteria, ug unya ilang gipatubo kini nga mga bakterya. Pinaagi sa pagprograma sa DNA, makontrol sa mga inhenyero ang kolor sa suga kung kini mapalong ug mag-on, ingon man ang daghang uban pang mga pagbag-o. Kini nga mga bakterya dayag nga kinahanglan nga atimanon ug pakan-on aron magpabilin nga buhi ug masanag, mao nga ang kompanya nagtrabaho aron mapadayon ang suga. Sa pagkakaron, matod ni Rey sa Wired, aduna silay usa ka sistema nga nagdagan sulod sa unom ka adlaw. Ang kasamtangang limitado nga lifespan sa mga luminaires nagpasabot nga sa pagkakaron sila kasagaran angay alang sa mga panghitabo o mga pista.

Mga binuhi nga adunay mga electronic backpack

Mahimo nimong tan-awon ang mga insekto ug pagsulay sa pagsundog kanila. Mahimo usab nimo nga sulayan ang "pag-hack" kanila ug gamiton kini ingon… miniature nga mga drone. Ang mga bumblebee adunay mga "backpacks" nga adunay mga sensor, sama sa gigamit sa mga mag-uuma sa pagmonitor sa ilang mga umahan (3). Ang problema sa microdrones mao ang gahum. Walay ingon nga problema sa mga insekto. Naglupad sila nga walay kakapoy. Gikarga sa mga inhenyero ang ilang "bagahe" nga adunay mga sensor, memorya alang sa pagtipig sa datos, mga tigdawat alang sa pagsubay sa lokasyon ug mga baterya alang sa pagpaandar sa mga elektroniko (nga mao, labi ka gamay nga kapasidad) - ang tanan nagtimbang sa 102 milligrams. Samtang ang mga insekto nagpadayon sa ilang adlaw-adlaw nga mga kalihokan, ang mga sensor nagsukod sa temperatura ug humidity, ug ang ilang posisyon gisubay gamit ang signal sa radyo. Human sa pagbalik sa hive, ang data ma-download ug ang baterya gi-charge sa wireless. Ang grupo sa mga siyentipiko nagtawag sa ilang teknolohiya nga Living IoT.

3. Live IoT, nga usa ka bumblebee nga adunay electronic system sa likod niini

Zoologist sa Max Planck Institute for Ornithology. Martin Wikelski nakahukom sa pagsulay sa popular nga pagtuo nga ang mga mananap adunay kinaiyanhon nga abilidad sa pagbati sa umaabot nga mga katalagman. Gipangunahan ni Wikelski ang internasyonal nga proyekto sa pagpamati sa hayop, ICARUS. Ang tagsulat sa disenyo ug panukiduki nakabaton ug kabantog sa dihang iyang gilakip GPS beacon mga mananap (4), dako ug gamay, aron matun-an ang impluwensya sa mga panghitabo sa ilang kinaiya. Gipakita sa mga siyentista, lakip sa ubang mga butang, nga ang pagtaas sa presensya sa puti nga mga cigueña mahimong timailhan sa pagdagsang sa dulon, ug ang lokasyon ug temperatura sa lawas sa mallard duck mahimong timailhan sa pagkaylap sa avian influenza sa mga tawo.

4. Martin Wikelski ug ang transmitter stork

Karon gigamit ni Wikelski ang mga kanding aron mahibal-an kung adunay usa ka butang sa karaang mga teorya nga "nahibal-an" sa mga hayop bahin sa umaabot nga mga linog ug pagbuto sa bulkan. Diha-diha dayon human sa dako nga 2016 Norcia linog sa Italy, Wikelski collared kahayupan duol sa epicenter sa pagtan-aw kon sila migawi lahi sa atubangan sa shocks. Ang matag kwelyo adunay duha GPS tracking devicesama sa usa ka accelerometer.

Gipasabut niya sa ulahi nga sa ingon nga pag-monitor sa tibuuk nga orasan, posible nga mailhan ang "normal" nga pamatasan ug unya pangitaon ang mga abnormalidad. Si Wikelski ug ang iyang grupo nakamatikod nga ang mga mananap miuswag sa ilang pagpatulin sa mga oras sa wala pa ang linog. Naobserbahan niya ang "mga panahon sa pasidaan" gikan sa 2 hangtod 18 ka oras, depende sa gilay-on gikan sa sentro sa linog. Si Wikelski nag-aplay alang sa usa ka patente alang sa usa ka sistema sa pasidaan sa katalagman base sa kolektibong pamatasan sa mga hayop nga may kalabotan sa usa ka baseline.

