Možgansko-računalniški vmesniki in zdravilne psihedelične droge

Tudi letos je pričakovati prebojne rezultate na področju znanosti. Pet strokovnjakov opisuje, kako se bodo njihova področja delovanja razvijala v prihodnjem letu in kakšne novosti še lahko pričakujemo.

Dr. Pascal Belin, nevroznanstvenik na Univerzi Aix-Marseille v Franciji in glavni raziskovalec v projektu Covoprim, ki ga financira EU, preučuje ljudi in opice, da bi bolje razumel, kaj se dogaja v možganih primatov, ko komunicirajo. Posnetki možganov razkrivajo izjemno podobnost med centri v možganih ljudi, marmozetk in makakov, ki zasvetijo, ko zaslišijo glas drugega pripadnika svoje vrste. Letos nameravajo raziskovalci vstaviti elektrode v možgane opice, da bi raziskali ta pojav na ravni živčnih celic. Pomen te raziskave je daljnosežen tako za ljudi, ki po možganski poškodbi ali kapi izgubijo sposobnost govora, kot za splošno človeško interakcijo s tehnologijo.

»Kmalu bomo lahko zelo jasno interpretirali aktivnost nevronov v različnih predelih možganov. Že zdaj vse bolje razumemo, kaj počne katero področje. Kmalu bomo lahko dekodirali, kaj kdo posluša, že samo z opazovanjem možganske aktivnosti. Prav tako bomo lahko razjasnili, kaj si ljudje predstavljajo, tudi ko svojih misli ne izrazijo na glas. To ni povsem enako kot branje misli. Gre bolj za rekonstrukcijo dogajanja v možganih z interpretacijo dejavnosti nevronov. Sčasoma bo naše novo znanje uporabljeno tudi za upravljanje strojev. To področje se že zdaj vedno bolj razvija.«

Na voljo bodo nevronski vsadki, kakršne že imajo nekateri bolniki z epilepsijo, ki se ne odzivajo na zdravljenje. Vsadke je mogoče strateško namestiti v možgane za izboljšanje človekovega zaznavanja – podobno, kot se polžev vsadek danes uporablja pri tisočih gluhih ljudeh, da lahko slišijo – ali za pošiljanje impulzov, ki dajejo ukaze računalniku.

»To bo pomenilo, da se bodo ljudje lahko izražali brez uporabe tipkovnice. Tipkovnica in pero sta nerodni bergli, ki sta bili potrebni na naši poti k tehnološkim inovacijam, da bi nam omogočili pretvorbo verbalnih informacij v naših možganih v pisane besede, toda ko bo vaš računalnik te informacije prebral neposredno iz vaših možganov, ju ne boste več potrebovali. Čeprav nisem specialist za možgansko-računalniške vmesnike, verjamem, da bo tovrstna inovacija na voljo čez pet do deset let, ne šele čez 40.«

Zdravljenje s psihedeličnimi drogami

Psihedelične droge v kombinaciji s specialistično psihoterapijo so obetavne pri zdravljenju kroničnih duševnih bolezni. Znanstveniki v Evropi in ZDA, vključno z dr. Claudio Schwarz-Plaschg, razkrivajo nevroznanost psihedeličnih izkušenj v upanju, da bodo odpravili izčrpavajoča stanja, kot sta depresija in travma. Dr. Schwarz-Plaschgova je končala projekt ReMedPsy, v katerem je preučevala, kako družba sprejema te substance.

»V prihodnosti si želim, da bi raziskave o koristnih učinkih psihedelikov pripomogle k reševanju težav z duševnim zdravjem, kot so depresija, posttravmatska stresna motnja (PTSD) in zasvojenost, ter obenem vključile vsa stanja, v katerih sta um in telo integrirana – od avtizma in demence do debelosti in bolečinskih motenj. Pričakujem tudi več raziskav o tem, kako lahko psihedeliki povečajo ustvarjalnost in pomagajo pri reševanju problemov, saj je znano, da te substance spodbujajo spremembe v perspektivi.«

Kar zadeva tveganja, potrebujemo tudi več študij o škodljivih učinkih psihedelikov, je dodala. Slabe izkušnje namreč lahko močno ogrozijo tudi pozitiven napredek. Po njenem pričakovanju bo v prihodnjih letih vse več pogovorov na širši ravni o dekriminalizaciji in legalizaciji drog, kar bo vključevalo tudi psihedelike.

»Pričakujem tudi več raziskav o duhovnih in religioznih koristih teh substanc. V zahodni družbi namreč doživljamo duhovno krizo. Psihedeliki bi lahko pomagali ljudem, da spet najdejo globlji smisel življenja. Upam, da bo leto 2023 meni in drugim kritičnim znanstvenikom omogočilo, da natančno preučimo, kako se ustvarja znanje na tem področju. Kakšen vpliv imajo psihedelične raziskave na skupnosti, ki uporabljajo psihedelike veliko dlje kot zahodna znanost? Ali lahko črpamo znanje iz domorodnih in obrobnih skupnosti, ne da bi ga vračali?«

Nove sestavine za prihodnje baterije

Bolj varna mesta prihodnosti

Po mnenju profesorja Giana Paola Cimellara, inženirja na Politehnični univerzi v Torinu v Italiji, bodo mesta prihodnosti ponujala boljšo varnost prebivalcev in objektov. Profesor Cimellaro je vodil projekt Ideal drone za razvoj dronov, ki jih lahko uporabijo gasilci za pomoč pri iskanju ljudi, ujetih v gorečih stavbah. Prepričan je, da se bodo tehnike za spremljanje stavb in reševanje civilistov v prihodnjih letih neizmerno izboljšale.

