Информация

Можно ли искусственно отбирать свиней на лёт?

Можно ли искусственно отбирать свиней на лёт?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Прочитав эту напыщенную речь Фодора, как непрофессионал, я праздно гадал, можно ли искусственно отбирать свиней для полета. Конечно, к тому времени свиная линия, вероятно, будет состоять из совершенно нового вида, но что станет первым шагом в нашем эксперименте по разведению? И как оно могло бы развиваться оттуда, гипотетически?


Вводный курс эволюционной биологии

Я сомневаюсь, что вы можете многое понять из приведенного ниже ответа. В конце концов, единственное, что действительно позволит вам расширить свои знания, - это, вероятно, вводный курс по эволюционной биологии, такой как, например, «Понимание эволюции» Калифорнийского университета в Беркли.

Вопрос

Можно ли искусственно отбирать свиней на лёт?

Если под «искусственным отбором» вы имеете в виду отбор на основе доступной генетической изменчивости, то нет, это не так! Вам понадобится много новых мутаций, и это займет очень много времени.

Выбор

Вы не можете выбрать то, чего не существует. Для отбора требуются уже существующие фенотипические и генетические вариации интересующего признака. Свиньи сегодня не летают, поэтому вы не можете увеличить частоту полетов путем отбора.

Вам нужно будет дождаться мутаций, которые наделяют вас такой способностью к полету. Конечно, не будет ни одной мутации, которая превратит свинью в летающую свинью. Просто потому, что полет действительно не простое приспособление для свиньи! Вы могли бы выбрать несколько видов, о полете которых было бы труднее думать! Вы собираетесь пройти долгую пошаговую процедуру, исправляя мутации по одной, выбирая каждую из них, и это, вероятно, займет сотни тысяч лет или, может быть, миллионы лет.

Пошаговая процедура

Я подозреваю, что вы могли бы использовать их переднюю конечность для полета. Вот потенциальная и чрезвычайно упрощенная пошаговая процедура. Конечно, если вы думали о свиньях, летающих на ушах, процедура была бы совершенно иной!

Тогда вам, вероятно, следует начать с попытки изменить их конечности. Вы можете попробовать начать с выбора людей, которые лучше умеют манипулировать объектами с помощью передней конечности. Также начните выбирать более легкие тела. Кроме того, удалите любой выбор для способности быстрого перемещения или движения по грязи, как это было бы для их текущих передних конечностей. Начните с очень упрощенных манипуляций и постепенно увеличивайте их, пока не получите людей с довольно гибкими передними конечностями. Обязательно выберите переднюю конечность, которая может двигаться перпендикулярно оси тела.

Тогда я не знаю, следует ли вам стремиться делать крылья из кожи или из структуры, похожей на волосы, похожие на перья. Если вы стремитесь к структуре, похожей на перо, вы можете попробовать сыграть ее с помощью полового отбора, как это произошло у птиц. Допустим, вы выбираете кожные крылья. Тогда, возможно, выбор для тех, у кого широкие и узкие передние конечности, может быть хорошим вариантом. А пока вы достигли чего-то подобного, вам, вероятно, удалось уменьшить размер тела ваших свиней до размера мыши с очень удлиненным телом.

Выберите для способностей к прыжкам, а затем медленно для способностей к полету. У вас есть летающие организмы, предками которых были свиньи! Имейте в виду, что никто не собирается финансировать такой бесполезный и невероятно долгий эксперимент.


На самом деле эволюция - это случайные броски кубиков, исход которых решает естественный отбор. Вопрос о полетах свиней имеет приоритет. Птицы произошли от динозавров-терапевтов (один из которых - тираннозавр). Но у птиц очень много приспособлений к полету, в том числе многие из них, должно быть, работали для каких-то других целей, прежде чем они могли летать, например, перья для терморегуляции. Первые крылья, должно быть, выполняли какую-то другую функцию, кроме полета. Искусственный отбор отличается от естественного тем, что он ускоряется за счет селекции. Но принципы те же. Сначала вы должны разводить на маленькие размеры и вес. Все три вида четвероногих, которые развили полет, сделали это своими передними конечностями. Поэтому вам нужно будет искать длинные передние конечности и кожу в подмышечных впадинах ... Имейте в виду, что эти изменения будут случайными. Для этого потребуется ошеломляющее количество поколений. Но, возможно, и вполне гипотетически (как вы и просили), можно было бы попробовать, и это можно было бы сделать.


Я считаю, что в этом случае нужно учитывать ограничения, налагаемые эмбриологией. Мутации «случайны» в том смысле, что вы не можете заглянуть в будущее и спланировать, что будет хорошо для организма. Это не значит, что возможно абсолютно все. Крылья могли развиваться только в том случае, если им это позволял процесс развития. Таким образом, вы могли бы попытаться изо всех сил искусственно отбирать свиней, которые, по вашему мнению, могут обладать качествами, позволяющими Другие летают животные, чтобы летать, но крылья никогда не появятся, если эмбриологические процессы не будут подвержены такого рода модификациям.


Что такое селективное разведение (искусственный отбор)?

Одна из самых ранних форм биотехнологии отвечает за многие растения и животных, которые мы знаем сегодня. Селективное разведение, также известное как искусственный отбор, - это процесс, используемый людьми для создания новых организмов с желаемыми характеристиками. Заводчики выбирают для воспроизводства двух родителей, обладающих полезными фенотипическими признаками, в результате чего получается потомство с этими желаемыми признаками.

