Sự kết thúc của một năm và đầu năm tiếp theo dường như luôn mang lại cảm giác suy ngẫm. Thời gian trôi qua được đánh dấu bằng một năm đổi thay là một cột mốc đáng trân trọng và vinh dự trong cuộc đời. Năm nay khác năm ngoái như thế nào? Bạn có hoàn thành được mục tiêu đặt ra đầu năm không? Trong khoa học, tốc độ đổi mới không bao giờ chậm lại, bất kể năm nào—hay đại dịch toàn cầu chưa từng có. Khi chúng ta suy ngẫm về các cột mốc quan trọng của cá nhân mình trong tháng tới, chúng ta hãy cùng điểm qua một số thành tựu chuyên môn của các nhà khoa học trong năm nay. 

1. AI tiến bộ nhảy vọt

ChatGPT và các nền tảng AI khác đã ra mắt và thu hút được sự chú ý lớn ngay lập tức trên toàn cầu. Các hệ thống trí tuệ nhân tạo nhanh chóng thâm nhập vào mọi lĩnh vực và khoa học cũng không ngoại lệ. Trong suốt cả năm, các tiêu đề liên tục đề cập đến những gì ChatGPT và AI khác đã đạt được trong các thử nghiệm nghiên cứu. 

Một mô hình học sâu, ZFDesign, dành cho thiết kế ngón tay kẽm cho phép lập trình lại hệ số phiên mã. 
Các nhà nghiên cứu cho thấy một mô hình ngôn ngữ lớn, ProGen, có thể tạo ra các chuỗi protein chức năng có chức năng có thể dự đoán được, với đầu vào bao gồm các thẻ chỉ định đặc tính protein.
ChatGPT được chứng minh là vượt trội hơn các bác sĩ trong việc trả lời các câu hỏi y tế trực tuyến khi được đo lường dựa trên chất lượng và sự đồng cảm. 
Một công cụ trí tuệ nhân tạo đã xác định thành công những người có nguy cơ mắc bệnh ung thư tuyến tụy cao nhất tới ba năm trước khi chẩn đoán chỉ sử dụng hồ sơ y tế của bệnh nhân. 
AI được sử dụng để phát triển một loại kháng sinh thử nghiệm có tên là abaucin, được chứng minh là có hiệu quả chống lại siêu vi khuẩn A. baumannii. 
Một hệ thống tự trị được tạo ra tại Đại học Bang NC đã xác định cách tổng hợp các vật liệu “tốt nhất trong lớp” cho các ứng dụng cụ thể trong vài giờ hoặc vài ngày, trái ngược với nhiều năm mà con người thường phải mất để hoàn thành một nhiệm vụ như vậy. 

2. Sơ đồ nối dây đầu tiên của não côn trùng

Vào tháng 3, các nhà nghiên cứu tại Đại học Cambridge đã xây dựng thành công bản đồ đầu tiên hiển thị từng tế bào thần kinh và cách chúng kết nối với nhau trong não của ấu trùng ruồi giấm. Bản đồ gồm 3.016 tế bào thần kinh và 548.000 khớp thần kinh là hệ thống kết nối não hoàn chỉnh lớn nhất từng được lập bản đồ. Đây là một bước tiến lớn so với công việc trước đây nhằm lập bản đồ các cấu trúc não rất đơn giản, bao gồm cả loài giun tròn C. Elegans, loài chỉ có vài trăm tế bào thần kinh. Nghiên cứu này sẽ giúp các nhà khoa học hiểu được các nguyên tắc cơ bản mà tín hiệu truyền qua não ở cấp độ thần kinh và dẫn đến hành vi và học tập.

3. Phôi người tổng hợp được tạo ra từ tế bào gốc

Các nhà khoa học tại Đại học Cambridge và Viện Công nghệ California đã tạo ra phôi người tổng hợp bằng cách sử dụng tế bào gốc, một bước tiến đột phá giúp loại bỏ nhu cầu về trứng hoặc tinh trùng. Các phôi mô hình, giống với phôi ở giai đoạn phát triển sớm nhất của con người, có thể cung cấp một cửa sổ quan trọng về tác động của rối loạn di truyền và nguyên nhân sinh học của sẩy thai tái phát. Tuy nhiên, công việc này cũng đặt ra các vấn đề nghiêm trọng về đạo đức và pháp lý khi các thực thể được phát triển trong phòng thí nghiệm nằm ngoài luật pháp hiện hành ở hầu hết các quốc gia. Các cấu trúc này không có trái tim đang đập hoặc sự khởi đầu của não, nhưng bao gồm các tế bào thường hình thành nhau thai, túi noãn hoàng và phôi thai.

