۱۰ کشف علمی برتر سال ۲۰۲۳

در این مطلب قصد داریم ده مورد از بزرگترین یافته های علمی در سال ۲۰۲۳ را به شما معرفی کنیم؛ دستاوردهایی که می‌توانند آینده بشر را متحول کنند.

سال ۲۰۲۳ میلادی، سال بزرگی برای علم بود؛ از هوش مصنوعی گرفته تا انواع اکتشافات علمی و فضایی در این سال شکوفا شدند. تیم‌هایی از دانشمندان در سراسر جهان توانستند به اکتشافات مهمی در بسیاری از زمینه‌های علمی دست پیدا کنند. فهرست کردن تمام این دستاوردها و یافته های علمی در اینجا، غیر ممکن است، اما حالا می‌خواهیم ۱۰ تا از بزرگترین یافته های علمی در سال ۲۰۲۳ را بررسی کنیم. این اکتشافات و دستاوردها می‌توانند تاثیر چششویری بر آینده بشر بگذارند.

نگاهی به بزرگترین یافته های علمی در سال ۲۰۲۳

حالا بدون هیچ اضافه‌گویی، بیایید ۱۰ مورد از بزرگترین یافته های علمی در سال ۲۰۲۳ میلادی را مرور کنیم:

۱۰٫ روش جدید برای جذب دی اکسید کربن از جو

تیمی از محققان دانشگاه لیهای در پنسیلوانیا، اخیرا روشی ابداع کرده‌اند که به‌طور موثری دی‌ اکسی کربن را از هوا گرفته، آن را به بی کربنات سدیم یا جوش شیرین تبدیل کرده و در اقیانوس و دریاها ذخیره می‌کند. این مطالعه در Science Advances منتشر شده و بیانگر آن است که این تکنیک جدید تا سه برابر کارآمدتر از روش‌های فعلی برای جذب ذرات کربن از جو است.

این فناوری از اصلاح مواد جاذب با مس به‌دست آمده و به‌طور قابل توجهی ظرفیت آن را برای جذب غلظت‌های بسیار رقیق CO2 بهبود می‌بخشد. ماده به‌دست آمده، بسیار مقرون‌به‌صرفه‌تر است و می‌تواند هزینه‌های فعلی را کاهش دهد و به‌طور بالقوه، هزینه‌ها را به حدود صد دلار در هر تن CO2 برساند. CO2 جذب شده با این روش می‌تواند به جوش شیرین یا بی کربنات سدیم تبدیل شود و آن را برای کاهش اسیدی شدن آب اقیانوس‌ها، در دریاها و اقیانوس‌ها رها کنند.

این فناوری می‌تواند بسیار امیدوارکننده و تاثیرگذار باشد؛ اما کارشناسان و محققان بر این باور هستند که نگرانی‌های زیست‌محیطی مانند تاثیر بلندمدت این روش بر اکوسیستم‌های دریایی باید مورد توجه قرار بگیرد. با این حال محققان دانشگاه لیهای در پنسیلوانیا می‌گویند این فناوری برای انجام آزمایش‌های بیشتر و بررسی‌های نظارتی آماده است.

۹٫ واکسن های معکوس

محققان دانشکده مهندسی مولکولی پریتزکر در دانشگاه شیکاگو در ماه سپتامبر امسال ساخت واکسن های معکوس را اعلام کردند. این واکسن‌ها می‌توانند بیماری‌های خودایمنی مانند مولتیپل اسکلروزیس یا ام اس و دیابت نوع ۱ را بدون سرکوب کل سیستم ایمنی بدن، معکوس کنند. واکسن‌های سنتی، سیستم ایمنی بدن را تحریک می‌کنند، اما این رویکرد جدید حافظه سیستم ایمنی را از مولکول‌ها و سلول‌های خاص پاک می‌کند و موجب جلوگیری از واکنش‌های خودایمنی می‌شود.

این تیم از محققان دانشگاه شیکاگو، مولکول‌ها را با نوع خاصی از قندها اصلاح کردند تا سازوکار تحمل ایمنی طبیعی بدن را تقلید کنند. آنها تلاش کردند به سیستم ایمنی بدن آموزش دهند که مولکول‌های خاصل را تحمل کنند. واکسن معکوس در طول آزمایش‌های انجام شده توانست با موفقیت، حملات به سلول‌ها را در یک بیماری از نوع مولتیپل اسکلروزیس یا ام اس در حیوانات متوقف کند.