Treehugger / Александра Кристина Накамура

Селективное разведение можно использовать для получения более вкусных фруктов и овощей, культур с большей устойчивостью к вредителям и более крупных животных, которые можно использовать для мяса. Термин «искусственный отбор» был введен Чарльзом Дарвином в его знаменитой работе по эволюции. О происхождении видов, но сама практика появилась на тысячи лет раньше Дарвина. Как одни из самых ранних форм биотехнологии, селекция растений и животных была обычной практикой с момента зарождения цивилизации.


  • Его можно классифицировать как начальный, когда эякулят отсутствует на протяжении всей жизни мужчины, или
  • вторичный, при котором у мужчины в определенный момент прекращается эякуляция во время полового акта.
  • Его также можно разделить на ситуативный, при которых эякуляция происходит во время некоторых сексуальных практик, но не во время полового акта, или
  • общий если эякуляции никогда не происходит, независимо от того, достигает мужчина оргазма или нет.
  • Анэякуляция может быть вызвана психологические причины, например, стресс, беспокойство или низкая самооценка,
  • фармакологические причины а также
  • физические причины такие как обструкция семенного тракта, гиперплазия предстательной железы или увеличение простаты, простатит или воспаление простаты, операции на брюшной полости, урологические операции, диабет, травмы спинного мозга, рассеянный склероз, болезнь Паркинсона и т. д.
  • Иногда из-за ретроградная эякуляция, при котором семенная жидкость перенаправляется к мочевому пузырю, а не выходит через уретру.
  • Он также может быть произведен путем потребления другие вещества такие как наркотики и алкоголь.

Панголинов выгоняют на черный рынок

Традиционная китайская медицина и вьетнамская культура ведут к исчезновению панголина.

  • Панголины - один из самых интересных и милых видов, но на них охотятся и продают почти до исчезновения.
  • В Китайская Фармакопея это огромная книга официальной китайской медицины, которая служит книгой рецептов "традиционной китайской медицины".
  • В книге представлены ящеры, леопарды и медведи. Ложная идея о том, что эти животные имеют лекарственную ценность, ведет к многомиллиардному черному рынку.

В 2020 году панголины попали в новости, потому что их обвинили в том, что они являются одним из возможных кандидатов на распространение COVID. Позже они были реабилитированы, но ущерб все же был нанесен. Во многих странах и на континентах существует восемь видов панголинов, от уязвимых до находящихся под угрозой исчезновения, но все они были несправедливо запятнаны как начало глобальной пандемии.

Панголины популярны во всем мире за то, насколько они очаровательны. Они неуверенно ковыляют, как маленький малыш, переходя от пиршества к пиршеству. Было отмечено, что они выглядят как бы в состоянии постоянного нервного ожидания. Возможно, это неспроста. Панголины - это самое продаваемое животное в мире, а рынок ящеров приносит торговцам на черном рынке миллиарды. По оценкам, они составляют 20 процентов всей незаконной торговли животными.


Небеса посланы: EHang планирует доставить искусственные органы с помощью дронов

Если видение EHang о личных беспилотных самолетах вас не удовлетворило, то ознакомьтесь с последней идеей производителя дронов. В этом году китайская компания поразила участников CES прототипом одноместного беспилотника, а теперь объединилась с биотехнологической фирмой, чтобы адаптировать автомобиль для экстренной доставки органов.

Идея использования дронов для доставки неотложных медицинских товаров по праву вызвала немалый интерес. В прошлом году австралийский стартап Flirtey первым доставил дрон, одобренный Федеральным управлением гражданской авиации (FAA), доставив лекарства в клинику в сельской Вирджинии. Другой стартап, Matternet, также много лет решает эту проблему, в то время как аналогичные проекты реализуются в Сирии и Руанде.

Но перевозить упаковки с наркотиками на небольших квадрокоптерах - это одно, а перевозить искусственные органы в беспилотном вертолете - совсем другое. Поскольку дрон EHang 184 предназначен для автономной перевозки всего человека из одного места в другое в пределах 10 миль (16 км), вы можете подумать, что переноска только одной части человека будет легкой работой. Но хотя у EHang есть видео, показывающее полет беспилотника, нам еще предстоит увидеть, как он действительно поднимает человека-пассажира в полной демонстрации.

EHang 184 предназначен для автономной перевозки человека из одного места в другое в пределах 10 миль (16 км).

Тем не менее, компания продемонстрировала достаточно, чтобы базирующаяся в Мэриленде корпорация общественного блага (PBC) Lung Biotechnology воспользовалась ее услугами. В рамках партнерства пара будет работать вместе в течение следующих 15 лет над созданием модифицированного EHang 184, предназначенного для автоматизированной доставки органов.

Они называют эту программу системой «Изготовленный вертолет для перевозки органов» (MOTH), и она предполагает закупку до 1000 автомобилей. Они будут размещены за пределами производственных мощностей Lung Biotechnology в ожидании транспортировки только что произведенных органов по заранее запрограммированным маршрутам полета в больницы в этом районе.

Пара называет эту программу системой производства вертолетов для перевозки органов (MOTH).

Эти закупки будут зависеть не только от того, одобрен ли самолет MOTH Федеральным авиационным управлением, но и от того, одобряет ли Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США искусственные органы Lung Biotechnology. И в этом заключается главное препятствие.