»Zgodile se bodo velike spremembe na področju odpornosti proti nesrečam – tako na kratki kot na srednji rok. Napredne tehnologije, ki jih razvijamo, omogočajo sledenje ljudem znotraj zgradb in kmalu bomo to lahko še izpopolnili. Reševalne ekipe bodo na primer nosile 'oklep' – robustne obleke, ki se sinhronizirajo z gibanjem osebe ter ji dajejo zaščito in moč – da lahko premaknejo težke ruševine in pridejo do preživelih.«

Podnebne spremembe bodo povzročile večji pritisk na trenutno infrastrukturo, kar pomeni, da bodo nesreče pogostejše. »Graditi bomo morali bolj odporno infrastrukturo. Če se, denimo, delno zruši most, se funkcionalnost zmanjša. Zmanjšali bomo izpade. Če se vrnem k primeru mosta, je edini način, da danes ugotovimo, ali je varen, vizualni pregled. Inženir pregleda konstrukcijo in se odloči, ali bo določen del zamenjal ali ne. Toda kmalu se bodo senzorji pocenili in mostovi jih bodo polni. Senzorji nam bodo poročali o stopnji staranja mosta. Tako lahko problem rešimo takoj, ko ga zaznamo, in še preden pride do krize.«

Sčasoma bo na voljo tudi »super umetna inteligenca«, pri kateri bo stroj pametnejši od inženirja in bo lahko pregledoval zgradbe ter izvajal dejanja bolje kot kateri koli človek. »Pri zelo dolgih mostovih bodo preglede izvajali droni, ki bodo s kamerami visoke ločljivosti, toplotnimi kamerami in laserskimi skenerji zbirali več informacij hkrati.«

Električna in hibridna letala

Ker potovanja z letalom prispevajo h globalnemu segrevanju, evropski raziskovalci raziskujejo potencial električnih in hibridnih motorjev za zmanjšanje ogljičnega odtisa letal. Glede na to, da so današnje baterije še daleč od tega, da bi bile pripravljene za komercialno uporabo, Fabio Russo, vodja raziskav pri italijanskem proizvajalcu letal Tecnam in koordinator projekta H3PS, pravi, da resnični napredek zahteva konkretne zaveze letalskih prevoznikov.

Baterije delujejo le v lahkih letalih s časom letenja približno 20 ali 30 minut, torej to očitno ne bo primerno za ljudi, ki želijo leteti tudi na kratke razdalje s komercialnimi letali, je pojasnil. »Zakaj se stvari ne dogajajo tako hitro, kot bi si želeli? Čeprav vidimo veliko sporočil za javnost od letalskih prevoznikov, ki izražajo namero, da bodo delovali trajnostno, se le redko zgodi kaj konkretnega. Ni naprednega poslovnega modela, ni smiselnih zavez, ko gre za obljube o nakupih čistejših letal. To proizvajalcev ne spodbuja k sprostitvi ogromnih naložb. In to je treba spremeniti.«

»Trenutno baterije v letalu ni več mogoče uporabljati, ko njena zmogljivost pade pod 90 odstotkov, ker je na tej točki domet letenja resno ogrožen in obstaja povečano tveganje pregretja baterije. To pomeni, da je treba po približno 800 ciklih letenja – običajno to pomeni nekaj tednov letenja – baterijo odstraniti in kupiti novo, ki verjetno stane več tisoč evrov. In to samo za letalo z devetimi potniki z zelo majhnim dosegom. To je predrago, da bi bilo poslovno smiselno, poleg tega je potratno za okolje. Upam, da bomo v prihodnjih nekaj letih našli načine, kako podaljšati življenjsko dobo baterij in jih 'obnoviti', kar pomeni, da bi letalska družba baterijo vrnila proizvajalcu in dobila drugo z novimi celicami. Staro bi nato prodali za napajanje drugih strojev, kot je potrošniška elektronika, ali tistih, ki se uporabljajo za shranjevanje energije.«

Biocement in beton, ki se popravi sam

Zagotavljanje pitne vode

Medtem ko število prebivalcev narašča in so suše vse pogostejše, znanstveniki iščejo nove načine za pretvorbo slane vode v sladko. George Brik je glavni izvršni direktor belgijskega podjetja Hydro Volta s patentirano tehnologijo razsoljevanja. Tehnologija, razvita v projektu SonixED, je veliko bolj zelena od katere koli, ki se uporablja dandanes, ter zahteva veliko manj energije in kemikalij.

Svet ima tako rekoč neomejene zaloge morske vode, vendar je njeno razsoljevanje s tradicionalnimi tehnikami potratno, drago in okolju škodljivo. »Z našo tehnologijo je pretvorba morske vode v sladko cenejša in varnejša za okolje. Zdaj moramo le še razširiti svoje procese in posredovati sporočilo vladam in industriji, da jim lahko pomagamo rešiti pomemben in vse večji problem. Prepričan sem, da bomo to priložnost dobili v prihodnjih nekaj letih,« je pojasnil Brik, ki se je v Belgijo z družino preselil iz v vojni porušene Sirije.

--------------------

Raziskave, omenjene v članku, je financirala Evropska unija. Članek je bil prvotno objavljen v reviji Horizon, reviji EU za raziskave in inovacije.