自然黑客
大自然本身可以教我们如何侵入大自然，就像蜜蜂一样，苏黎世联邦理工学院的 Mark Mescher 和 Consuelo De Moraes 指出，他们熟练地啃食树叶以“鼓励”植物开花。
有趣的是，用我们的方法复制这些昆虫治疗的尝试没有成功，科学家们现在想知道昆虫对叶子的有效伤害的秘诀是否在于它们使用的独特模式，或者可能在于蜜蜂引入的一些物质。 在别人身上 生物黑客领域 但是，我们做得更好。
例如，工程师最近发现如何 把菠菜变成环境感知系统它可以提醒您注意爆炸物的存在。 2016 年，麻省理工学院的化学工程师 Ming Hao Wong 和他的团队将碳纳米管移植到菠菜叶中。 爆炸物痕迹植物通过空气或地下水吸收，制成纳米管 发出荧光信号. 为了从工厂捕捉到这样的信号，将一个小型红外摄像机对准叶子并连接到 Raspberry Pi 芯片上。 当摄像头检测到信号时，它会触发电子邮件警报。 在菠菜中开发出纳米传感器后，Wong 开始开发该技术的其他应用，特别是在农业中以警告干旱或害虫。
例如，生物发光现象。 在鱿鱼、水母和其他海洋生物中。 法国设计师 Sandra Rey 将生物发光呈现为一种自然的照明方式，即创造无需电即可发光的“活”灯笼 (2)。 Ray 是生物发光照明公司 Glowee 的创始人兼首席执行官。 他预测有一天他们将能够取代传统的电动路灯。
2. Glowee 照明可视化
对于光的生产，Glowee 技术人员涉及 生物发光基因 从夏威夷墨鱼中获得的大肠杆菌转化为大肠杆菌，然后它们培养这些细菌。 通过对 DNA 进行编程，工程师可以控制灯光在关闭和打开时的颜色，以及进行许多其他修改。 这些细菌显然需要得到照顾和喂养才能保持活力和容光焕发，因此该公司正在努力让光线保持更长时间。 目前，Wired 的 Rei 说，他们有一个系统已经运行了六天。 目前灯具的使用寿命有限，这意味着它们目前最适合举办活动或节日。
带电子背包的宠物
您可以观察昆虫并尝试模仿它们。 您也可以尝试“破解”它们并将它们用作…… 微型无人机. 大黄蜂配备了带有传感器的“背包”，例如农民用来监控田地的传感器 (3)。 微型无人机的问题在于功率。 昆虫没有这样的问题。 他们不知疲倦地飞翔。 工程师在他们的“行李”中装载了传感器、用于数据存储的内存、用于位置跟踪的接收器和用于为电子设备供电的电池（也就是说，容量要小得多）——所有这些都重 102 毫克。 当昆虫进行日常活动时，传感器会测量温度和湿度，并使用无线电信号跟踪它们的位置。 返回蜂巢后，下载数据并对电池进行无线充电。 科学家团队将他们的技术称为活物联网。
3. Live IoT，它是一只背有电子系统的大黄蜂
马克斯普朗克鸟类学研究所的动物学家。 马丁·维克尔斯基 决定测试流行的信念，即动物具有感知即将发生的灾难的先天能力。 Wikelski 领导国际动物传感项目 ICARUS。 设计和研究的作者在加入时声名狼藉 GPS信标 动物（4），无论大小，以研究现象对其行为的影响。 除其他外，科学家们已经表明，白鹳数量的增加可能表明蝗虫的侵袭，而野鸭的位置和体温可能表明禽流感在人类中的传播。
4. Martin Wikelski 和发射鹳
现在，Wikelski 正在用山羊来查明古代理论中是否存在动物“知道”即将发生的地震和火山爆发的东西。 2016 年意大利诺尔恰地震发生后，Wikelski 立即给震中附近的牲畜套上项圈，看看它们在震中前的行为是否有所不同。 每个项圈都包含 GPS追踪装置就像一个加速度计。
他后来解释说，通过这种全天候的监控，可以识别“正常”行为，然后寻找异常。 维克尔斯基和他的团队指出，这些动物在地震发生前的几个小时内增加了加速度。 他观察到 2 到 18 小时的“警告期”，具体取决于与震中的距离。 Wikelski 为基于动物相对于基线的集体行为的灾难预警系统申请了专利。
提高光合作用效率
地球之所以活着，是因为它遍布世界各地 释放氧气作为光合作用的副产品其中一些成为额外的营养食品。 然而，尽管经过了数百万年的进化，光合作用并不完美。 伊利诺伊大学的研究人员已经开始着手纠正光合作用的缺陷，他们认为这可以将作物产量提高多达 40%。
他们专注于 称为光呼吸的过程这与其说是光合作用的一部分，不如说是它的结果。 像许多生物过程一样，光合作用并不总是完美的。 在光合作用过程中，植物吸收水和二氧化碳并将它们转化为糖（食物）和氧气。 植物不需要氧气，所以它被移除了。