Хотя в последнее время ученые добились многообещающих успехов в этой области, имплантируемые искусственные органы пока остаются недоступными. Чтобы решить проблему нехватки органов, в 2014 году ученые с нуля вырастили внутри мыши полностью функционирующий орган. Ранее в этом году исследователи добились прогресса в разработке искусственной ткани печени. 3D-печать также помогает продвигать эти усилия.

Со своей стороны, Lung Biotechnology работает над тем, чтобы предложить искусственные легкие и другие трансплантируемые органы посредством ксенотрансплантации от свиньи человеку и работы со стволовыми клетками, среди других технологий.

Таким образом, с одной стороны, ни одна из технологий, требуемых для этой инициативы, не была проверена, и это не говоря уже о длительном процессе утверждения регулирующими органами, прежде чем они в конечном итоге будут объявлены безопасными для использования. Но с другой стороны, доставка дронов и искусственных органов - это проблемы, над которыми работают легионы очень умных людей по всему миру. Так что идея о том, что однажды они где-то станут реальностью, а затем объединятся для спасения многих тысяч жизней, возможно, не так уж надумана.


Познакомьтесь с учеными, возвращающими вымершие виды из мертвых

Эми Доксер Маркус

Голуби внешне ничем не примечательны. Тринадцать птиц в возрасте от двух недель до трех месяцев живут в курятнике в исследовательском центре на животных к западу от Мельбурна, Австралия. Они потомки обыкновенного сизого голубя, узнаваемые обитатели городских площадей и парковых скамеек - с одним маленьким, но важным отличием. Это первые голуби в истории, репродуктивные системы которых содержат ген Cas9, важный компонент инструмента редактирования генов Crispr. Птенцы этой стаи будут рождены с геном Cas9 в каждой из их клеток, что позволит ученым редактировать свое потомство с помощью ДНК вымершего странствующего голубя. Эти птицы, если все пойдет по плану, станут первыми живыми животными, в которых будут добавлены черты вида, который больше не существует. Стая была создана Беном Новаком, американским ученым, который последние шесть лет одержимо работал над процессом, известным как вымирание. Его цель: вернуть птицу, исчезнувшую с лица Земли в 1914 году.

За последние шесть лет новая технология редактирования генов дала нам ранее невообразимый контроль над генетикой. Система Crispr-Cas9 состоит из двух основных частей: руководства по РНК, которое ученые программируют для нацеливания на определенные участки генома, и белка Cas9, который действует как молекулярные ножницы. Порезы вызывают ремонт, позволяя ученым редактировать ДНК в процессе. Думайте о Crispr как о средстве вырезания и вставки, которое может добавлять или удалять генетическую информацию. Crispr также может редактировать ДНК сперматозоидов, яйцеклеток и эмбрионов, внося изменения, которые будут переданы будущим поколениям. Сторонники говорят, что он предлагает беспрецедентную власть управлять эволюцией видов.

В январе 2013 года ученые опубликовали статьи, демонстрирующие, что они впервые успешно отредактировали клетки человека и животных с помощью Crispr. Эта новость вызвала опасения по поводу так называемых дизайнерских младенцев, которых отредактировали из-за таких черт, как интеллект и атлетизм, до чего ученые пока еще далеко из-за сложности этих черт. Но редактирование эмбрионов для исследований уже ведется. За последние 18 месяцев исследователи из США и Китая успешно отредактировали вызывающие заболевание мутации в жизнеспособных человеческих эмбрионах, не предназначенных для имплантации или рождения.

Подписаться на новости

Будущее всего

Посмотрите, как инновации и технологии меняют наш образ жизни, работы и развлечений.

Технология широко применяется на животных. Криспр произвел устойчивых к болезням кур и молочного скота без рогов. Ученые всего мира регулярно редактируют гены мышей для исследований, добавляя мутации для таких болезней человека, как аутизм и болезнь Альцгеймера, в поисках возможных лекарств. Свиньи, обработанные Crispr-редакцией, содержат почки, которые ученые надеются испытать в качестве трансплантатов у людей.

Crispr обсуждался как средство против вымирания с самых первых дней его существования. В марте 2013 года природоохранная группа Revive & Restore стала соорганизатором первой конференции TedXDeExtinction в Вашингтоне, округ Колумбия. Revive & Restore была основана Стюартом Брэндом, создателем контркультуры Whole Earth Catalog и активным сторонником возрождения странствующего голубя.

На конференции Джордж Черч, пионер Crispr и генетик из Гарвардской медицинской школы, изложил научную дорожную карту по возрождению вида. Черч сосредоточился не на странствующем голубе, а на своем собственном любимом проекте - шерстистом мамонте. Чёрч объяснил, что ученые частично секвенировали геном мамонта, используя ДНК, извлеченную из древних костей и других останков. Вооружившись этой информацией, они могли использовать Crispr для редактирования ДНК азиатского слона, ближайшего из ныне живущих родственников мамонта. Путем генетической резки и склеивания к живым клеткам слона можно добавить физические и поведенческие черты мамонта - его одноименную шубку и способность выдерживать отрицательные температуры.