4. Lần đầu tiên ca ghép thận chuột có chức năng được bảo quản lạnh thành công

Lần đầu tiên, các nhà nghiên cứu tại Đại học Minnesota đã chứng minh rằng thận chuột có thể được bảo quản lạnh tới 100 ngày, làm ấm lại thành công bằng cách sử dụng phương pháp cải tiến mới, loại bỏ chất lỏng bảo vệ lạnh và các hạt nano, sau đó cấy ghép thành công vào chuột để phục hồi toàn bộ thận. chức năng. Quá trình làm ấm nano chuyên biệt làm ấm cơ quan một cách nhanh chóng và đồng đều từ bên trong thay vì chỉ ở bề mặt của nó. Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng tất cả các khía cạnh của phương pháp này có thể được mở rộng sang các cơ quan lớn hơn và tiếp theo sẽ xem xét trình diễn quy trình sử dụng thận lợn. Mặc dù phải mất vài năm trước khi một cơ quan được bảo quản lạnh có thể được cấy ghép vào người nhưng nhóm nghiên cứu tin tưởng rằng nó có thể được thực hiện thành công trong tương lai. Hiện tại, khoảng 20% số thận được hiến tặng để cấy ghép mỗi năm không thể sử dụng được, thường là do những cơ quan này không thể được giữ trong đá lâu hơn vài giờ và không đến tay người nhận kịp thời.

5. Vắc-xin đầu tiên dành cho phụ nữ mang thai để ngăn ngừa RSV ở trẻ sơ sinh

Vào tháng 8, FDA đã phê duyệt loại vắc xin đầu tiên sử dụng cho người mang thai để ngăn ngừa RSV ở trẻ sơ sinh từ sơ sinh đến 6 tháng tuổi. Abrysvo được chấp thuận sử dụng ở tuổi thai từ 32 đến 36 tuần. Nó được dùng dưới dạng tiêm một liều duy nhất vào cơ. Trong các thử nghiệm lâm sàng, Abrysvo đã giảm 81,8% nguy cơ mắc bệnh đường hô hấp dưới nghiêm trọng (LRTD) trong vòng 90 ngày sau khi sinh và 69,4% trong vòng 180 ngày sau khi sinh. Trong vòng 180 ngày sau khi sinh, Abrysvo đã giảm 57,3% nguy cơ mắc bệnh đường hô hấp dưới và 76,5% đối với bệnh LRTD nặng khi so sánh với giả dược. Sự an toàn của Abrysvo đã được đánh giá trong hai nghiên cứu và tác dụng phụ được báo cáo phổ biến nhất là đau tại chỗ tiêm, nhức đầu, đau cơ và buồn nôn.

6. Trái đất có đủ nguyên liệu để chuyển sang năng lượng tái tạo

Vào tháng 1, một nhóm các nhà khoa học đã công bố một nghiên cứu mới cho thấy thế giới có đủ khoáng chất đất hiếm và các nguyên liệu thô quan trọng khác để chuyển từ nhiên liệu hóa thạch sang năng lượng tái tạo nhằm sản xuất điện và hạn chế hiện tượng nóng lên toàn cầu. Một nhóm các nhà khoa học đã xem xét các vật liệu—trước đây nhiều vật liệu không thường xuyên được khai thác nhiều—và 20 nguồn năng lượng khác nhau. Họ đã tính toán nguồn cung và ô nhiễm từ hoạt động khai thác nếu năng lượng xanh tăng vọt để đáp ứng các mục tiêu toàn cầu nhằm cắt giảm lượng khí thải carbon giữ nhiệt từ nhiên liệu hóa thạch. Cần khai thác nhiều hơn nữa, nhưng có đủ khoáng chất để đi khắp nơi và việc khoan tìm chúng sẽ không làm trầm trọng thêm tình trạng nóng lên đáng kể.

