10 najzaujímavejších vedeckých objavov v roku 2023

Bratislava 3. januára 2024 (HSP/Foto:Pixabay)

Tento rok bol výnimočný vďaka veľkým pokrokom v oblastiach jadrovej syntézy, Crispr, umelej inteligencie a astronómie

F. D. Flamová názorová publicistka agentúry Bloomberg, ktorá sa zaoberá vedou aje moderátorkou podcastu „FollowtheScience“ (Sledujte vedu) na portáli Bloomberg zverejnila výpočet tých najzaujímavejších vedeckých objavov uplynulého roku.

Každý rok vedci robia úžasné nové objavy – zistenia, ktorým sa často nedostáva pozornosti, akú by si zaslúžili. Vojny, tragédie a politické kontroverzie pochopiteľne dominujú sociálnym médiám a titulným stranám, ale nie všetky správy sú zlé. Keďže sa rok 2023 skončil, poďme si pripomenúť niektoré z ohromujúcich objavov, ktoré sme zaznamenali za posledných 12 mesiacov.

Nové lieky nám pomáhajú schudnúť – a pochopiť, prečo priberáme

Najdiskutovanejším vedeckým príbehom v roku 2023 bolo rozširujúce sa používanie liekov na chudnutie nazývaných agonisti receptorov GLP-1, známejších pod názvom Ozempic. Tento liek, ktorý sa pri predpisovaní na chudnutie predáva pod názvom Wegovy, a množstvo ďalších už pomohli schudnúť tisícom ľudí. V roku 2023 niekoľko štúdií tiež ukázalo, že GLP-1 znižujú riziko srdcových infarktov a mozgových príhod u obéznych ľudí.

Lieky však vrhajú svetlo aj na korene obezity. Konvenčná múdrosť tvrdí, že obézni ľudia nemajú pevnú vôľu, a preto jedia príliš veľa – alebo málo cvičia. To je nesprávne, ale táto rozšírená mylná predstava už roky zahmlieva vedecké myslenie.

Vedecké dôkazy poukazujú na obezitu ako na hormonálnu poruchu, ako som písal v decembri 2022. Podľa nedávnej štúdie endokrinológa Davida Ludwiga z Harvardu môže táto porucha prameniť zo stravy s príliš vysokým obsahom cukru a rafinovaného škrobu. Kedysi kontroverzný hormonálny názor je teraz ťažšie poprieť, keďže nové lieky fungujú tak, že napodobňujú hormón GLP-1 (glukagónu podobný peptid).

Klimatické zlomové body sa stávajú jasnejšími, kým je ešte čas konať

Klimatické zlomové body boli veľkou témou aj v roku 2023. Tieto body zvratu nepredstavujú len náhle zmeny, ale aj nástup posilňujúcich spätných väzieb. V minulosti prirodzene sa vyskytujúce bludné cykly zmenili našu planétu na „snehovú guľu Zem“ alebo nastolili také extrémne horúce obdobia, že vyhynulo viac ako 90 % všetkých druhov.

Vedci tento rok viackrát varovali pred hroziacou spätnou väzbou spôsobenou človekom. Výskumníci odhadujú, že oteplenie len o 1,5 C^o nad predindustriálnu úroveň by mohlo spustiť niekoľko globálnych zlomových bodov vrátane topenia permafrostu, vypaľovania amazonského dažďového pralesa a kolapsu grónskeho a západoantarktického ľadovca.

Dve štúdie z roku 2023 tiež ukázali spomalenie cirkulačného prúdu v Južnom oceáne. Tieto prúdy fungujú ako bijúce srdce planéty, pričom studené polárne vody nasávajú uhlík, kyslík a teplo smerom nadol a poháňajú prúdy, ktoré spájajú všetky oceány planéty.

Spomalenie tohto srdcového tepu sa môže zdať depresívne, ale je tu aj záblesk dobrej správy: Stále sme na správnej strane všetkých týchto potenciálnych zlomových bodov a varovania prichádzajú, kým je ešte čas niečo s tým urobiť.