研究人员分离出一种叫做核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶（RuBisCO）的酶。 这种蛋白质复合物将二氧化碳分子与 1,5-二磷酸核酮糖 (RuBisCO) 结合。 几个世纪以来，地球的大气层变得更加氧化，这意味着 RuBisCO 必须处理更多与二氧化碳混合的氧分子。 在四分之一的情况下，RuBisCO 错误地捕获了氧分子，这会影响性能。
由于这个过程的不完善，植物会留下有毒的副产品，如乙醇酸盐和氨。 这些化合物的加工（通过光呼吸作用）需要能量，这会增加光合作用效率低下造成的损失。 该研究的作者指出，大米、小麦和大豆因此缺乏，随着温度的升高，RuBisCO 变得更加不准确。 这意味着随着全球变暖的加剧，粮食供应可能会减少。
该解决方案是称为 (RIPE) 计划的一部分，涉及引入新基因，使光呼吸更快、更节能。 该团队使用新的基因序列开发了三种替代途径。 这些途径已针对 1700 种不同的植物物种进行了优化。 两年来，科学家们使用改良烟草测试了这些序列。 它是科学中的一种常见植物，因为它的基因组非常了解。 更多的 光呼吸的有效途径 让植物节省大量可用于生长的能量。 下一步是将基因引入大豆、豆类、大米和西红柿等粮食作物。
人造血细胞和基因剪报
自然黑客 这最终导致了这个人自己。 去年，日本科学家报告说，他们开发了一种人造血液，可以用于任何患者，无论血型如何，它在创伤医学中具有多种实际应用。 最近，科学家通过制造合成红细胞取得了更大的突破 (5)。 这些 人造血细胞 它们不仅显示了自然对应物的特性，而且还具有先进的能力。 来自新墨西哥大学、桑迪亚国家实验室和华南理工大学的一个团队创造了红细胞，不仅可以将氧气输送到身体的各个部位，还可以输送药物、感知毒素和执行其他任务。 .
5. 合成血细胞
制造人造血细胞的过程 它是由天然细胞引发的，这些细胞首先涂上一层薄薄的二氧化硅，然后涂上一层正负聚合物。 然后蚀刻二氧化硅，最后用天然红细胞膜覆盖表面。 这导致了人工红细胞的产生，其大小、形状、电荷和表面蛋白质与真实红细胞相似。
此外，研究人员通过将新形成的血细胞推过模型毛细血管中的微小间隙，证明了它们的灵活性。 最后，在小鼠身上进行测试时，即使在循环 48 小时后也没有发现毒副作用。 测试用血红蛋白、抗癌药物、毒性传感器或磁性纳米粒子加载这些细胞，以表明它们可以携带不同类型的电荷。 人造细胞也可以作为病原体的诱饵。
自然黑客 这最终导致了基因校正、修复和工程化人类的想法，以及开放大脑接口以实现大脑之间直接交流的想法。
目前，人们对人类基因改造的前景充满了焦虑和担忧。 支持的论据也很强大，例如基因操作技术可以帮助消除这种疾病。 它们可以消除多种形式的疼痛和焦虑。 它们可以增加人们的智力和寿命。 有些人甚至说他们可以将人类幸福和生产力的规模改变许多数量级。
基因工程如果认真对待它的预期后果，它可以被视为一个历史事件，相当于寒武纪大爆发，改变了进化的步伐。 当大多数人想到进化时，他们会想到通过自然选择进行的生物进化，但事实证明，它的其他形式是可以想象的。
从二十世纪开始，人们开始修改动植物的 DNA（也可以看看： ), 创作 转基因食品等等。目前，每年有 XNUMX 万儿童在体外受精的帮助下出生。 越来越多的这些过程还包括对胚胎进行测序以筛查疾病并确定最可行的胚胎（一种基因工程形式，尽管基因组没有实际的积极变化）。
随着 CRISPR 和类似技术的出现 (6)，我们见证了对 DNA 进行真正改变的研究热潮。 2018年，何建奎创造了中国第一个转基因儿童，并因此入狱。 这个问题目前是激烈的伦理争论的主题。 2017年，美国国家科学院和国家医学院批准了人类基因组编辑的概念，但只是“在找到安全和性能问题的答案之后”和“仅在严重疾病的情况下并在密切监督下”。 "
“设计婴儿”的观点，即通过选择孩子应该具有的特征来设计人，引起了争议。 这是不可取的，因为据信只有富有和特权的人才能使用这种方法。 即使这样的设计在很长一段时间内在技术上是不可能的，它甚至会 基因操作 关于缺陷和疾病的基因缺失没有明确评估。 同样，正如许多人所担心的那样，这只会提供给少数人。
然而，这并不像那些主要从媒体插图中熟悉 CRISPR 的人想象的那样简单地剪掉和包含按钮。 许多人类特征和对疾病的易感性不受一两个基因的控制。 疾病范围从 拥有一个基因，为成千上万的风险选择创造条件，增加或减少对环境因素的敏感性。 然而，虽然许多疾病，如抑郁症和糖尿病，是多基因的，但即使简单地切除单个基因也通常会有所帮助。 例如，Verve 正在开发一种基因疗法，以降低心血管疾病的患病率，心血管疾病是全球主要的死亡原因之一。 相对较小的基因组版本.