Идея о том, что шерстистые мамонты могут снова бродить по Земле, стала заголовком во всем мире. Но в своем выступлении под названием «Гибридизация с вымершими видами» Черч сказал, что предполагаемый результат его эксперимента по исчезновению не был генетическим копированием мамонта. Черч объяснил, что с достаточным количеством ДНК мамонта азиатский слон, отредактированный Crispr, станет чем-то совершенно другим: современным гибридом, который выглядел бы и вел себя как мамонт, но разделял ДНК с живым видом.

В тот день для многих из аудитории идея из научной фантастики внезапно показалась правдоподобной. «Crispr поставил задачу противодействия исчезновению», - говорит Новак, который выступал на конференции TedXDeExtinction и руководит проектом странствующего голубя для Revive & Restore.

У странствующего голубя есть культ поклонников - глобальная сеть «голубеводов», в которую входят ученые, экологи, орнитологи, голубеводы, генетики домашней птицы и заядлые птицеводы, жаждущие увидеть возрождение этого вида. Даже среди этих одержимых выделяется страсть Новака. Из 1500 чучел странствующих голубей в музеях и частных коллекциях он лично осмотрел 497.

Он понимает, что большинству людей трудно понять его одержимость. Он сам с трудом объясняет это. Новак вырос в городе с населением 200 человек в Северной Дакоте. Задолго до того, как он научился читать, он был очарован идеей вымирания, безуспешно пытаясь найти окаменелости на своем заднем дворе. «Я был странным ребенком», - говорит он.

Плана по возвращению птеродактиля нет. Вымирание не означает «Парк Юрского периода».

В восьмом классе Новак работал над проектом научной ярмарки, посвященным птице додо, когда он обнаружил, что это вид, по сути, «гигантский вымерший голубь». Ничто не подготовило его к ажиотажу, который он испытал, когда в 14 лет наткнулся на фотографии странствующего голубя, листая книгу Национального общества Одюбона. «Я подумал, что это великолепная птица», - говорит Новак.

Самцы странствующих голубей были особенно красочными, с красными грудями, ступнями и ногами и переливающимися розовыми пятнами, которые блестели по бокам их горла. Птицы путешествовали стаями, насчитывающими три миллиарда, и были известны своей грацией и скоростью, летая со скоростью до 60 миль в час. Новак читал истории, в которых описывались такие большие стада странствующих голубей, что они на несколько дней затемняли небо, когда пролетали над их головами. Эти массивные стаи играли важную экологическую роль, ломая ветви, позволяя солнечному свету омолаживать леса и обогащая почву их экскрементами. Птиц ценили за то, что охотники за мясом могли видеть приближающиеся стаи за много миль. Население резко сократилось в конце 1800-х годов и так и не восстановилось.

Последний известный странствующий голубь - птица по имени Марта - умер в неволе в зоопарке Цинциннати в 1914 году. Ее кончина вызвала принятие современных законов об охране природы для защиты других исчезающих видов в США.Вскоре после смерти Марта была заморожена и отправлена ​​в Смитсоновский институт в Вашингтоне, округ Колумбия, для набивки. Ее больше нет на выставке, но Новак, конечно, ее видел. «Марта в плохой форме», - говорит он. Письменная история и деградировавшая таксидермия усилили желание Новака возродить этот вид. «Никто не может сказать мне, каким был странствующий голубь в реальной жизни», - говорит он. «Я чувствую себя лишенным истории».

Первым шагом было секвенирование генома странствующего голубя. Руководила проектом Бет Шапиро, профессор экологии и эволюционной биологии Калифорнийского университета в Санта-Крус и автор книги «Как клонировать мамонта». Лаборатория Шапиро изучает ДНК вымерших животных, извлекая фрагменты из костей и других останков, некоторым из которых сотни тысяч лет. Новак присоединился к лаборатории в 2013 году, чтобы работать над проектом странствующего голубя Revive & Restore, который профинансировал его работу.

Секвенирование генома вымершего вида - непростая задача. Когда организм умирает, ДНК в его клетках начинает разрушаться, в результате чего ученые получают то, что Шапиро описывает как «суп из триллионов крошечных фрагментов», которые требуют повторной сборки. Для проекта «Странствующий голубь» Шапиро и ее команда взяли образцы тканей подушечек пальцев чучел птиц из музейных коллекций. ДНК в мертвой ткани оставила им заманчивые подсказки, но неполную картину. Чтобы заполнить пробелы, они секвенировали геном полосатохвостого голубя, ближайшего из ныне живущих родственников странствующего голубя.

Сравнивая геномы двух птиц, исследователи начали понимать, какие черты отличают странствующего голубя. В статье, опубликованной в прошлом году в журнале «Science», они сообщили об обнаружении 32 генов, которые сделали этот вид уникальным. Некоторые из них позволяли птицам противостоять стрессу и болезням, что является важным свойством для видов, которые жили большими стаями. Они не нашли генов, которые могли бы привести к исчезновению. «Пассажирские голуби вымерли, потому что люди до смерти охотились на них», - говорит Шапиро.

В лаборатории Гарварда клетки азиатского слона редактируются с использованием ДНК вымершего шерстистого мамонта.

В 2014 году Шапиро провел для выпускников курс по искоренению исчезновения и попросил каждого студента привести доводы в пользу возвращения одного животного из мертвых. Вымершие нелетающие птицы - моа из Новой Зеландии и дронты - были фаворитами, наряду с дельфинами реки Янцзы. Некоторые студенты указали на экологическое значение животного или его ценность для туризма. Другие упоминали роль людей в исчезновении вида - краеугольный камень аргумента Стюарта Брэнда в пользу возрождения странствующего голубя.