Pagpauswag sa kahusayan sa photosynthesis

Ang yuta buhi tungod kay kini nagtanom sa tibuok kalibutan pagpagawas sa oksiheno isip usa ka produkto sa photosynthesisug ang uban niini nahimong dugang nga masustansya nga mga pagkaon. Bisan pa, ang photosynthesis dili hingpit, bisan pa sa daghang milyon nga mga tuig sa ebolusyon. Ang mga tigdukiduki sa Unibersidad sa Illinois nagsugod na sa pagtrabaho sa pagtul-id sa mga depekto sa photosynthesis, nga ilang gituohan nga makadugang sa abot sa abot hangtod sa 40 porsyento.

Nagtutok sila sa usa ka proseso nga gitawag og photorespirationnga dili kaayo bahin sa photosynthesis isip sangputanan niini. Sama sa daghang mga biolohikal nga proseso, ang photosynthesis dili kanunay molihok nga hingpit. Atol sa photosynthesis, ang mga tanom mokuha ug tubig ug carbon dioxide ug himoon kini nga mga asukar (pagkaon) ug oksiheno. Ang mga tanum wala magkinahanglan og oxygen, mao nga kini gikuha.

Gilain sa mga tigdukiduki ang usa ka enzyme nga gitawag ug ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (RuBisCO). Kini nga complex sa protina nagbugkos sa usa ka molekula sa carbon dioxide ngadto sa ribulose-1,5-bisphosphate (RuBisCO). Sulod sa mga siglo, ang atmospera sa Yuta nahimong mas oxidized, nga nagpasabot nga ang RuBisCO kinahanglang atubangon ang mas daghang molekula sa oksiheno nga gisagol sa carbon dioxide. Sa usa sa upat ka mga kaso, ang RuBisCO nasayop sa pagkuha sa usa ka molekula sa oksiheno, ug kini makaapekto sa performance.

Tungod sa pagkadili hingpit niini nga proseso, ang mga tanum nabiyaan sa makahilo nga mga produkto sama sa glycolate ug ammonia. Ang pagproseso sa kini nga mga compound (pinaagi sa photorespiration) nanginahanglan kusog, nga gidugang sa mga pagkawala nga resulta sa pagkawalay kaarang sa photosynthesis. Ang mga tagsulat sa pagtuon nakamatikod nga ang bugas, trigo ug soybeans kulang tungod niini, ug ang RuBisCO mahimong dili kaayo tukma sa pagtaas sa temperatura. Nagpasabot kini nga samtang nagkakusog ang pag-init sa kalibutan, mahimong adunay pagkunhod sa suplay sa pagkaon.

Kini nga solusyon kabahin sa usa ka programa nga gitawag og (RIPE) ug naglakip sa pagpaila sa bag-ong mga gene nga makahimo sa photorespiration nga mas paspas ug mas episyente sa enerhiya. Naghimo ang team og tulo ka alternatibong mga agianan gamit ang bag-ong genetic sequence. Kini nga mga agianan gi-optimize alang sa 1700 nga lainlaing mga species sa tanum. Sulod sa duha ka tuig, gisulayan sa mga siyentipiko kini nga mga han-ay gamit ang giusab nga tabako. Kini usa ka komon nga tanum sa siyensya tungod kay ang genome niini maayo kaayo nga nasabtan. Dugang pa Episyente nga mga agianan alang sa photorespiration tugoti ang mga tanom nga makadaginot ug dakong kantidad sa enerhiya nga magamit alang sa ilang pagtubo. Ang sunod nga lakang mao ang pagpaila sa mga gene sa mga tanum nga pagkaon sama sa soybeans, beans, bugas ug kamatis.

Artipisyal nga mga selula sa dugo ug mga gene clipping

Pag-hack sa kinaiyahan kini modala sa katapusan ngadto sa tawo sa iyang kaugalingon. Sa miaging tuig, ang mga siyentista sa Japan nagtaho nga nakahimo sila ug artipisyal nga dugo nga magamit sa bisan kinsa nga pasyente, bisan unsa pa ang tipo sa dugo, nga adunay daghang aplikasyon sa tinuod nga kinabuhi sa tambal sa trauma. Di pa dugay, ang mga siyentista nakahimog mas dakong kauswagan pinaagi sa paghimog sintetikong pulang selula sa dugo (5). Kini artipisyal nga mga selula sa dugo dili lamang sila nagpakita sa mga kabtangan sa ilang natural nga mga katugbang, apan usab adunay gipalambo nga mga kapabilidad. Ang usa ka team gikan sa University of New Mexico, Sandia National Laboratory, ug South China Polytechnic University nakamugna ug pula nga mga selula sa dugo nga dili lamang makadala ug oksiheno ngadto sa lain-laing bahin sa lawas, kondili makahatag usab ug mga droga, makabati sa mga hilo, ug makahimo sa ubang mga buluhaton. .

