يبدو دائمًا أن نهاية عام وبداية العام التالي تجلب إحساسًا بالتأمل. إن مرور الوقت الذي يتميز بالسنة المتغيرة هو علامة فارقة ومحترمة في الحياة. كيف كان هذا العام مختلفا عن العام الماضي؟ هل حققت بعض الأهداف التي حددتها في بداية العام؟ في مجال العلوم، لا تتباطأ وتيرة الابتكار أبدًا، بغض النظر عن السنة - أو الوباء العالمي غير المسبوق. وبينما نفكر في إنجازاتنا الشخصية في الشهر المقبل، دعونا نلقي نظرة على بعض الإنجازات المهنية للعلماء هذا العام. هذه القائمة ليست شاملة بأي حال من الأحوال، ولكنها بالأحرى عبارة عن تقرير موجز عن التطورات التي وجدها قراء معدات المختبرات وزملائهم العلماء مثيرة للاهتمام خلال الـ 365 يومًا الماضية.

1. الذكاء الاصطناعي يقفز بسرعة فائقة

ظهرت ChatGPT ومنصات الذكاء الاصطناعي الأخرى لأول مرة وحظيت باهتمام عالمي فوري وكبير. وسرعان ما تغلغلت أنظمة الذكاء الاصطناعي في كل المجالات، ولم يكن العلم استثناءً. على مدار العام، كانت العناوين الرئيسية تسلط الضوء باستمرار على ما كان ينجزه ChatGPT وغيره من أنظمة الذكاء الاصطناعي في الاختبارات البحثية. هنا ليست سوى عدد قليل:

نموذج التعلم العميق، ZFDesign، لتصميم إصبع الزنك يتيح إعادة برمجة عامل النسخ. (يناير)

أظهر الباحثون أن النموذج اللغوي الكبير، ProGen، يمكنه إنشاء تسلسلات بروتينية وظيفية بوظيفة يمكن التنبؤ بها، مع تضمين المدخلات علامات تحدد خصائص البروتين. (يناير)

تبين أن ChatGPT يتفوق على الأطباء البشريين في الرد على الأسئلة الطبية عبر الإنترنت عند قياسها من حيث الجودة والتعاطف. (أبريل)

نجحت أداة الذكاء الاصطناعي في تحديد الأشخاص الأكثر عرضة لخطر الإصابة بسرطان البنكرياس لمدة تصل إلى ثلاث سنوات قبل التشخيص باستخدام السجلات الطبية للمرضى فقط. (يمكن)

يتم استخدام الذكاء الاصطناعي لتطوير مضاد حيوي تجريبي يسمى أبوسين، والذي ثبت أنه فعال ضد البكتيريا الخارقة A. baumannii. (يمكن)

حدد نظام مستقل تم إنشاؤه في جامعة ولاية نورث كارولاينا كيفية تجميع المواد "الأفضل في فئتها" لتطبيقات محددة في ساعات أو أيام، على عكس السنوات التي يستغرقها البشر عمومًا لإكمال مثل هذه المهمة. (شهر نوفمبر)

2. أول خريطة توصيلية لدماغ الحشرات

في شهر مارس، نجح الباحثون في جامعة كامبريدج في بناء أول خريطة على الإطلاق توضح كل خلية عصبية وكيفية ارتباطها ببعضها البعض في دماغ يرقة ذبابة الفاكهة. تُعد خريطة 3016 خلية عصبية و548000 نقطة اشتباك عصبي أكبر شبكة عصبية كاملة تم رسمها على الإطلاق في الدماغ. يعد رسم خريطة لهياكل دماغية بسيطة للغاية بمثابة تقدم كبير مقارنة بالعمل السابق، بما في ذلك الدودة المستديرة C. elegans، التي تحتوي على عدة مئات من الخلايا العصبية فقط. سيساعد البحث العلماء على فهم المبادئ الأساسية التي تنتقل من خلالها الإشارات عبر الدماغ على المستوى العصبي وتؤدي إلى السلوك والتعلم.

3. الأجنة البشرية الاصطناعية المصنعة من الخلايا الجذعية

ابتكر علماء في جامعة كامبريدج ومعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا أجنة بشرية اصطناعية باستخدام الخلايا الجذعية في تقدم رائد يغني عن الحاجة إلى البويضات أو الحيوانات المنوية. يمكن للأجنة النموذجية، التي تشبه تلك الموجودة في المراحل الأولى من التطور البشري، أن توفر نافذة مهمة على تأثير الاضطرابات الوراثية والأسباب البيولوجية للإجهاض المتكرر. ومع ذلك، فإن هذا العمل يثير أيضًا قضايا أخلاقية وقانونية خطيرة، نظرًا لأن الكيانات التي تم تطويرها في المختبر تقع خارج نطاق التشريعات الحالية في معظم البلدان. لا تحتوي هذه الهياكل على قلب نابض أو بدايات دماغ، ولكنها تشمل الخلايا التي عادةً ما تستمر لتشكل المشيمة والكيس المحي والجنين نفسه.