По словам Шапиро, ни один из этих аргументов не оправдывает исчезновение. «Какой смысл возвращать что-то, если мы не знаем, почему оно вымерло?» она спрашивает. «Или если мы знаем, почему он вымер, но не устранили проблему?»

Дронт, по ее словам, является примером последней проблемы. Нелетающая птица, обитающая на острове Маврикий в Индийском океане, гнездилась на земле и откладывала только одно яйцо за раз. Поселенцы, прибывшие в 1638 году, привезли кошек, крыс и свиней, которые пожирали яйца додо. «Нет смысла возвращать дронта», - говорит Шапиро. «Их яйца будут съедены так же, как они вымерли в первый раз».

Возрожденные странствующие голуби также могут столкнуться с повторным исчезновением. Этот вид процветал за годы до того, как европейцы заселили Северную Америку, когда в обширных лесах обитали миллиарды птиц. С тех пор эти леса были заменены городами и сельскохозяйственными угодьями. «Среда обитания странствующих голубей, в которой они выживают, также вымерла, - говорит Шапиро.

Ее интерес к птице был основан на сохранении, а не на искоренении исчезновения. Понимание точной причины исчезновения видов может помочь ученым защитить живых животных и экосистемы. Шапиро утверждает, что гены странствующего голубя, связанные с иммунитетом, могут помочь выжить ныне находящимся под угрозой исчезновения птицам. «Я хотел изучить странствующего голубя», - говорит Шапиро. «Бен хотел вернуть странствующего голубя к жизни».

Но что значит вернуть вымерший вид? Андре Соареш, ученый, который помог секвенировать геном странствующего голубя, говорит, что большинство людей примут двойника как доказательство исчезновения. «Если он выглядит как странствующий голубь и летает как странствующий голубь, если он имеет такую ​​же форму и цвет, они будут считать его странствующим голубем», - говорит Соарес.

Шапиро говорит, что этого недостаточно. В конце концов, по ее словам, инструменты редактирования генов могут создать генетическую копию вымершего вида, «но это не значит, что вы получите животное, которое ведет себя как странствующий голубь или шерстистый мамонт». Мы можем понять природу вымершего вида через его геном, но воспитание - другое дело. Без живых шерстистых мамонтов или странствующих голубей, которые могли бы моделировать социальное поведение, кто научит этих генетических копий вести себя, как они?

«Для всего этого нам понадобится новая биология и новые имена», - говорит Соарес.

Черч признает, что существуют препятствия на пути к исчезновению, не последним из которых является общественное опасение. Но история науки, по его словам, наполнена идеями, которые вначале кажутся надуманными, поднимают сложные этические вопросы и со временем движутся к общественному признанию. «Чем больше неизвестных, тем сильнее разногласия», - говорит он. Он указывает на экстракорпоральное оплодотворение - обычную репродуктивную технологию, которая привела к рождению миллионов детей. Когда впервые было предложено ЭКО, люди беспокоились об этике, последствиях и возможных рисках. «Как только Луиза Браун родилась в 1978 году и стала совершенно нормальной, разногласия исчезли», - говорит Черч.

Практически в каждой стране процесс искоренения исчезновения требует одобрения со стороны правительств, академических комитетов и общественности. Чтобы ввести ген Cas9 своим птицам, Новаку потребовалось разрешение Управления по регулированию генных технологий в Австралии, а также комитетов по этике и защите животных. Ему понадобится еще один раунд разрешений, чтобы разводить и редактировать следующее поколение его голубей.

А пока Новак неуклонно наращивает стадо. В мае он ввел 19 яиц с геном Cas9, но только два голубя выжили. В августе из 46 яиц уцелело 11 скваб. Новак и небольшая группа ученых планируют повторять процесс до тех пор, пока у них не будет 22 пары птиц для разведения. Они рассматривают, какие черты странствующего голубя добавить в первую очередь, просматривая данные секвенирования на предмет генов, связанных с отличительной окраской вымершей птицы и предпочтением жизни в больших стаях. Определив, как ДНК странствующего голубя проявляется у сизых голубей, Новак надеется отредактировать косохвостого голубя, ближайшего из ныне живущих родственников странствующего голубя, с максимально возможными характеристиками вымершей птицы. В конце концов, говорит он, у него будет гибридное существо, которое будет выглядеть и вести себя как странствующий голубь (хотя и без родительской подготовки), но все же будет содержать ДНК полосатохвостого голубя. Этим новым-старым птицам потребуется имя, которое их создатель уже выбрал: Patagioenas neoectopistes, или «новый странствующий голубь Америки».

Написать в Эми Доксер Маркус, [email protected]

Copyright © 2020 Dow Jones & Company, Inc. Все права защищены. 87990cbe856818d5eddac44c7b1cdeb8


Узнайте, как испытания на животных и исследования улучшили здоровье человека.