واکسن های معکوس در صورت توسعه بیشتر می‌توانند جایگزین بالقوه‌ای برای درمان بیماری‌های خود ایمنی فعلی محسوب می‌شوند. این بیماری‌ها اغلب با سرکوب گسترده سیستم ایمنی، عوارض جانبی متعدد و خطرناکی را به‌همراه دارند.

۸٫ توالی یابی کروموزوم Y

کروموزوم Y بخش مهمی از سلول زنده انسان را تشکیل می‌دهد. این کروموزوم نقش تعیین‌کننده‌ای در تنظیم مواردی مانند رشد جنسی و باروری دارد. با توجه به ماهیت کروموزوم Y، حتی پس از توالی‌یابی ژنوم انسان در طول پروژه ژنوم انسانی، توالی‌یابی کروموزوم Y با مشکلاتی همراه بود.

با این حال در سال ۲۰۲۳، گروهی از محققان به رهبری «کنسرسیوم تلومر به تلومر» با تلاش نوآورانه خود توانستند این کار را انجام دهند و توالی‌یابی کروموزوم Y را تکمیل کنند. آنها از فناوری پیشرفته «توالی‌خوانی طولانی» و روش‌های محاسباتی استفاده کردند تا در نهایت بتوانند یک توالی کامل از کروموزوم Y را ارائه دهند. با این دستاورد، ما می‌توانیم درک جامع‌تری از مسائلی مانند ناباروری مردان، تولید اسپرم و بیماری‌های مرتبط با سن که به کروموزوم Y ارتباط دارند، داشته باشیم.

۷٫ تشخیص امواج در فضا-زمان

گروهی از محققان به سرپرستی رصدخانه امواج گرانشی نانوهرتز در آمریکای شمالی (NANOGrav)، اخیرا توانستند شواهدی را ارائه کنند که منجر به تشخیص امواج در فضا-زمان می‌شوند. آنها با استفاده از تپ‌اخترها به‌عنوان فانوس‌های دریایی و همچنین تلسکوپ‌های رادیویی موفق شدند امواجی را شناسایی کنند که احتمالا از جفت سیاهچاله‌های بسیار پرجرم در کهکشان‌های ادغام شده سرچشمه می‌گیرد. این کشف با نظریه‌های ارائه شده توسط آلبرت اینشتین نیز مطابقت دارد.

نتایج این مطالعات در Astrophysical Journal Letters منتشر شده و درک بهتری از امواج گرانشی فرکانس پایین را به ما ارائه می‌کند. این نتایج پس از بررسی ۱۵ ساله توسط تیم NANOGrav به‌دست آمده و می‌تواند بینش کامل‌تری از منشا و تکامل جهان در اختیار ما قرار بدهد. تلاش مشترک تحقیقات محققان بین‌المللی و استفاده از تلسکوپ‌های رادیویی مانند تلسکوپ Green Bank و تلسکوپ Arecibo، به‌طور قابل توجهی به دانش ما از نحوه شکل‌گیری و رشد کهکشان‌ها در طول زمان، تکامل سیاهچاله‌ها و منابع انرژی خارجی مانند رشته‌های کیهانی اضافه می‌کند.

۶٫ اولین نقشه از مغز حشرات

محققان دانشگاه جان هاپکینز توانستند اولین نقشه جامع از سیم‌کشی‌های الکتریکی درون مغز یک حشره، به‌ویژه حشره میوه را تکمیل کنند. این نقشه که در Science منتشر شده، نقشه دقیقی از ۳۰۱۶ نورون که توسط ۵۴۸ هزار سیناپس به هم متصل شده‌اند را نشان می‌دهد. به‌گفته محققان، ساختار مغز شوس میوه از نظر نقاط تصمیم‌گیری و یادگیری، بسیار شبیه به مغز انسان است.

این مطالعه به‌مدت یک دهه به رهبری جاشوا وگلستاین ادامه داشت و آنها از ابزارهای محاسباتی، میکروسکوپ الکترونی و برش مغز برای دستیابی به این هدف استفاده کردند. این پیشرفت برای درک عملکردهای اساسی مغز، اهمیت زیادی دارد و بینش‌هایی را در مورد نحوه عبور سیگنال‌ها از مسیرهای عصبی و تاثیرگذاری آنها بر رفتار و یادگیری ارائه می‌دهند. نقشه‌بردای کامل از ۸۰ میلیارد نورون مغز انسان و صدها تریلیون سیناپس، هنوز یک هدف دست‌نیافتنی برای محققان به‌شمار می‌رود، اما دستیابی به اولین نقشه از مغز حشرات می‌تواند یک نقطه شروع برای یادگیری بیشتر در این زمینه باشد.

