5 incredibili tecnologie che stanno rivoluzionando la biotecnologia

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La singolarità

Alcuni scienziati immaginano parti cibernetiche in sostituzione di arti cancerosi e invecchiamento dei cuori, aumentando radicalmente la longevità. (Credito immagine: Lobke Peers | Shutterstock)

La biologia e la tecnologia stanno progredendo in rapida sinergia tra loro, portando a progressi sorprendenti in campi che vanno dalla medicina alle neuroscienze al computer.

Scienziati, futuristi e transumanisti si sono riuniti al Congresso internazionale Global Future 2045 a New York dal 15 al 16 giugno, per discutere di come queste tecnologie stiano aprendo la strada verso l'immortalità digitale.

Ecco alcune delle incredibili tecnologie che stanno avvicinando l'umanità alla singolarità tecnica, il punto in cui la tecnologia supererà la potenza del cervello umano e emergerà la "superintelligenza".

Androidi Incredibili

Gli umani stanno accanto ai loro gemelli robot geminoidi. (Credito immagine: Courtesy of Geminoid.DK | Julie Rafn Abildgaard, AAU)

Da HAL in "2001: Odissea nello spazio" a Terminator, i robot hanno catturato a lungo l'immaginazione del pubblico. Ma l'immaginazione sta cedendo il passo alla realtà, con lo sviluppo di androidi sempre più realistici. Il robotico giapponese Hiroshi Ishiguro, direttore dell'Intelligent Robotics Laboratory dell'Università di Osaka, in Giappone, ha dimostrato un clone androide avanzato di se stesso al congresso Global Future 2045 nel giugno 2013, ad esempio. L'androide non poteva passare completamente per gli umani però ... almeno, non ancora.

Gli androidi del futuro possono mescolarsi perfettamente con gli umani in carne e ossa, fungendo da amici per i bambini e forse anche partner coniugali o sessuali, alcuni hanno ipotizzato.

Interfacce cervello-computer

Alcuni futuristi prevedono che gli umani saranno in grado di caricare la propria coscienza sui computer nel prossimo futuro. (Credito immagine: BrainGate 2, www.braingate2.org)

Le interfacce cervello-computer (BCI) o interfacce cervello-macchina hanno registrato progressi significativi negli ultimi anni. Alcuni BCI mirano a ripristinare la mobilità delle persone che sono paralizzate da lesioni del midollo spinale, ictus o malattie cerebrali. Altri mirano a ripristinare i sensi come la vista o l'udito. I ricercatori stanno persino sviluppando BCI per ripristinare la memoria.

I BCI impiantati nelle aree motorie del cervello possono registrare i segnali elettrici che rappresentano movimenti particolari. Un computer decodifica i segnali e li utilizza per controllare un cursore del computer o un arto protesico. Al congresso Global Future 2045, gli ingegneri José Carmena e Michel Maharbiz dell'Università della California, Berkeley hanno descritto il loro lavoro per creare BCI stabili, di lunga durata e completamente senza fili.

Sempre alla conferenza, l'ingegnere neurale Theodore Berger dell'Università della California del Sud a Los Angeles ha parlato dello sviluppo di una protesi di memoria. Il dispositivo sostituirà parte dell'ippocampo del cervello, in cui la memoria a breve termine viene convertita in memoria a lungo termine. Finora Berger ha avuto successo nei ratti e nelle scimmie e attualmente sta testando il dispositivo sull'uomo.

Arti bionici

Gli umani sono sempre più esposti ai robot nella loro vita quotidiana. (Credito immagine: photobank.kiev.ua | Shutterstock)

Il corpo robotico di Darth Vader potrebbe essere più vicino alla realtà di quanto la gente pensi. Gli arti protesici di oggi sono notevolmente avanzati. Il cosiddetto braccio "Luke" - intitolato al braccio protesico di Luke Skywalker in "Star Wars" e realizzato dall'azienda dell'inventore Dean Kamen DEKA - è uno degli arti bionici più sofisticati disponibili. Il braccio è controllato tramite un joystick a pedale e fornisce feedback di vibrazione sulla forza della presa della mano.

Al congresso Global Future 2045, l'inglese Nigel Ackland ha dimostrato la sua mano artificiale Bebionic 3, che rivaleggia con il braccio Luke in quanto utilizza segnali direttamente dai muscoli della parte superiore del braccio per controllare la mano, al contrario di un joystick del piede. Ackland, che ha perso la sua vera mano in un incidente industriale, ha detto che la sua mano Bebionic ha migliorato enormemente la sua vita.

Grazie alle interfacce cervello-computer, alcune braccia bioniche possono ora essere controllate direttamente dal cervello. La prossima sfida è fornire feedback sensoriali dall'arto protesico, affermano gli scienziati.

Optogenetics

Il cervello è costituito da un numero inconcepibile di cellule. (Credito immagine: Dreamstime)

L'optogenetica è una tecnica recentemente sviluppata per controllare l'attività dei singoli neuroni. Uno dei primi sviluppatori della tecnica, Ed Boyden del MIT, ha descritto come funziona in un discorso al congresso Global Future.

I segnali neuronali sono innescati dal movimento di atomi carichi, o ioni, attraverso i canali nelle loro membrane cellulari. Alcuni tipi di alghe e altri organismi possiedono proteine ​​del canale sensibili alla luce, codificate nel loro DNA da geni specifici. Usando metodi nel campo della terapia genica, gli scienziati possono iniettare questi geni nei neuroni di un animale, facendo "accendere" o "spegnere" le cellule in risposta alla luce. Usando l'optogenetica, i ricercatori possono andare oltre l'osservazione dell'attività cerebrale per manipolarla attivamente. Ad esempio, attivando i neuroni olfattivi, gli scienziati potrebbero far "odorare" la luce di un animale - in altre parole, i neuroni normalmente attivati ​​dagli odori ora rispondono a un segnale luminoso.

Computer molecolari

I computer del futuro potrebbero non essere fatti di silicio, ma di DNA. Secondo alcune metriche, i computer a DNA sono già molte volte migliori di quelli tradizionali, ha affermato George Church, genetista della Harvard Medical School, al congresso Global Future 2045.

Il DNA è una molecola ricca di informazioni e può essere utilizzata per il calcolo in vari modi. I chip del computer sono costruiti utilizzando porte logiche (come AND, OR e NOT) che svolgono funzioni matematiche su determinati input. Allo stesso modo, queste porte possono essere costruite dal DNA e collegate per eseguire calcoli all'interno delle cellule.

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