Fyzici zopakovali výkon jadrovej fúzie

V lete vedci oznámili, že z kapsule veľkosti papriky uvoľnili viac energie, ako sa im podarilo vyslať pomocou sústavy laserov – zopakovali tak výkon, ktorý prvýkrát oznámili na samom konci roka 2022. Ako som napísala minulé leto, jadrová syntéza je čistá, palivo je nevyčerpateľné a lacné a nehrozí pri nej riziko roztavenia. Skutočnosť, že ľudstvo konečne zachytilo zdroj energie z hviezd, sa určite zapíše do histórie.

Temnou stránkou je, že tieto úspechy využilo zariadenie, ktorého primárnym účelom je testovanie zbraní určených na zabíjanie miliónov ľudí. Nádeje na čistú energiu sú druhoradé. Národné zážihové zariadenie (The National IgnitionFacility), ktoré sa nachádza v Národnom laboratóriu LawrenceaLivermora, je natoľko spojené s jadrovým zbrojným priemyslom, že niektorí fyzici tvrdia, že by bolo lepšie investovať do projektov zameraných výlučne na zabezpečenie čistej energie. Jadrová vojna by spôsobila oveľa katastrofálnejšie klimatické zmeny, ako nám prinesú fosílne palivá.

Vďaka počinu tohto laboratória sme však lepšie pochopili fyziku jadrovej syntézy a prudko sa zvýšilo financovanie energie z jadrovej syntézy. V súčasnosti na jadrovej fúzii pracuje najmenej 30 začínajúcich firiem, ktoré využívajú miliardy dolárov zo súkromných zdrojov a vládnych grantov. Niektorí by ich označili za riskantné, ale potreba čistej energie si vyžaduje, aby sa na ňu vsadilo čo najviac prostriedkov.

Skorší príchod ľudí do Ameriky si vyžaduje prehodnotenie histórie

Niekedy v prehistorickej minulosti zanechali dvaja dospelí a jedno dieťa stopy v bahne neďaleko dnešného mesta WhiteSands v Novom Mexiku. Nová analýza kremenných zrniek a peľu ukazuje, že túto prechádzku absolvovali pred 21 000 až 23 000 rokmi – tisíce rokov pred tým, ako sa predpokladalo, že ľudia dosiahli Ameriku.

Dlhé roky sa v učebniciach uvádzalo, že ľudia prišli do Ameriky pred 16 000 až 14 000 rokmi, keď prešli cez pevninský most medzi Sibírou a Aljaškou. Najstaršie zistené artefakty z náleziska Clovis v Novom Mexiku pochádzajú spred 13 500 rokov. V posledných rokoch sa objavili tvrdenia o starších artefaktoch, hoci nič nebolo tak starostlivo datované a nesporne ľudské ako tieto stopy.

Nové dátumy by znamenali, že ľudia žili v Novom Mexiku už počas vrcholu poslednej doby ľadovej. Zistiť, ako sa sem dostali, si bude vyžadovať nové úvahy. Výskumníci z Oxfordu navrhli hypotézu, že sa sem dostali loďou. Ak sa dátumy odtlačkov potvrdia, tento alebo iný dramaticky odlišný príbeh sa stane novým všeobecným poznatkom.

Nový teleskop nám pomôže vidieť vesmír, keď bol ešte mladý

Astronómovia odhadujú, že náš vesmír je starý približne 13,7 miliardy rokov, a keďže vzdialené objekty sa javia tak, ako vyzerali dávno, astronómovia dokázali nahliadnuť do obdobia približne prvej miliardy rokov.

Táto dlho skrytá prvá miliarda rokov však bola veľmi dôležitá. Vtedy sa hviezdy a galaxie rozsvecovali a vytvárali. V roku 2023 začal vesmírny ďalekohľad Jamesa Webba(JWST) posielať snímky z tohto formujúceho sa obdobia.

JWST nám ukázal fragmenty primitívnych galaxií, ale pre astrofyzika Davida Spergela, prezidenta Simonsovej nadácie, je najzaujímavejším nálezom z tohto obdobia najstaršia supermasívna čierna diera. Nachádza sa v galaxii s názvom UHZ1, ktorá sa javí rovnako ako pred 13,2 miliardami rokov – 470 miliónov rokov po Veľkom tresku.