۵٫ ارتباط دیجیتال بین مغز و ستون فقرات

بر اساس یک مقاله تحقیقاتی منتشر شده در Nature، دانشمندان توانستند با موفقیت یک پل دیجیتال بی سیم به‌عنوان رابط بین مغز و ستون فقرات ایجاد کنند که به بیماران مبتلا به فلج ناشی از ستون فقرات اجازه می‌دهد تا به‌طور طبیعی راه بروند و فعالیت کنند. طی این پژوهش، یک بیمار در یک برنامه پنج ماهه تحت آزمایش قرار گرفت و در نهایت شاهد بهبود توانایی‌های حرکت کردن، ایستادن و راه رفتن او بودیم.

BSI یا همان رابط مغز و ستون فقرات ارتباط مستقیمی بین مغز و نخاع ایجاد می‌کند و عضلات اندام تحتانی را فعال خواهد کرد. این رابط پس از یک سال نصب، حتی در هنگام استفاده در خانه نیز پایدار می‌ماند. این پژوهش بخشی از مطالعه امکان‌سنجی بالینی Stimulation Movement Overground بود و محققان با استفاده از تکنیک‌های تصویربرداری پیشرفته و ابزارهای محاسباتی، توانستند نقاط مرتبط با حرکات اندام تحتانی را در مغز شناسایی کنند و ایمپلنت BSI را به‌طور دقیقی در جای خود قرار دهند. این فناوری در آینده می‌تواند زندگی بسیاری از افراد مبتلا به فلج یا آسیب‌های ستون فقرات را در سراسر جهان بهبود ببخشد.

۴٫ کشف قدیمی ترین کهکشان‌ها توسط تلسکوپ غول‌پیکر

تلسکوپ فضایی جیمز وب اخیرا توانست چهار کهکشان قدیمی را در فضا کشف کند. این مطالعات در Nature Astronomy منتشر شده و بر اساس اطلاعات به‌دست آمده، قدمت این کهکشان‌ها به حدود ۳۰۰ تا ۵۰۰ میلیون سال پس از بیگ بنگ بازمی‌گردد. یکی از این کهکشان‌ها با نام JADES-GS-z13-0 تنها ۳۲۰ میلیون سال پس از انفجار بزرگ یا بیگ بنگ شکل گرفته و رکورد قدیمی ترین کهکشان کشف شده توسط منجمان را به نام خود ثبت کرده است.

این کهکشان‌ها با وجود جرم نسبتا کم خود، نرخ‌های غیر منتظره‌ای از شکل‌گیری ستاره‌های فعال را نشان می‌دهند و تصورات قبلی ما از تشکیل ستاره‌ها در کهکشان‌ها را به چالش می‌کشند. این کشف در دورترین و غیر قابل مشاهده‌ترین بخش کیهان مشاهده شده و برای این منظور از دوربین مادون قرمز نزدیک (NIRCam) و طیف‌نگار مادون قرمز نزدیک (NIRSpec) استفاده شده است. اخترشناسان با تجزیه و تحلیل تغییر رنگ و ترکیب شیمیایی کهکشان‌ها، توانستند سن حدودی این کهکشان‌ها را شناسایی کنند.

۳٫ اولین پیوند کرایوژنیک موفق

کرایوژنیک (Cryogenics) یک زمینه مطالعاتی است که با حفظ اندام‌ها در دماهای بسیار پایین، سر و کار دارد. اخیرا محققان دانشگاه مینه‌سوتا در آمریکا توانستند با پیوند موفقیت‌آمیز کلیه‌ای که مجددا گرم شده بود به یک موش صحرایی، به نقطه عطفی در این زمینه دست پیدا کنند. بر خلاف آزمایش‌های قبلی در این زمینه، این کلیه پس از پیوند با موفقیت به کار خود ادامه داد و نشان داد که پیوند کرایوژنیک می‌تواند در آینده نزدیک برای انسان‌ها نیز مورد استفاده قرار بگیرد.