5. Sintetikong selula sa dugo

Ang proseso sa paghimo sa artipisyal nga mga selula sa dugo gisugdan kini sa natural nga mga selula nga una nga gitabonan sa usa ka nipis nga layer sa silica ug dayon sa mga lut-od sa positibo ug negatibo nga mga polimer. Ang silica dayon gikulit ug sa katapusan ang nawong gitabonan sa natural nga erythrocyte membrane. Misangpot kini sa pagmugna sa mga artipisyal nga erythrocyte nga adunay gidak-on, porma, bayad ug mga protina sa nawong nga susama sa tinuod.

Dugang pa, gipakita sa mga tigdukiduki ang pagka-flexible sa bag-ong naporma nga mga selula sa dugo pinaagi sa pagduso kanila sa gagmay nga mga kal-ang sa mga capillaries sa modelo. Sa katapusan, kung gisulayan sa mga ilaga, wala’y nakit-an nga makahilo nga epekto bisan pagkahuman sa 48 oras nga sirkulasyon. Ang mga pagsulay nagkarga niini nga mga selyula og hemoglobin, mga tambal nga kontra-kanser, mga sensor sa toxicity, o mga magnetic nanoparticle aron ipakita nga mahimo silang magdala sa lainlaing mga lahi sa mga singil. Ang artipisyal nga mga selula mahimo usab nga paon alang sa mga pathogen.

Pag-hack sa kinaiyahan kini sa katapusan modala ngadto sa ideya sa genetic nga pagtul-id, pag-ayo ug engineering sa mga tawo, ug ang pag-abli sa utok interface alang sa direkta nga komunikasyon tali sa utok.

Sa pagkakaron, adunay daghang kabalaka ug kabalaka bahin sa posibilidad sa pagbag-o sa genetic sa tawo. Ang mga argumento nga pabor lig-on usab, sama nga ang mga pamaagi sa pagmaniobra sa genetic makatabang sa pagwagtang sa sakit. Makawagtang sila sa daghang matang sa kasakit ug kabalaka. Makadugang sila sa kaalam ug taas nga kinabuhi sa mga tawo. Ang ubang mga tawo moingon nga mahimo nilang mabag-o ang sukod sa kalipay ug pagkamabungahon sa tawo pinaagi sa daghang mga order sa kadako.

Genetic nga Engineeringkung ang gipaabot nga mga sangputanan niini seryosohon, kini makita nga usa ka makasaysayan nga panghitabo, katumbas sa pagbuto sa Cambrian, nga nakapausab sa dagan sa ebolusyon. Kung ang kadaghanan sa mga tawo naghunahuna sa ebolusyon, sila naghunahuna sa biological nga ebolusyon pinaagi sa natural nga pagpili, apan ingon nga kini nahimo, ang ubang mga porma niini mahanduraw.

Sugod sa XNUMXs, ang mga tawo nagsugod sa pag-usab sa DNA sa mga tanum ug hayop (tan-awa usab: ), paglalang genetically modified nga mga pagkaonug uban pa Sa pagkakaron, tunga sa milyon nga mga bata ang matawo kada tuig sa tabang sa IVF. Nagkadaghan, kini nga mga proseso naglakip usab sa pagsunud sa mga embryo aron masusi ang mga sakit ug pagtino sa labing mabuhi nga embryo (usa ka porma sa genetic engineering, bisan kung wala’y aktuwal nga aktibo nga pagbag-o sa genome).