对于复杂的任务，其中之一 疾病的多基因基础，使用人工智能最近成为了一个秘诀。 它基于开始为父母提供多基因风险评估的公司。 此外，测序的基因组数据集越来越大（有些测序的基因组超过一百万），这将随着时间的推移提高机器学习模型的准确性。
脑网络
在他的书中，现在被称为“大脑黑客”的先驱之一 Miguel Nicolelis 将通信称为人类的未来，是我们物种进化的下一个阶段。 他进行的研究中，他使用被称为脑-脑接口的复杂植入电极连接了几只老鼠的大脑。
Nicolelis 和他的同事将这一成就描述为第一台“有机计算机”，将活的大脑连接在一起，就好像它们是多个微处理器一样。 该网络中的动物已经学会以与任何个体大脑相同的方式同步其神经细胞的电活动。 网络化的大脑已经过测试，比如区分两种不同的电刺激模式的能力，它们通常优于个体动物。 如果老鼠相互连接的大脑比任何单一动物的大脑“更聪明”，想象一下由人脑相互连接的生物超级计算机的能力。 这样的网络可以让人们跨越语言障碍工作。 此外，如果大鼠研究的结果是正确的，那么将人脑联网可以提高性能，或者看起来如此。
最近有一些实验，在 MT 的页面中也提到过，这些实验涉及汇集一小群人的大脑活动。 坐在不同房间的三个人一起工作，以正确定位积木，以便在类似俄罗斯方块的视频游戏中弥合其他积木之间的差距。 两个充当“发送者”的人，头戴脑电图 (EEG)，记录他们大脑的电活动，看到间隙并知道是否需要旋转块以适应。 第三个人作为“接收者”，不知道正确的解决方案，只能依靠发送者大脑直接发出的指令。 总共有五组人接受了这个称为“BrainNet”（7）的网络测试，平均而言，他们在任务上达到了 80% 以上的准确率。
7. BrainNet 实验的照片
为了让事情变得更加困难，研究人员有时会在其中一位发送者发送的信号中添加噪声。 面对相互矛盾或模棱两可的指示，收件人很快学会了识别并遵循发件人更精确的指示。 研究人员指出，这是第一份关于许多人的大脑以完全非侵入性方式连接的报告。 他们认为，大脑可以联网的人数实际上是无限的。 他们还建议，通过同步脑活动成像 (fMRI) 可以改善使用非侵入性方法的信息传输，因为这可能会增加广播公司可以传达的信息量。 然而，功能磁共振成像并不是一个简单的过程，它会使已经非常困难的任务复杂化。 研究人员还推测，该信号可以针对大脑的特定区域，以触发接收者大脑中特定语义内容的意识。
与此同时，用于更具侵入性、或许更有效的大脑连接的工具正在迅速发展。 埃隆面具 最近宣布开发包含 XNUMX 个电极的 BCI 植入物，以实现计算机和大脑中的神经细胞之间的广泛通信。 (DARPA) 开发了一种可植入的神经接口，能够同时激发一百万个神经细胞。 尽管这些 BCI 模块并非专门设计用于互操作 脑脑不难想象它们可以用于这些目的。
除了上述之外，还有对“生物黑客”的另一种理解，它在硅谷尤其流行，包括各种类型的健康程序，有时科学基础令人怀疑。 其中包括各种饮食和运动技巧，以及包括。 输注年轻血液，以及植入皮下芯片。 在这种情况下，富人会想到诸如“黑客死亡”或老年之类的事情。 到目前为止，还没有令人信服的证据表明他们使用的方法可以显着延长寿命，更不用说某些人梦寐以求的长生不老了。