Старение

Исследователи изучали препарат метформин, который увеличивает количество молекул кислорода, выделяемых в клетку, чтобы определить его влияние на старение. Метформин - старое лекарство от диабета, дешевый и замедляет процесс старения при работе с мышами и аскаридами c. elegans. Исследователи наблюдали значительное увеличение продолжительности жизни и жизнеспособности животных. Субъекты жили на человека, эквивалентного 120 годам. У мышей среднего возраста малая доза продлевала их жизнь, а большая доза сокращала. Правильная дозировка также привела к меньшему количеству случаев катаракты и увеличению веса. Метформин улучшил продолжительность жизни и здоровье мышей, побудив исследователей продолжить изучение потенциального защитного действия препарата против болезней, которые становятся все более распространенными с возрастом, таких как рак, болезни сердца и болезнь Альцгеймера.

Результаты на животных были настолько убедительными, что в 2016 году FDA одобрило клинические испытания на людях, известные как исследование Targeting Aging with Metformin (TAME). 3000 пожилых людей будут отслеживаться в течение 6 лет, чтобы увидеть, как препарат влияет на их общее состояние здоровья. В зависимости от результатов исследования метформин может стать первым в истории препаратом против старения. Если результаты передаются людям, не только увеличится продолжительность жизни, но и люди будут лучше защищены от возрастных заболеваний.

Другие антивозрастные препараты исследуются с помощью животных. Недавно группа ученых из Университета Нового Южного Уэльса определила, что метаболит NAD + играет ключевую роль в восстановлении ДНК. Естественная способность нашего организма восстанавливать нашу ДНК снижается с возрастом, но мыши, получившие бустер NAD +, настолько улучшили восстанавливаемость клеток, что клетки старых мышей, прошедших лечение, были неотличимы от таковых у молодых мышей. Испытания на людях начнутся в конце 2017 года, и в случае успеха препарат будет доступен уже через четыре года. Прогресс в области лекарств против старения открывает перспективу не только увеличения продолжительности жизни, но и мира с меньшим количеством связанных с возрастом заболеваний, что приведет к более здоровому населению в целом. Попав на рынок для людей, эти лекарства также можно было бы адаптировать для увеличения продолжительности жизни домашних животных. Исследования на животных сыграли фундаментальную роль в перспективах применения антивозрастных лекарств, которые у нас есть сейчас, и останутся фундаментальными в нашем стремлении продлить и улучшить человеческую жизнь.

Болезнь Альцгеймера

Понимание генетической предрасположенности к заболеванию имеет решающее значение для поиска лекарства. Приматы, не являющиеся людьми, необходимы для наших знаний о человеческом мозге. Изучая функции мозга здоровых обезьян, исследователи могут определить, где человеческий мозг, страдающий болезнью Альцгеймера, деменцией и другими неврологическими расстройствами, не работает. За последнее десятилетие был также достигнут прогресс в использовании мышейных моделей для определения генетических факторов болезни Альцгеймера. Исследователи смогли идентифицировать мутацию с ранним началом болезни Альцгеймера благодаря исследованиям на людях, которые затем были усилены с помощью моделей на мышах, а также недавней редкой мутации защитного гена, которая дает больше доказательств чрезмерного уровня нормального вещества мозга, бета-амилоида, поскольку движущий фактор болезни. Выявление этой генной мутации - надежная отправная точка для разработки возможного лекарства для замедления или предотвращения прогрессирования заболевания. Хотя ни одна модель не имитирует болезнь у людей полностью, группа моделей мышей вместе дает представление о том, как работает болезнь. Мышиные модели также используются в качестве пионеров иммунотерапевтических методов лечения болезни Альцгеймера, которые в настоящее время проходят клинические испытания. Мышиные модели также сделали возможным домашнее тестирование для людей с историей болезни Альцгеймера в их семье, чтобы оценить их собственный риск носительства гена.

Мышиные модели также использовались в новой захватывающей перспективе без лекарств для лечения болезни Альцгеймера. Исследователи из Австралии смогли использовать неинвазивные ультразвуковые технологии для разрушения нейротоксичных амилоидных бляшек, ответственных за потерю памяти. Команда сообщила, что полная функция памяти у 75% мышей была восстановлена ​​без каких-либо повреждений окружающей мозговой ткани. Это предлагает совершенно новый способ лечения болезни, меняющий наш подход к возможным методам лечения. Исследователи надеются перейти к моделям на более высоких животных перед клиническими испытаниями на людях в течение следующих нескольких лет.

Мыши и нечеловеческие приматы продвигаются вперед в деле профилактики и лечения болезни Альцгеймера и других нейродегенеративных заболеваний. Они предлагают бесценные знания о работе мозга, которые могут помочь при всех неврологических заболеваниях, от болезни Альцгеймера до аутизма и биполярного расстройства. Наше понимание человеческого мозга было бы далек от того, чтобы найти лекарство от болезни Альцгеймера без использования моделей на животных.

Искусственная кровь

Крысы и мыши использовались для понимания компонентов крови человека на протяжении десятилетий. В 1968 г. в экспериментах на мышах был предложен кровезаменитель - перфторхимикат (PFC). Альтернативы крови на основе ПФУ - важная часть исследований искусственной крови. FDA одобрило одну альтернативу на основе PFC, но из-за большого количества, необходимого для эффективности, она не получила широкого распространения. Улучшенная искусственная кровь на основе ПФУ продолжает разрабатываться с использованием мышей и крыс, но еще не прошла испытания на людях.