Sa pag-abot sa CRISPR ug susamang mga teknolohiya (6), nakita namo ang pag-uswag sa panukiduki sa paghimog tinuod nga mga kausaban sa DNA. Sa 2018, gibuhat ni He Jiankui ang una nga genetically modified nga mga bata sa China, diin siya gipadala sa prisohan. Kini nga isyu karon ang hilisgutan sa mabangis nga etikal nga debate. Sa 2017, giaprobahan sa US National Academy of Sciences ug sa National Academy of Medicine ang konsepto sa pag-edit sa genome sa tawo, apan "pagkahuman lamang sa pagpangita sa mga tubag sa mga pangutana sa kaluwasan ug pasundayag" ug "sa kaso lamang sa seryoso nga mga sakit ug ubos sa suod nga pagdumala. "

Ang punto sa panglantaw sa "mga masuso nga tigdesinyo", nga mao, ang pagdesinyo sa mga tawo pinaagi sa pagpili sa mga kinaiya nga kinahanglan ipanganak sa usa ka bata, hinungdan sa kontrobersiya. Dili kini gusto kay gituohan nga ang mga adunahan ug pribilihiyo lamang ang adunay access sa maong mga pamaagi. Bisan kung ang ingon nga disenyo imposible sa teknikal sa dugay nga panahon, mahimo pa kini genetic manipulasyon bahin sa pagtangtang sa mga gene alang sa mga depekto ug mga sakit dili klaro nga gisusi. Sa makausa pa, sama sa gikahadlokan sa kadaghanan, kini magamit ra sa pipila nga pinili.

Bisan pa, dili kini yano nga pagputol ug paglakip sa mga buton sama sa mga pamilyar sa CRISPR labi na gikan sa mga ilustrasyon sa prensa nga gihunahuna. Daghang kinaiya sa tawo ug pagkadaling mataptan sa sakit dili kontrolado sa usa o duha ka gene. Ang mga sakit gikan sa adunay usa ka gene, paghimo og mga kondisyon alang sa daghang liboan nga mga kapilian sa risgo, pagdugang o pagkunhod sa pagkadaling maapektuhan sa mga hinungdan sa kinaiyahan. Bisan pa, samtang daghang mga sakit, sama sa depresyon ug diabetes, polygenic, bisan ang pagputol sa indibidwal nga mga gene kanunay makatabang. Pananglitan, ang Verve naghimo og gene therapy nga nagpamenos sa pagkaylap sa sakit nga cardiovascular, usa sa mga nag-unang hinungdan sa kamatayon sa tibuok kalibutan. medyo gamay nga mga edisyon sa genome.

Alang sa komplikado nga mga buluhaton, ug usa niini polygenic nga basehan sa sakit, ang paggamit sa artificial intelligence bag-o lang nahimong resipe. Gibase kini sa mga kompanya sama sa usa nga nagsugod sa pagtanyag sa mga ginikanan og polygenic risk assessment. Dugang pa, ang sequenced genomic datasets nagkadako ug mas dako (ang uban adunay kapin sa usa ka milyon nga genome nga sequenced), nga makadugang sa katukma sa machine learning models sa paglabay sa panahon.

network sa utok

Sa iyang libro, si Miguel Nicolelis, usa sa mga pioneer sa gitawag karon nga "brain hacking," gitawag ang komunikasyon nga kaugmaon sa katawhan, ang sunod nga yugto sa ebolusyon sa atong mga espisye. Naghimo siya og panukiduki diin iyang gikonektar ang mga utok sa daghang mga ilaga gamit ang mga sopistikado nga implanted electrodes nga nailhan nga brain-brain interfaces.

Gihubit ni Nicolelis ug sa iyang mga kauban ang kalampusan ingon ang una nga "organic nga kompyuter" nga adunay buhi nga mga utok nga nalambigit nga ingon nga kini daghang mga microprocessor. Ang mga hayop sa kini nga network nakakat-on sa pag-synchronize sa elektrikal nga kalihokan sa ilang mga nerve cells sa parehas nga paagi nga ilang gibuhat sa bisan unsang indibidwal nga utok. Ang network nga utok gisulayan alang sa mga butang sama sa iyang abilidad sa pag-ila tali sa duha ka lain-laing mga pattern sa electrical stimuli, ug sila kasagaran labaw sa tagsa-tagsa nga mga mananap. Kung ang nagdugtong nga utok sa mga ilaga "mas maalamon" kaysa sa bisan unsang hayop, hunahunaa ang mga kapabilidad sa usa ka biolohikal nga supercomputer nga konektado sa utok sa tawo. Ang ingon nga network mahimong magtugot sa mga tawo nga magtrabaho tabok sa mga babag sa pinulongan. Usab, kung ang mga resulta sa pagtuon sa ilaga husto, ang networking sa utok sa tawo makapauswag sa performance, o ingon niini.

