Lengan R&D Pentagon, DARPA - kekuatan pendorong di balik Internet dan GPS - mereformasi dirinya sendiri tiga tahun lalu untuk menciptakan kantor baru yang didedikasikan untuk memecahkan rahasia dagang biologi. Kantor Teknologi Biologi (BTO) baru telah menetapkan sendiri tugas untuk "memanfaatkan kekuatan sistem biologis" dan mengembangkan teknologi pertahanan baru, tentu saja. Selama setahun terakhir, dengan anggaran hampir $ 300 juta, dia telah meneliti masalah peningkatan memori, simbiosis antara mesin dan manusia, serta mempercepat deteksi dan respons penyakit.
DARPA, atau Badan Proyek Penelitian Lanjutan Pertahanan, mengharapkan pengembalian yang kuat. Direktur BTO dan peneliti neuroprostetik Justin Sanchez mengatakan kepada Scientific American apa yang diharapkan dari departemennya pada tahun 2017, termasuk mengerjakan implan saraf untuk membantu orang sehat dalam kehidupan sehari-hari dan teknologi lain yang menurutnya akan "mengubah aturan main". obat. Ingin tahu apa yang sedang dilakukan oleh kantor terbaru Badan Pertahanan AS? Ya untukku. Mari kita dengarkan Sanchez.
Sebelum departemen Anda dibentuk pada April 2014, DARPA telah mengerjakan beberapa proyek biologi, termasuk penelitian resistensi antibiotik dan intervensi kesehatan mental. Apa yang berubah dengan pembuatan kantor Anda?
Kami telah melakukan pekerjaan biologis - di persimpangan antara biologi dan teknik - selama bertahun-tahun, tetapi pekerjaan itu telah tersebar di seluruh departemen kami yang lain. Kantor ini adalah pengakuan bahwa teknologi biologis akan memainkan peran penting tidak hanya dalam arah pergerakan negara kita, tetapi juga negara lain, jadi kami perlu memfokuskan upaya yang mencakup semua dan bergerak maju.
Saya sangat tertarik dengan BTO yang kuat untuk mengembangkan mikroba yang dapat diprogram untuk menghasilkan obat yang dibutuhkan dengan cepat - dan dengan demikian melewati masalah penimbunan obat yang dibutuhkan atau logistik transportasi yang kompleks. Kedengarannya luar biasa. Pada tahap apakah pekerjaan ini sekarang?
Program ini disebut "pengecoran hidup" - seolah-olah kita akan membuang sesuatu yang hidup. Secara tradisional, kami menggunakan kimia untuk membuat senyawa baru atau obat baru. Namun belakangan ini, kami menyadari bahwa mikroba seperti ragi dan bakteri juga dapat membuat senyawa, dan kami dapat memprogramnya untuk membuat senyawa tersebut dengan terlebih dahulu memahami jalur kimia mana yang mereka gunakan. Ambil ragi, misalnya. Ragi menggunakan gula dalam berbagai cara untuk membuat alkohol. Jika Anda memprogram ulang jejak ini, Anda dapat memaksa ragi untuk membuat banyak senyawa lain yang awalnya tidak mereka ketahui cara produksinya, dan kami masih akan menggunakan bahan mentah yang sama: gula.
Tim kami sedang mengembangkan kode genetik yang dapat digunakan untuk memprogram ulang ragi. Ide ini dapat mengubah proses manufaktur gabungan kami. Program ini bertugas memproduksi 1000 molekul baru selama program berlangsung (yang tiga tahun lagi) dan tim kami melakukannya dengan baik. Saya pikir mereka telah menghasilkan sekitar 100 senyawa baru yang diproduksi oleh ragi. Ini seperti mengambil biologi dan mengawinkannya dengan alat teknik dan kemudian menciptakan sesuatu dengannya.
Jadi, apakah Anda berada di awal jalur pembuatan koneksi?