Самая большая проблема при создании искусственной крови - это белок гемоглобин. В эритроцитах гемоглобин доставляет кислород из легких в необходимые ткани, но он также может повредить ткань и вызвать сужение кровеносных сосудов, если не изолировать его должным образом. Продукция на основе гемоглобина - вторая по значимости исследовательская фракция. Одна группа исследователей заключила гемоглобин в синтетический полимер. Используя кроликов, они изучают реакцию аорты на новые эритроциты, чтобы гарантировать идентичную реакцию при добавлении их искусственной крови в организм. Их искусственная кровь должна оказаться успешной в продолжающихся испытаниях на животных, прежде чем будет доказана достаточная безопасность для начала испытаний на людях.

Кровезаменители на основе стволовых клеток - еще один способ создания искусственной крови. Наши знания о стволовых клетках получены и продолжают развиваться благодаря исследованиям на животных. Был создан заменитель на основе стволовых клеток, который в конце 2017 года в Соединенном Королевстве вступает в клинические испытания на людях после того, как доказал свою безопасность и эффективность в тестах на животных.

Рак

Многие из современных лекарств от рака были бы невозможны без использования мышей. Химиотерапия была впервые разработана с использованием модифицированного горчичного газа для уменьшения опухолей у мышей (1). Другое влиятельное лекарство от рака, Герцептин, популярное для улучшения долговременной выживаемости пациентов с раком груди, было разработано на мышах. Продолжая играть роль в улучшении существующих методов лечения, но также и во вновь разрабатываемых методах лечения, мыши остаются жизненно важной частью исследований рака. Они даже являются частью растущих исследований по разработке генной терапии для уменьшения размера опухоли при раке яичников и возможной вакцинации против развития рака груди. Еще одна многообещающая разработка стала возможной благодаря исследователям мышей из Швеции, которые недавно обнаружили возможный переключатель генов в клетках, который может остановить рост раковых клеток. Здоровые и раковые клетки регулируют свой рост с помощью различных переключателей генов. У мышей исследователи смогли удалить регуляторную область, которая связана с несколькими различными формами рака, и уменьшить образование опухолей у мышей, не влияя на рост здоровых клеток. Это свидетельствует о возможности разработки высокоспецифичных лекарств от рака, чтобы остановить образование раковых клеток без повреждения окружающих нормальных клеток. Мыши остаются неоценимой частью онкологических исследований и постоянного улучшения показателей ремиссии.

Точно так же собаки играют большую роль в разработке методов лечения рака для людей, но также и для примерно 6 миллионов собак, у которых ежегодно будет диагностироваться рак в Соединенных Штатах. Благодаря успешному картированию генома Таши-боксера в рамках проекта NHGRI Dog Genome Project мы подтвердили, что многие гены, участвующие в развитии рака человека, присутствуют и у собак. Это помогает развитию трансляционных методов лечения. У половины собак старше десяти лет разовьется рак, и сейчас проходят испытания новые лекарства, которые помогут собакам, которым операция не подходит. Новый пероральный препарат Кинавет предлагает многообещающий результат в уменьшении опухолей тучных клеток у собак. Как только лекарство будет усовершенствовано, его можно будет использовать в качестве отправной точки для разработки чего-то подобного для людей. Рак костей и многие другие типы опухолей почти идентичны тем, которые встречаются у людей. Они быстрее развиваются у собак, что делает их идеальными пациентами для проверки эффективности новых методов лечения. В отношении рака костей, груди и кожи собаки особенно важны для наших открытий новых методов лечения и терапии из-за сходства в поведении рака у обоих видов. Исследователи из Швейцарии изучили окружающие ткани у собак с раком молочной железы, установив, что, как и у людей, опухоль может влиять на окружающие здоровые клетки, поддерживая раковый рост. Это еще одно свидетельство огромного сходства между опухолями человека и собак, а также решающее значение, которое наши усилия по лечению рака у собак имеют также для лечения рака у людей. Другой обратимый рак - гемангиосаркома (HSA) у собак, ангиосаркома у людей, оба являются чрезвычайно агрессивными, и только половина людей с диагнозом живут дольше 16 месяцев, и менее половины собак будут жить дольше, чем еще 4-6 месяцев после постановки диагноза. Поскольку это сосудистый рак, его трудно лечить, не нанося серьезного ущерба иммунной системе. Исследователи разработали лекарство eBAT, которое нацелено на опухоль с минимальным повреждением иммунной системы. eBAT с традиционной химиотерапией продлил продолжительность жизни протестированных собак. Исследователи надеются продолжить улучшения в борьбе с HSA у собак и модифицировать препарат для испытаний на людях, чтобы помочь в борьбе с ангиосаркомой и другими опухолями.

С помощью собак разрабатываются новаторские методы лечения, такие как иммунотерапия и инъекции бактерий для борьбы с раком. Исследователи вводили собакам в опухоли бактерии, которые размножаются и убивают раковые клетки. Опухоли были эффективно уменьшены или полностью устранены. Один пациент-человек получил эту бактерию, и исследователи надеются продолжить исследования на собаках до широкомасштабных испытаний на людях. Это значительный прогресс, потому что бактерии нацелены только на раковые клетки, однако, чтобы инъекции были эффективными, исследователи должны использовать бактерии для нацеливания на метастазы, поскольку они часто оказываются более смертельными, чем исходная опухоль. Иммунотерапия - еще один развивающийся метод лечения рака. Фонд здоровья ротвейлера, один из восьми ротвейлеров, страдающих раком, оказывает серьезную поддержку исследованиям рака у собак, а иммунотерапия оказалась успешной. Остеосаркома, рак костей, является наиболее распространенным типом, который поражает собак, и иммунотерапия использовалась для спасения многих жизней собак и, в свою очередь, была модифицирована для успешного лечения рака у людей. Остеосаркома - это еще одна форма рака, которая очень похожа у людей, особенно у детей, поэтому тестирование лекарств на собаках - это прогресс в лечении тысяч больных собак и детей. По мере того, как улучшаются наши исследования рака собак, совершенствуются и наши разработки по борьбе с раком у людей - человек и лучший друг человека составляют единый фронт в борьбе с раком.