Táto čierna diera je svojou hmotnosťou porovnateľná s celým zvyškom galaxie dohromady, povedal Spergel. To je prekvapujúce, keďže čierna diera v strede našej galaxie tvorí len pol percenta hmotnosti galaxie. Toto zistenie by mohlo pomôcť astronómom pochopiť, ako vznikli supermasívne čierne diery a akú úlohu zohrávajú pri formovaní zvyšku vesmíru.

Obrovské gravitačné vlny otriasajú vesmírom

Na jar 2023 vedci z piatich vzdialených častí sveta oznámili objav masívnych vibrácií v priestore a čase. Tento počin zahŕňal viac ako 20 rokov precíznych pozorovaní pulzarov – vyhorených hviezd, ktoré vysielajú lúče rádiových vĺn v presnom rytme, keď sa otáčajú stovky alebo dokonca tisíckykrát za sekundu.

Drobné odchýlky v načasovaní týchto pulzov odhalili toto dlho hľadané pozadie gravitačných vĺn. Vedci tvrdia, že vlny vyvolávajú supermasívne čierne diery, ktoré sa špirálovito približujú jedna k druhej, alebo možno exotickejšie javy – defekty v tkanive priestoru známe ako kozmické struny.

Einstein prvýkrát predpovedal, že gravitačné vlny budú vlniť priestor, ale dôkaz o ich existencii bol oznámený až v roku 2016. V roku 2023 boli objavené oveľa dlhšie vlny, ktoré sa vlnili a klesali v priebehu rokov. Ich objavenie si vyžiadalo spoločné úsilie vedcov z USA, Európy, Číny a Austrálie. Takáto spolupráca je čoraz bežnejšia, pretože vedci sa púšťajú do čoraz ambicióznejších projektov – takých, ktoré sú príliš nákladné na to, aby ich jednotlivé krajiny zvládli samy.

Liek na kosáčikovitú chorobu

Celé desaťročia lekársky výskum zanedbával kosáčikovitúanémiu, hoci tisícom ľudí, väčšinou afrického pôvodu, spôsobovala silné bolesti a predčasnú smrť. Je to vrodená genetická mutácia, ktorá spôsobí, že postihnutý jedinec má v červených krvinkách iný typ hemoglobínu než normálny zdravý človek. Rok 2023 však priniesol dve nové liečby, ktoré sa opierajú o mimoriadne sofistikované zmeny génov, vrátane úplne prvej liečby schválenej americkým Úradom pre kontrolu potravín a liečiv (FDA), ktorá využíva techniku úpravy génov známu ako Crispr.

Kosáčikovitúchorobu spôsobuje genetický variant, ktorý produkuje abnormálny hemoglobín – bielkovinu v červených krvinkách. Krvinky sa deformujú a môžu upchať alebo zapáliť krvné cievy. Pacienti by sa mohli vyliečiť transplantáciou kostnej drene, ale len asi 25 % ľudí so kosáčikovitými bunkami môže nájsť vhodného darcu. Obe nové terapie využívajú rôzne spôsoby zmeny DNA v bunkách kostnej drene, čím sa obnovuje schopnosť vytvárať normálny hemoglobín.

Zatiaľ to nie sú praktické riešenia pre väčšinu sveta, nieto ešte pre väčšinu zo 40 000 ľudí v USA s ťažkými príznakmi – jedna terapia, známa ako Casgevy, stojí viac ako 2 milióny dolárov a druhá, známa ako Lyfgenia, 3,1 milióna dolárov. (Napriek nákladom jedna z veľkých poisťovní už súhlasila s úhradou lieku Lyfgenia.) Je to však krok správnym smerom pre liečenie ochorenie, ktorému sa venuje príliš málo pozornosti.

Čítanie myšlienok ťažko ochrnutých

V máji vedci oznámili, že sa naučili dekódovať myšlienky ľudí zo skenov mozgu, pričom ich interpretom je systém umelej inteligencie. Výsledky, ktoré som opísala v mojom stĺpčeku, by mohli obnoviť schopnosť komunikácie u ľudí, ktorí sú tak hlboko ochrnutí, že nemôžu hovoriť ani písať.