Video promosi:
Iya. Mereka semua diproduksi dalam miligram, tetapi pada akhirnya program akan mulai memproduksi kilogramnya.
Jika kita dapat membuat pengecoran senyawa baru ini, kita dapat membalikkan pendekatan pembuatan obat dan non-medis, karena ini adalah platform. Apa pun hubungan yang Anda minati, ada banyak kemungkinan.
Bagaimana pemilihan presiden baru dan Kongres Republik mempengaruhi pekerjaan Anda?
Kami biasanya tidak terjebak dalam hal-hal seperti itu. Misi DARPA tetap tidak berubah terlepas dari iklim politiknya. Misi kami adalah menciptakan teknologi yang mengganggu keamanan nasional. Ini adalah tugas dan peran kita untuk berpikir jauh ke depan tentang sains dan teknologi. Saya pikir misi ini melampaui lanskap politik. Kami memiliki misi yang sangat ketat dan berusaha untuk mengamankan negara kami, jadi siklus pemilihan ini hanyalah salah satu dari banyak.
Proyek BTO mana yang paling Anda kagumi di tahun 2017?
Ini seperti dengan anak-anak - Anda tidak dapat memiliki satu hewan peliharaan. Saya punya banyak favorit. Izinkan saya membagikan beberapa yang akan menjadi sangat penting di tahun 2017. Pertama, ada area yang disebut “penyakit menular yang semakin parah”. Pendekatan kami saat ini, ketika patogen baru datang ke pantai kami, tidak terlalu efektif. Kami ingin selangkah lebih maju dari patogen apa pun yang mungkin muncul di lepas pantai kami dan bahkan dapat memprediksi pandemi. Kami sedang mengembangkan pendekatan baru untuk imunisasi menggunakan DNA dan RNA. Secara khusus, kami memikirkan tentang bagaimana asam nukleat membantu dalam imunisasi. Idenya adalah Anda dapat memberi tahu sel Anda untuk menghasilkan antibodi dengan kode yang benar yang akan efektif melawan patogen tertentu. Semuanya bermuarauntuk mengajari sel untuk merespons patogen - dan ini akan membuka bagi kita kekebalan instan terhadap patogen tertentu dan kemampuan untuk melawannya dengan pijakan yang sama.
Dibandingkan dengan cara tradisional dalam menangani penyakit menular, yang membutuhkan waktu berbulan-bulan - jika tidak bertahun-tahun - termasuk tidak hanya mengidentifikasi patogen, tetapi juga membuat vaksin dalam jumlah yang cukup, metode ini bisa jauh lebih cepat. Diperlukan pendekatan radikal dalam penciptaan teknologi fundamental ini, dalam penerapan pendekatan DNA dan RNA dalam memerangi penyakit menular. Saya harap kami memiliki sesuatu untuk diumumkan di tahun 2017.
Apa, misalnya, untuk dideklarasikan?
Kami sudah mendapatkan beberapa hasil yang cukup bagus dengan percobaan pada tikus, yang menunjukkan bahwa pendekatan asam nukleat bekerja dengan baik. Kami mulai melakukan eksperimen aman pada manusia. Ini adalah langkah pertama. Di tahun mendatang, kami akan mulai membuat program baru untuk platform ini. Kami tidak terburu-buru untuk membuat pernyataan, karena jika kami berhasil, itu pada dasarnya akan mengubah prinsip memerangi pernyataan yang menular.
Selama beberapa tahun terakhir, ada banyak desas-desus seputar prostesis dan eksoskeleton yang dikendalikan pikiran. Bagaimana BTO DARPA cocok dengan ruang ini?
Kami sangat bersemangat tentang bidang ini. Kami baru-baru ini mengirimkan dua gigi palsu Luke yang tersedia secara komersial, gigi palsu paling canggih di dunia. Ini adalah langkah besar dalam prostesis yang dikendalikan otak, tetapi kita tidak akan berhenti di situ.
