Deset objevů, kterými letos věda změnila svět

Ačkoliv řada lidí od nového roku čekala další pokrok od částicového urychlovače LHC, tento si letos vybral několikaletou zaslouženou dovolenou. Přesto se však rok 2013 nesl ve znamení mnoha vědeckých úspěchů, ať už na poli teoretickém nebo aplikovaném.

I pokud jste se našim zprávám po předešlých 365 dnů vyhýbali, jejich sesumírování by vám nemělo uniknout.

10) Očkování proti rakovině

Boston se v posledních letech stává novou Mekkou vědy. Zdejší Boston Dynamics je jednou z čelních firem v aplikovaném výzkumu robotiky, avšak pokrok v informační technologii má i potenciál pomoci medicíně – na konci roku totiž bostonští vědci oznámili brzké zahájení klinických testů v "očkování proti rakovině".

Oproti tradičnímu očkování, které spoléhá na injektování mrtvé či oslabené infekce, je nový postup sofistikovanější – má spočívat v implantování malého čipu, jež „nabíjí! buňky imunitního systému k efektivnějšímu boji s rakovinovými buňkami. Dosavadní pokusy na myších prokázaly famózní devadesátiprocentní míru úspěšnosti. Současná metoda je sice kalibrována "pouze" proti rakovině kůže, teoreticky by však měla jít upravit i pro kterákoliv jiná nádorová onemocnění.

9) Autonomní vozidla

Výzkum na poli autonomních vozů sice probíhá už několik let, právě letos se však společnosti začaly předhánět ve snaze dotáhnout své projekty do zdárného konce. Jejich ambice? BMW slibuje částečně automatizované řízení do roku 2020, plně pak o pět let později. Miliardář Elon Musk však vidí spodní hranici již o pár let dříve. Na svých autopilotech pro automobily však pracují prakticky všechny větší automobily, řada nadšenců i stále rozsáhlejší společnost Google.

Do oblasti se tak sypou horentní sumy peněz a s každým investovaným dolarem je méně pravděpodobné, že by nám tentokrát sen o legálním spaní za volantem měl uniknout. Oproti dřívějším ambicím totiž nové systémy spoléhají především na pokrok v mobilních počítačích a systémech mapování i navigace. Například systém Googlu hodlá využít rozpoznávání pozice vozu dle dřívějších fotografií jeho Google Street View – tedy něco, co dekádu nazpět nebylo možné. Zbývá tak jen doufat, že koncept dostatečně zaujme i zákonodárce. Bez skutečně neprůstřelné bezchybnosti systému totiž hrozí, že ambicím zlomí vaz regulační nařízení.

8) Objev Zemi podobných exoplanet

Vesmírný výzkum letos těžil především z pokračujícího lovu na planety mimo sluneční soustavu, tzv. exoplanety. Těch se k tomu to datu podařilo najít už tisícovku, a dalšími sedmi stovkami kandidátů čekajících na potvrzení. Nové metody detekce spolu s novými satelity však slibují v brzké době odhalit další tisíce nových exoplanet, a dost možná i exoměsíců – první kandidát na něj už byl koncem roku také odhalen. To není špatné skóre uvážíme-li, že ještě dvě desetiletí nazpět nebylo vyloučeno, že naše sluneční soustavy je ojedinělým zázrakem. S každou odhalenou planetou navíc roste šance, že objevíme svět vhodný pro život – a to jak pro možné přesídlení lidstva, tak i hledání mimozemských civilizací. Hubblův teleskop ostatně v průběhu roku našel stopy přítomnosti vody v atmosféře pěti různých vzdálených světů…

Sondy však nespaly ani v naší sluneční soustavě. Po celý rok zdárně po Marsu rajtoval rover Curiosity, a mimo jiné objevil důkazy o velkém vodním jezeru vhodném pro uchycení primitivních forem života. Na konci roku si své robotické vozítko připsala i Čína, obnovila s ním povrchový průzkum Měsíce. Dost možná nejvýznamnější objev roku však nebyl spojen ani s Lunou ani s Marsem, nýbrž s Jupiterovým měsícem Europa. NASA totiž odhalila, že Hubblův teleskop zde pozoroval známky vodních par prorážejících ledovou slupku planety. To značí přítomnost druhu tektoniky – kde je tektonika, tam je teplo, chemikálie a dost možná i život.

7) Nejeden projekt Elona Muska

Může být sice poněkud obskurní jmenovat vedle léčení rakoviny a vesmírných objevů jméno jednoho člověka, který ani není špičkový vědět, když však nic jiného, americký miliardář Elon Musk dělá vědě obrovské jméno. Jenom letos obsadil několikrát pozici na stránkách běžných novin, a splnil tak svou pověst skutečného Tonyho Starka (filmový obraz Iron Mana byl inspirován právě Muskem).

Muskových projektů je hned několik: jeho automobilka Tesla Motors už několik let úspěšně prodává elegantní elektrické vozy, stranou nestojí ani jeho privátní vesmírná společnost SpaceX, která letos pokračovala ve vývoji znovupoužitelné rakety Grasshopper (startuje i přistává kolmo) a úspěch si zapsala i vynesením satelitu na geostacionární dráhu. Dva další, mírně utopické projekty, však Muskovy připsaly zdaleka největší popularitu. Tím prvním je jeho vize kolonie pro 40 tisíc lidí na Marsu, a to celé v době, kdy na Rudé planetě nebyl, byť jen jediný astronaut. Druhá snaha je o něco skromnější, přesto je onálepkována ambicí změnit navždy dopravu – jmenuje se Hyperloop a teoreticky má dosahovat větší rychlosti než dopravní letadla. Teprve se však uvidí, jestli vůbec vznikne…

6) Biotické oko a další implantáty

Pomalu se blíží doba, kdy se robotické implantáty stanou tak běžné jako jsou dnes naslouchátka nebo kontaktní čočky. Koncem roku tak ve Spojených státech začalo být distribuováno umělé oko Argus II, které je co do preciznosti sice na míle daleko od toho lidského, přesto jeho systém brýlí s kamerou a implantátů v oku slibuje alespoň částečně vrátit lidem zrak.