بر اساس برآوردهای انجام شده، حدود ۲۰ درصد از کلیه‌های اهدایی به‌دلیل زمان محدود نگهداری روی یخ، بلااستفاده می‌شوند و نمی‌توانند به موقع به بیماران پیوند داده شوند. حالا با این پیشرفت، پزشکان می‌توانند اندام‌ها را به‌مدت طولانی‌ترین ذخیره‌سازی کنند و به این ترتیب جان میلیون‌ها نفر را در این فرایند، نجات دهند.

محققان در این مسیر از یک فرایند گرم شدن نانو با استفاد از نانوذرات اکسید آهن پراکنده در محلول ضد سرما بهره بردند. این روش به‌طور یکنواخت و سریع، اندام را از درون گرم می‌کند و چالش‌های قبلی انجماد یا کرایوژنیک را پشت سر می‌گذارد. کلیه‌ای که در این آزمایش مورد استفاده قرار گرفت، به‌مدت صد روز ذخیره شده بود و پس از پیوند، عملکرد کلیه در پنج موش صحرایی طی ۳۰ روز بازیابی شد.

۲٫ ایجاد انرژی اضافی با آزمایش همجوشی هسته‌ای

در آزمایشی که در آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور انجام شد، محققان برای اولین بار توانستند در طول آزمایش همجوشی هسته‌ای، انرژی بیشتری نسبت به پالس لیزی که برای شروع آن استفاده می‌شد، تولید کنند. به‌طور متوسط، این واکنش‌ها توانستند حدود ۵۰ درصد انرژی بیشتری را از واکنش‌های همجوشی هسته‌ای نسبت به آنچه مصرف می‌کردند، تولید کنند که این امر، نقطه عطفی در تولید انرژی پایدار خواهد بود.

پتانسیل واکنش‌های همجوشی هسته‌ای، توانایی آنها برای تولید مقادیر زیادی انرژی پاک با حداقل منابع است که می‌تواند یک راه‌حل بسیار خوب برای چالش‌های پیش روی انرژی در جهان باشد. این پیشرفت با فرایند خاصی به‌نام همجوشی محصورکننده اینرسی به‌دست آمد و طی آن، محققان از یک سری لیزرها برای گرم کردن گلوله‌های سوخت و تولید پلاسما یا ابری از یون‌های باردار استفاده کردند. به‌گفته محققان، ایجاد انرژی اضافی در این فرایند، یک قدم بزرگ برای تحققات آینده در این زمینه محسوب می‌شود؛ اما برای انجام این کار و صرفه اقتصادی و عملی آن به آزمایش‌های بیشتری نیاز خواهد بود.

۱٫ تبدیل افکار به متن به وسیله هوش مصنوعی

محققان دانشگاه تگزاس اخیرا یک فناوری هوش مصنوعی توسعه داده‌اند که می‌تواند فعالیت مغز را به متن پیوسته تبدیل کند. این فناوری یک روش غیر تهاجمی برای رمزگشایی افکار ارائه می‌دهد و یک پیشرفت بزرگ نسبت به روش‌های رمزگشایی تک کلمه‌ای یا جمله‌های کوتاه که قبلا وجود داشت، محسوب می‌شود. طی این آزمایش، شرکت‌کنندگان ساعت‌ها در یک اسکنر به پادکست‌ها گوش می‌دادند و رمزگشای هوش مصنوعی هنگام گوش دادن به این پادکست‌ها، متنی را از فعالیت مغز آنها تولید می‌کرد.

این پیشرفت برای افرادی که هوشیار هستند، ولی به‌دلیل انواع اختلالات قادر به صحبت کردن نیستند، کمک شایانی خواهد کرد. با این فناوری، میلیون‌ها نفر از افرادی که از بیماری‌هایی مانند سکته مغزی یا بیماری‌های نورون حرکتی رنج می‌برند و قادر به تکلم نیستند، می‌توانند افکار خود را به متن تبدیل کنند. البته این سیستم فعلا قادر به ترجمه کامل افکار نیست، اما خروجی به‌دست آمده از آن به چیزی که سوژه‌ها به آن فکر می‌کردند، بسیار نزدیک بود. همچنین برخی محققان این نگرانی را دارند که آیا می‌توان از این فناوری برای استخراج اطلاعات از ذهن افکار، بدون رضایت آنها استفاده کرد یا خیر.

نظر شما در رابطه با بزرگترین یافته های علمی در سال ۲۰۲۳ چیست و کدام‌یک از آنها را برای پیشرفت بشر و تحول زندگی انسان‌ها، حیاتی‌تر می‌دانید؟