Saya rasa di masa depan akan ada berbagai macam perangkat yang dapat dikontrol oleh aktivitas neuron, dan ini dapat dilakukan tidak hanya oleh korban, tetapi juga oleh orang biasa. Kami ingin menyerukan penggunaan teknologi saraf dalam kehidupan sehari-hari sejak tahun 2017.
Memang? Jenis aplikasi apa yang dapat digunakan orang sehat dalam kehidupan sehari-hari?
Saya sangat tertarik dengan bagaimana teknologi saraf dapat mengubah cara kita berinteraksi satu sama lain, cara kita berkomunikasi, dan bahkan membuat keputusan. Saya sedang memikirkan tentang bantuan kognitif. Ada banyak sekali ide tentang bagaimana membantu berbagai macam orang. Pintunya bisa terbuka begitu saja - dan ini hanyalah aplikasi paling sederhana dari teknologi semacam itu.
Baru-baru ini, DARPA melakukan penelitian yang dipublikasikan di jurnal Neuron, menyelidiki bahwa stimulasi otak dalam tidak meningkatkan daya ingat - dan bahkan memperburuknya. Tetapi penelitian sebelumnya yang dilakukan beberapa tahun lalu memiliki kesimpulan yang berlawanan: stimulasi meningkatkan daya ingat. Apa artinya ini bagi pekerjaan departemen Anda di bidang ini?
Neuroteknologi adalah area yang sangat luas di kantor kami. Kami telah membuat kemajuan besar dalam bidang medis dengan menunjukkan bahwa antarmuka saraf langsung (hubungan antara otak dan perangkat seperti neurostimulator, komputer, atau prostesis) dapat memulihkan pergerakan, sensasi, dan kesehatan dengan gangguan neuropsikiatri. Hebatnya, dengan segala perhatian pada banyak penelitian, banyak orang berpikir bahwa adalah mungkin untuk mengisolasi area penting otak, merangsangnya, dan secara ajaib mendapatkan respons. Tapi bukan ini masalahnya. Ketika Anda memetakan apa yang terjadi di otak, ternyata jika Anda tidak mengirimkan kode yang benar ke otak, Anda tidak akan mendapatkan peningkatan daya ingat dan bahkan bisa memperburuknya. Tetapi triknya adalah jika Anda mengirimkan kode yang benar, Anda akan mendapatkan peningkatan yang signifikan dalam memori deklaratif. Jadi ini pedang bermata dua. Diperlukan lebih banyak penelitian dalam penelitian otak generasi berikutnya.
Bisakah Anda menjelaskan apa yang Anda maksud dengan "kode"?
Kode adalah beberapa hal. Ini adalah penembakan tepat neuron individu. Katakanlah Anda memiliki 100 neuron dan semuanya menyala pada waktu yang berbeda di tempat yang berbeda - dan semua ini aktif dan nonaktif dapat diartikan sebagai mencoba mengingat kata "Nancy" atau "pohon". Kita dapat memahami apa arti pola aktivasi ini dan bagaimana hubungannya dengan dunia nyata. Semua sirkuit aktivasi saraf ini bersama-sama menghasilkan gelombang atau ritme otak, dan pada tingkat ini kita juga mempelajari otak. Penting untuk memahami semua sel otak yang berbeda ini karena begitulah cara kerjanya.
Departemen Anda juga memiliki program "biokronik" yang mengeksplorasi peran waktu dalam fungsi biologis dan upaya untuk mengelola efek waktu pada fisiologi manusia
Kami kehilangan begitu banyak karena kami tidak memahami biologi. Saya pikir pemahaman kita tentang biologi berkembang pesat. Dan kemampuan kita untuk berinteraksi dengan biologi menggunakan metode teknis akan mengubah hubungan kita dengan tubuh, otak, dan sistem kekebalan. Saya pikir kami akan memiliki masa depan yang luar biasa. 2017 akan meledakkan otak kita.
ILYA KHEL