7. Sự tuyệt chủng hàng loạt lần thứ sáu đang đến gần

Một nhóm tại Đại học Hawaii ở Manoa đã tính toán rằng các loài động vật đang tuyệt chủng với tốc độ nhanh hơn 35 lần so với tốc độ nền dự kiến trong một triệu năm qua. Họ cho rằng hành tinh này đang trải qua sự kiện tuyệt chủng hàng loạt lần thứ sáu do con người gây ra. tăng tốc. Bằng cách ngoại suy từ những ước tính thu được từ ốc sên và sên trên cạn, nhóm nghiên cứu ước tính rằng kể từ năm 1500, Trái đất có thể đã mất từ ​​7,5 đến 13% trong số 2 triệu loài được biết đến – một con số đáng kinh ngạc là 150.000 đến 260.000 loài. Lịch sử sự sống trên Trái đất đã được đánh dấu năm lần bởi các sự kiện tuyệt chủng đa dạng sinh học hàng loạt và các nhà nghiên cứu cho biết lần thứ sáu đang diễn ra – hoàn toàn do hoạt động của con người gây ra.

8. Băng biển Nam Cực thấp kỷ lục mới

Vào ngày 10 tháng 9 năm 2023, băng biển ở Nam Cực đạt mức tối đa hàng năm là 16,96 triệu km2 (6,55 triệu dặm vuông), lập mức tối đa thấp kỷ lục trong kỷ lục vệ tinh bắt đầu từ năm 1979. Mức tối đa năm nay là 1,03 triệu km2 kilômét (398.000 dặm vuông) dưới mức thấp kỷ lục trước đó được thiết lập vào năm 1986. Nó cũng thấp hơn 1,75 triệu km vuông (676.000 dặm vuông) so với phạm vi tối đa trung bình ở Nam Cực từ năm 1981 đến năm 2010. Năm nay đánh dấu mức tối đa thấp kỷ lục đáng kể về phạm vi băng biển ở Nam Cực (Hình 2). Kể từ đầu tháng 4 năm 2023, băng biển duy trì mức tăng băng thấp kỷ lục. Từ đầu đến giữa tháng 8, tốc độ tăng trưởng chậm lại đáng kể, duy trì mức chênh lệch gần 1,5 triệu km2 (579.000 dặm vuông) từ năm 2023 đến năm 1986, năm thấp thứ hai trong lịch sử vệ tinh. Sau thời kỳ đó, băng phát triển nhanh hơn và thu hẹp khoảng cách xuống còn khoảng 1 triệu km2 (386.000 dặm vuông). Đây là lần đầu tiên phạm vi băng biển không vượt quá 17 triệu km2, giảm hơn 1 triệu km2 so với mức tối đa thấp kỷ lục trước đó được thiết lập vào năm 1986.

9. Webb lần đầu tiên phát hiện được phân tử cacbon quan trọng

Một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã sử dụng Kính viễn vọng Không gian James Webb của NASA để lần đầu tiên phát hiện một hợp chất carbon mới trong không gian. Được biết đến với tên gọi cation methyl (CH3+), phân tử này rất quan trọng vì nó hỗ trợ sự hình thành các phân tử dựa trên carbon phức tạp hơn. Cation metyl được phát hiện trong một hệ sao trẻ, với một đĩa tiền hành tinh, được gọi là d203-506, nằm cách Tinh vân Orion khoảng 1.350 năm ánh sáng. Các hợp chất carbon tạo thành nền tảng của mọi sự sống đã biết và điều đó đặc biệt thú vị đối với các nhà khoa học đang nghiên cứu để hiểu cả cách sự sống phát triển trên Trái đất và cách nó có thể phát triển ở những nơi khác trong vũ trụ của chúng ta. Phân tử này chưa bao giờ được phát hiện trong không gian trước đây.

10. Những tiến bộ của Dự án Bộ gen Người

Vào tháng 2, các nhà nghiên cứu của Viện Y tế Quốc gia đã phát triển và phát hành một công cụ phần mềm cải tiến để tập hợp các trình tự bộ gen thực sự hoàn chỉnh (tức là không có khoảng trống) từ nhiều loài khác nhau. Phần mềm Verkko đã phát triển từ việc tập hợp trình tự bộ gen người không có khoảng trống đầu tiên vào năm 2022. Vào tháng 5, một bản thảo thô về bộ gen người đã được xuất bản, bao gồm 47 bộ gen từ một nhóm gồm các cá thể đa dạng về mặt di truyền, bao gồm những người đến từ Châu Phi, Châu Á, Châu Mỹ và Châu Âu. Vào tháng 8, các nhà nghiên cứu tại NIST và nhiều tổ chức khác đã lập bản đồ thành công toàn bộ nhiễm sắc thể Y, tiết lộ việc phát hiện thêm 41 gen. Tiến bộ này cải thiện độ chính xác của trình tự DNA cho nhiễm sắc thể sinh sản nam, có thể giúp xác định một số rối loạn di truyền nhất định và có khả năng khám phá nguồn gốc di truyền của những người khác.