الائتمان: جامعة كامبريدج

4. أول عملية زرع ناجحة لكلية الفئران المحفوظة بالتبريد الوظيفية

لأول مرة، أظهر الباحثون في جامعة مينيسوتا أنه يمكن تخزين كلى الفئران بالتبريد لمدة تصل إلى 100 يوم، وإعادة تدفئتها بنجاح باستخدام نهج مبتكر جديد، وتطهيرها من السوائل الواقية من البرد والجسيمات النانوية، ثم زرعها بنجاح في الفئران لاستعادة الكلى الكاملة. وظيفة. تعمل عملية التدفئة النانوية المتخصصة على تسخين العضو بسرعة وبشكل موحد من الداخل وليس فقط من سطحه. وقد أظهر الباحثون أن جميع جوانب هذا النهج يمكن تطبيقها على الأعضاء الأكبر حجمًا، وسوف يتطلعون بعد ذلك إلى توضيح العملية باستخدام كلى الخنازير. في حين أن الأمر سيستغرق عدة سنوات قبل أن يتم زرع العضو المحفوظ بالتبريد في البشر، إلا أن الفريق واثق من إمكانية إجرائه بنجاح في المستقبل. في الوقت الحالي، لا يمكن استخدام حوالي 20% من الكلى التي يتم التبرع بها للزراعة كل عام، وذلك غالبًا لأنه لا يمكن الاحتفاظ بهذه الأعضاء في الثلج لمدة تزيد عن بضع ساعات ولا تصل إلى المستلمين في الوقت المناسب.

الائتمان: ريبيكا سلاتر / جامعة مينيسوتا

5. أول لقاح للحوامل للوقاية من الفيروس المخلوي التنفسي عند الرضع

في أغسطس، وافقت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية على أول لقاح لاستخدامه في الأفراد الحوامل للوقاية من فيروس RSV عند الرضع منذ الولادة وحتى عمر 6 أشهر. تمت الموافقة على استخدام Abrysvo في الفترة من 32 إلى 36 أسبوعًا من الحمل عمر الحمل. يتم إعطاؤه كحقنة واحدة في العضلات. في التجارب السريرية، قلل أبريسفو من خطر الإصابة بأمراض الجهاز التنفسي السفلي الحادة (LRTD) بنسبة 81.8% خلال 90 يومًا بعد الولادة، و69.4% خلال 180 يومًا بعد الولادة. في غضون 180 يومًا بعد الولادة، قلل عقار أبريسفو من خطر الإصابة بأمراض الجهاز التنفسي السفلي بنسبة 57.3% وبنسبة 76.5% في حالات LRTD الشديدة، مقارنةً بالعلاج الوهمي. تم تقييم سلامة Abrysvo في دراستين، وكانت الآثار الجانبية الأكثر شيوعًا هي الألم في موقع الحقن والصداع وآلام العضلات والغثيان.

كريستال التيلوريوم. الائتمان: كريستيان رويتزر

6. تمتلك الأرض ما يكفي من المواد الخام للتحول إلى الطاقة المتجددة

في يناير، نشر فريق من العلماء دراسة جديدة أظهرت أن العالم لديه ما يكفي من المعادن الأرضية النادرة وغيرها من المواد الخام الحيوية للتحول من الوقود الأحفوري إلى الطاقة المتجددة لإنتاج الكهرباء والحد من ظاهرة الاحتباس الحراري. وقد قام فريق من العلماء بفحص المواد - التي لم يتم استخراج الكثير منها بكثافة في الماضي - و20 مصدرًا مختلفًا للطاقة. وقاموا بحساب الإمدادات والتلوث الناتج عن التعدين إذا ارتفعت الطاقة الخضراء لتحقيق الأهداف العالمية لخفض انبعاثات الكربون المسببة للاحتباس الحراري من الوقود الأحفوري. هناك حاجة إلى المزيد من التعدين، ولكن هناك ما يكفي من المعادن، ولن يؤدي التنقيب عنها إلى تفاقم ظاهرة الانحباس الحراري بشكل كبير.

7. الانقراض الجماعي السادس يلوح في الأفق

قام فريق من جامعة هاواي في مانوا بحساب أن أجناس الحيوانات تنقرض بمعدل 35 مرة أسرع من المعدلات الأساسية المتوقعة على مدى المليون سنة الماضية، وهو ما يشير، كما يقولون، إلى أن الكوكب يشهد حدث انقراض جماعي سادس يقوده الإنسان. تسريع. ومن خلال الاستقراء من التقديرات التي تم الحصول عليها بشأن القواقع الأرضية والرخويات، قدّر الفريق أنه منذ عام 1500، كان من الممكن أن تكون الأرض قد فقدت بالفعل ما بين 7.5 و13% من مليوني نوع معروفين، وهو رقم مذهل يتراوح بين 150 ألف إلى 260 ألف نوع. لقد تميز تاريخ الحياة على الأرض خمس مرات بأحداث انقراض جماعي للتنوع البيولوجي، ويقول الباحثون إن الحدث السادس يحدث الآن، بسبب الأنشطة البشرية بالكامل.