A není to jediný úspěch, který si letos připsaly implantáty – evropská společnost Carmat totiž představila své nové umělé srdce, které v sobě pro šetrnější efekt kombinuje robotickou část s částmi vytvořenými z kraví tkáně. Definitivním cílem je vytvořit srdeční implantát, který by nebyl pouhou berličkou pro čekatele na transplantace, nýbrž samostatným a dokonale spolehlivou náhražkou našeho nejdůležitějšího orgánu.

5) 3D tisk orgánů i jídla

3D tisk není letošní vynález, až v posledním roce však dopadl na trh s enormní silou. Ta pravá revoluce však dorazí, až jakmile se spolehlivé tiskárny dostatečně rozšíří – jejich potenciál je však gigantický. Původní koncept na tvorbu produktů z plastů byl dávno překonán.

Lékaři tak pracují na 3D tisku tkání z kmenových buněk, což by v praxi mohlo v dohledné době znamenat tvorbu nových orgánů přímo v laboratořích na zakázku pacientů. Koncept však může jít ještě mnohem dál, k produkci umělého masa, dost možná bez potřeby dnešní míry chovu zemědělských zvířat. Již nyní si však každý kutil může domů pořídit 3D tiskárnu jídla – experiment novináře z New York Times ukázal, že ovládání 3D tiskárny na jídlo sice není úplně brnkačka, produkuje však pokrmy na nadprůměrné úrovni.

4) Počítač z uhlíkových nanotrubic

Umírněný hlad po energiích i kapesní telefon výkonnější než dnešní sálový počítač – obojí slibuje podzimní odhalení počítače, který používá uhlíkových nanotrubic (CNT). Není sice rozhodně prvním svého druhu, poprvé se u něj však podařilo vyřešit několik technických strastí, které doposud bránily efektivnímu použití.

Jeho výhodou oproti stávajícím křemíkovým čipům je totiž potenciálně vyšší hustota tranzistorů, která dovolí do malého zařízení vměstnat řádově vyšší kapacitu. Jedním šmahem však CNT počítač pojímá i menší míru energie, čímž odpadá problém s bateriemi, a navrch se i méně zahřívá.

3) Efektivnější léčba Alzheimera, Parkinsona i AIDS

Menší, leč v součtů významné pokroky v medicíně mají už brzy pomoct pacientům s několika degenerativními chorobami. Včasné odchycení Parkinsonovy a Alzheimerovy choroby má zajistit inovativní použití bioznačkovací proteinové směsi aplikované do míchy. Svět rovněž překvapil postup, při němž bylo novorozeně plně zbaveno stop viru HIV. Toho bylo dosaženo koktejlem speciálních antivirotik.

Pro aplikaci je však důležité dodržování prevence – tomu by však mohly podat pomocnou ruku i "trikordéry", čili kapesní přístroje pro osobní diagnózu. Termín původem pochází ze seriálu Star Trek, úsvit chytrých telefonů je však mílovými kroky přiblížil realitě. Několik chytrých aplikací do stávajících přístrojů spolu s prací na specializovaných trikordérech slibuje možnost pravidelné samokontroly a tak brzkému odchycení vážnějších problémů.

2) Detekce kosmických neutrin

Očekává se, že z toho bude Nobelova cena za fyziku - objev pouhých 28 vysokoenergetických neutrin v antarktické laboratoři IceCube však slibuje revoluci v prozkoumávání vesmíru. Neutrina se totiž oproti jiným částicím, například fotonům čili světlu, vyznačují skoro nulovou interakcí s okolní hmotou - to z nich dělá dokonalé posly kosmických událostí včetně detonací supernov. Díky detekci neutrin se tak otevírá zcela nová možnost pozorování vesmírných kataklyzmat.

Nulová interakce však zároveň z neutrin činí i problematicky odchytitelné částice. Jejich detekcí se zabývá hned několik institucí, včetně české účasti na mezinárodním projektu Pierre Auger. Objev z IceCube slibuje vyladit metodu odchytávání a v konečném důsledku může vést ke zcela nové mapě pozorovatelného vesmíru!

1) Preciznější mapování mozku

I taje vesmírných hlubin však ustupují před současným pokrokem v mapování tajů našeho mozku. Americký prezident Obama tak letos oznámil revolucí projekt mapování mozkové aktivity – dekádu dlouhý výzkum slibuje přinést podobnou revoluci jako sekvencování lidského genomu. Primárním cílem je odhalit neurální potíže, konečná aplikace však může sloužit i snazšímu ovládání strojů, léčbě závislostí na drogách a v konečném důsledku dost možná i klinické nesmrtelnosti – to je však už hudba vzdálené budoucnosti.

Pomoc ve studiu mozku se ovšem žene z více směrů. Letos v únoru oznámili vědci z Duke University první vytvoření rozhraní, které umožňuje přímo předávat informaci mezi dvěma mozky, prozatím pouze u myší. O čtvrt roku později se první mezimozkové spojení podařilo i mezi lidmi – dle tvrzení výzkumníků jeden z vědců dokonce zvládal kontrolovat pohyby ruky svého kolegy. A v Japonsku bylo zase poprvé v historii dosaženo čtení snů: mozky subjektů byly skenovány pomocí magnetické rezonance, vizualizovány, a následné obrazy se v 70% shodovaly s obrazy, které subjekty po probuzení popsaly.

Ladislav Loukota