K takzvanému syndrómu uzamknutia dochádza z rôznych dôvodov – najmä po mŕtvici alebo neurologických ochoreniach. Ak je tento stav dočasný, ľudia niekedy opisujú strastiplné utrpenie – jeden muž si spomína, ako bol ako zamrznutý na mieste, zatiaľ čo jeho manželka a lekár diskutovali o tom, či ho majú odpojiť od prístrojov a nechať ho zomrieť.

V novom systéme, publikovanom v časopise Nature Neuroscience, výskumníci nechali dobrovoľníkov ležať v mozgovom skeneri a počúvať podcasty. Systém umelej inteligencie analyzoval spojenia medzi vzorcami skenovania mozgu a slovami. Nakoniec AI dokázala premeniť mozgové vzory na slová. Keď subjekt počul: „Ešte nemám vodičský preukaz,“ systém prečítal mozog a povedal: „Ešte sa ani nezačala učiť šoférovať.“ Preklad bol nedokonalý, ale stále desivo presný. Pre tých, ktorí sa ocitli uväznení v zamrznutých telách, by to mohol byť mocný nástroj obnovujúci schopnosť komunikovať.

ChatGPT sa učí hrať na lekára

Za roky reportérskej práce som sa rozprávala s lekármi na celom svete o ohromujúcich technologických pokrokoch, ale málokedy som v ich hlasoch počula toľko úžasu a údivu ako keď tento rok hovorili o výkonoch ChatGPT-4. Hoci skoršia verzia ChatGPT debutovala koncom roka 2022, v skutočnosti sme až v roku 2023 začali chápať, čo dokážu veľké jazykové modely.

ChatGPT dokáže diagnostikovať zložité lekárske problémy, žiadať o testy a vyšetrenia a dokonca získať perfektný výsledok na väčšine lekárskych licenčných skúšok. V jeho uvažovaní je však niečo cudzie. Nemusí nutne dosiahnuť úspech v teste, ak mu to nie je výslovne povedané, povedal AndrewBeam, odborný asistent biomedicínskej informatiky na Harvarde. Lepšie výsledky dosiahne, ak mu poviete, aby napodobňoval najinteligentnejšieho človeka na svete.

Prílišná dôvera v umelú inteligenciu pri diagnostike alebo odporúčaní liečby predstavuje riziko, ale zároveň má obrovský potenciál pomôcť lekárom stať sa inteligentnejšími, rýchlejšími a lepšími v tom, čo robia.

Inteligentný život sa nachádza aj inde na Zemi

Nová štúdia zverejnená v novembri vyvrátila mýtus, že len ľudia si dokážu predstaviť minulosť a budúcnosť, zatiaľ čo zvieratá žijú v súčasnosti. Ukázalo sa, že potkany si vedia predstaviť a plánovať do budúcnosti. Ako som napísal v tomto stĺpčeku, najnovšie zistenia môžu vysvetliť pozorovania mestských potkanov, ktoré si nosia kúsky pizze do vagónov metra, kde ich môžu zjesť ďaleko od iných hladných potkanov.

Posledných 10 rokov prinieslo zmenu paradigmy v tom, ako ľudstvo vníma iné zvieratá, a množstvo zistení ukazuje, že mnohé druhy tvorov dokážu myslieť, uvažovať a riešiť problémy spôsobom, o ktorom sa kedysi predpokladalo, že je vlastný len ľuďom. Medzi ne teraz patria aj hospodárske zvieratá. Jedna štúdia ukázala, že ošípané sú dostatočne empatické na to, aby oslobodili uväznených spoločníkov. Kravy sa naučili chodiť na nočník – zistenie, ktoré ukázalo, že majú telesné vedomie, o ktorom sa tiež predpokladalo, že je mimo nich. Kozy chápu, čo znamená, keď ľudia ukazujú na veci.

Ľudia snívajú o tom, že nájdu inteligentný život vo vesmíre, ale naše skúsenosti tu na Zemi ukazujú, že nie sme až takí dobrí v tom, aby sme ho rozpoznali, keď je priamo pred nami.

Dúfajme, že rok 2024 prinesie ďalší rok prelomových objavov – vrátane objavenia niektorých právd, ktoré sa nám skrývali priamo pod nosom.