Adunay bag-o nga mga eksperimento, nga gihisgutan usab sa mga panid sa MT, nga naglakip sa paghiusa sa kalihokan sa utok sa usa ka gamay nga network sa mga tawo. Tulo ka mga tawo nga naglingkod sa lain-laing mga lawak nagtinabangay sa pag-orient sa block sa husto nga paagi aron kini mahimong tulay sa gintang tali sa ubang mga bloke sa usa ka Tetris-sama nga video game. Duha ka mga tawo nga nagsilbing "mga nagpadala," nga adunay mga electroencephalograph (EEG) sa ilang mga ulo nga nagrekord sa elektrikal nga kalihokan sa ilang mga utok, nakakita sa gintang ug nahibal-an kung ang bloke kinahanglan nga i-rotate aron mohaum. Ang ikatulo nga tawo, nga naglihok ingon nga "tigdawat", wala mahibal-an ang husto nga solusyon ug kinahanglan nga mosalig sa mga panudlo nga gipadala direkta gikan sa utok sa mga nagpadala. Usa ka kinatibuk-an nga lima ka mga grupo sa mga tawo ang gisulayan sa kini nga network, gitawag nga "BrainNet" (7), ug sa kasagaran nakab-ot nila ang kapin sa 80% nga katukma sa buluhaton.

7. Litrato gikan sa eksperimento sa BrainNet

Aron mahimong mas lisud ang mga butang, ang mga tigdukiduki usahay nagdugang kasaba sa signal nga gipadala sa usa sa mga nagpadala. Nag-atubang sa nagkasumpaki o dili klaro nga mga direksyon, ang mga nakadawat dali nga nakakat-on sa pag-ila ug pagsunod sa mas tukma nga mga panudlo sa nagpadala. Namatikdan sa mga tigdukiduki nga kini ang una nga taho nga daghang mga utok sa mga tawo ang na-wire sa usa ka hingpit nga dili invasive nga paagi. Nangatarungan sila nga ang gidaghanon sa mga tawo kansang mga utok mahimong ma-network halos walay kutub. Gisugyot usab nila nga ang pagpasa sa impormasyon gamit ang mga non-invasive nga pamaagi mahimong mapauswag pinaagi sa dungan nga brain activity imaging (fMRI), tungod kay kini posibleng makadugang sa gidaghanon sa impormasyon nga mahatag sa usa ka broadcaster. Bisan pa, ang fMRI dili usa ka dali nga pamaagi, ug kini makapakomplikado sa usa ka labi ka lisud nga buluhaton. Ang mga tigdukiduki usab nangagpas nga ang signal mahimong ipunting sa piho nga mga bahin sa utok aron mapukaw ang pagkahibalo sa piho nga sulud sa semantiko sa utok sa nakadawat.

Sa samang higayon, ang mga himan alang sa mas invasive ug tingali mas episyente nga koneksyon sa utok paspas nga nag-uswag. Elon Musk bag-o lang gipahibalo ang pagpalambo sa usa ka BCI implant nga adunay XNUMX nga mga electrodes aron makahimo sa halapad nga komunikasyon tali sa mga kompyuter ug mga selula sa nerbiyos sa utok. (DARPA) nakahimo og usa ka implantable neural interface nga makahimo sa dungan nga pagpabuto sa usa ka milyon nga mga selula sa nerbiyos. Bisan kung kini nga mga module sa BCI wala espesipikong gidisenyo aron mag-interoperate utok-utokdili lisud hunahunaon nga kini magamit alang sa ingon nga mga katuyoan.

Dugang pa sa ibabaw, adunay lain nga pagsabot sa "biohacking", nga mao ang uso ilabi na sa Silicon Valley ug naglangkob sa lain-laing mga matang sa wellness mga pamaagi uban sa usahay dubious siyentipikong pundasyon. Lakip kanila mao ang lain-laing mga diyeta ug ehersisyo teknik, ingon man usab sa incl. pag-abono sa batan-ong dugo, maingon man ang pag-implant sa subcutaneous chips. Niini nga kaso, ang mga adunahan naghunahuna sa usa ka butang sama sa "pag-hack sa kamatayon" o pagkatigulang. Sa pagkakaron, walay makapakombinsir nga ebidensiya nga ang mga paagi nga ilang gigamit makapalugway pag-ayo sa kinabuhi, wala pay labot ang pagka-imortal nga gipangandoy sa pipila.