تركز الجليد البحري حول القارة القطبية الجنوبية في 10 سبتمبر 2023، وهو تاريخ أقصى اتساع للجليد في فصل الشتاء. الائتمان: خريطة NOAA Climate.gov/المركز الوطني لبيانات الثلج والجليد.

8. انخفاض قياسي جديد في الجليد البحري في القطب الجنوبي

في 10 سبتمبر 2023، وصل الجليد البحري في القطب الجنوبي إلى حد أقصى سنوي يبلغ 16.96 مليون كيلومتر مربع (6.55 مليون ميل مربع)، مسجلاً حدًا أقصى منخفضًا قياسيًا في سجل القمر الصناعي الذي بدأ في عام 1979. ويبلغ الحد الأقصى لهذا العام 1.03 مليون كيلومتر مربع. كيلومتر (398000 ميل مربع) أقل من المستوى القياسي السابق المسجل في عام 1986. كما أنه أقل بمقدار 1.75 مليون كيلومتر مربع (676000 ميل مربع) من متوسط ​​الحد الأقصى لمساحة القطب الجنوبي في الفترة من 1981 إلى 2010. يمثل هذا العام حدًا أقصى منخفضًا قياسيًا في نطاق الجليد البحري في القطب الجنوبي (الشكل 2). منذ أوائل أبريل 2023، حافظ الجليد البحري على نمو قياسي منخفض للجليد. ومن أوائل إلى منتصف أغسطس، تباطأ النمو بشكل كبير، مع الحفاظ على فارق يقارب 1.5 مليون كيلومتر مربع (579 ألف ميل مربع) بين عامي 2023 و1986، وهو ثاني أدنى عام على الإطلاق على الإطلاق. وبعد تلك الفترة، تسارع نمو الجليد وضاقت الفجوة إلى حوالي مليون كيلومتر مربع (386000 ميل مربع). وهذه هي المرة الأولى التي لا يتجاوز فيها حجم الجليد البحري 17 مليون كيلومتر مربع (6.56 مليون ميل مربع)، لينخفض ​​أكثر من مليون كيلومتر مربع عن الحد الأقصى القياسي السابق المسجل في عام 1986.

يوجد في وسط هذا المنظر لسديم الجبار نظام نجمي شاب يدعى d203-506. اكتشف علماء الفلك جزيء كربون جديد يعرف باسم كاتيون الميثيل لأول مرة في d203-506. مصدر الصورة: ESA/Webb، NASA، CSA، M. Zamani (ESA/Webb)، وفريق PDRs4All ERS

9. يقوم ويب بالكشف الأول عن جزيء الكربون المهم

استخدم فريق من العلماء الدوليين تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا للكشف عن مركب كربون جديد في الفضاء لأول مرة. يُعرف هذا الجزيء باسم كاتيون الميثيل (CH3+)، وهو مهم لأنه يساعد في تكوين جزيئات أكثر تعقيدًا تعتمد على الكربون. تم اكتشاف كاتيون الميثيل في نظام نجمي شاب، مع قرص كوكبي أولي، يُعرف باسم d203-506، والذي يقع على بعد حوالي 1350 سنة ضوئية في سديم الجبار. تشكل مركبات الكربون أسس كل أشكال الحياة المعروفة، وبالتالي فهي مثيرة للاهتمام بشكل خاص للعلماء الذين يعملون على فهم كيفية تطور الحياة على الأرض، وكيف يمكن أن تتطور في مكان آخر في عالمنا. ولم يتم اكتشاف الجزيء في الفضاء من قبل.

10. تطورات مشروع الجينوم البشري

في شهر فبراير/شباط، قام الباحثون في المعاهد الوطنية للصحة بتطوير وإطلاق أداة برمجية مبتكرة لتجميع تسلسلات الجينوم الكاملة (أي الخالية من الفجوات) من مجموعة متنوعة من الأنواع. نشأ البرنامج، Verkko، من تجميع أول تسلسل للجينوم البشري بدون فجوات في عام 2022. وفي شهر مايو، تم إعداد مسودة تقريبية للبانجينوم البشري باستخدام كما تم نشره، ويتألف من 47 جينومًا من مجموعة من الأفراد المتنوعين وراثيًا، بما في ذلك أشخاص من أفريقيا وآسيا والأمريكتين وأوروبا. في أغسطس، نجح الباحثون في المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا والعديد من المنظمات الأخرى في رسم خريطة للكروموسوم Y بالكامل، وكشفوا عن اكتشاف 41 جينًا إضافيًا. يؤدي هذا التقدم إلى تحسين دقة تسلسل الحمض النووي للكروموسوم التناسلي الذكري، مما قد يساعد في تحديد بعض الاضطرابات الوراثية وربما الكشف عن الجذور الجينية للآخرين.