[1] Adair, F.E. и Bagg, H.J. Экспериментальные и клинические исследования лечения рака дихлорэтилсульфидом (горчичный газ) Am. J. Surg 93: 190-199, 1931.

Холестерин

Высокий уровень холестерина - один из основных факторов, влияющих на здоровье сердечно-сосудистой системы.Наука о препаратах, снижающих уровень холестерина, основана на исследованиях на животных. Второе и девятнадцатое по популярности лекарство в Америке, Crestor и Zetia, тестировалось как на мышах, так и на собаках и крысах, а Zetia также была разработана на кроликах и обезьянах. Модели на мышах, крысах и кроликах привели к разработке статинов - основного продукта для снижения уровня холестерина и сохранения здоровья сердечно-сосудистой системы. Ошеломляющее количество американцев принимают статины: половина мужчин в возрасте от 65 до 74 лет и 39% женщин в возрасте от 75 лет и старше, что свидетельствует о том, насколько высока приоритетность лечения сердечными препаратами. Примерно каждый четвертый американец в возрасте 45 лет и старше, примерно 32 миллиона американцев, принимают статины для снижения уровня холестерина. С помощью этих лекарств от холестерина мы можем помочь предотвратить сердечные приступы у людей из группы риска, снизив нагрузку на сердечно-сосудистую систему, вызванную плохим холестерином. В 1973 году доктор Акира Эндо определил фермент, HMG-CoA, как ключевой в производстве ЛПНП, или «плохого» холестерина, поэтому его блокирование может помочь снизить уровень холестерина. Его теория была подтверждена исследованиями, проведенными для блокирования активности HMG-CoA у собак, кроликов и обезьян, у которых уровень циркулирующего холестерина ЛПНП затем снизился. Испытания на людях были начаты, но затем быстро прекратились после того, как проблемы с дозировкой оказались фатальными для испытуемых собак. Было проведено больше исследований на животных, чтобы определить безопасную и эффективную дозу для снижения уровня холестерина. Лекарства от холестерина в настоящее время являются жизненно важным лекарством, помогающим защитить людей от сердечных приступов. Исследования на животных даже делают успехи в разработке вакцины, снижающей уровень холестерина, которая обеспечит долгосрочную защиту. Кандидат недавно начал клинические испытания на людях после того, как доказал свою эффективность в снижении холестерина ЛПНП у мышей. Исследователи надеются, что вакцина станет простым способом снизить уровень плохого холестерина и в конечном итоге снизить риск сердечных заболеваний.

Другие сердечные препараты для снижения артериальной гипертензии у лиц с высоким риском, такие как бета-блокаторы и ингибиторы АПФ, также были разработаны с помощью исследований на животных. Лекарства от высокого кровяного давления были бы невозможны без исследований на животных. Шестое место среди наиболее назначаемых лекарств в Америке, протестированных на крысах, мышах, кроликах и мартышках, Диован, предназначено для лечения высокого кровяного давления. Точно так же препараты, снижающие артериальную гипертензию, начались с исследований, проведенных на мышах, и в конечном итоге оказались безопасными и эффективными для мышей, собак и кошек, прежде чем их можно было использовать для безопасного снижения артериального давления у людей. Джеймс Блэк разработал первые бета-блокаторы после изучения сердечных мышц морской свинки и мониторинга сердечно-сосудистых функций кошек под наркозом. Первый ингибитор АПФ, каптоприл, был представлен в 1981 году. Он эффективно лечит гипертонию с помощью пептида, фактора потенцирования брадикинина (BPF), который нейтрализует фермент, ответственный за повышение артериального давления. Этот фермент был идентифицирован после тестирования его действия на собаках, находящихся под наркозом. Затем нейтрализующий агент BPF был выделен из яда Ботропс Харарака яма гадюки от Серхио Феррейра. Открытие BPF стало причиной появления многих инновационных сердечных препаратов и медикаментозной терапии.

Приматы, не являющиеся людьми, играют важную роль в нашем понимании кровяного давления, поскольку «долгосрочное регулирование кровяного давления почти идентично у людей, бабуинов и других NHP», и с возрастом у них часто развивается высокое кровяное давление и гипертония. Продолжительность их жизни и учащение сердечных осложнений с возрастом делают бабуинов и шимпанзе краеугольным камнем в разработке лекарств и методов лечения сердечных заболеваний.

Домашние животные также страдают сердечными заболеваниями, но благодаря исследованиям на животных ветеринары обычно назначают несколько лекарств для лечения сердечной недостаточности у собак и кошек, например, ингибиторы АПФ обычно рекомендуются для лечения домашних животных с застойной сердечной недостаточностью. Эти лекарства наряду с правильной диетой и упражнениями могут эффективно лечить их состояние, продлевая срок их жизни, как и сердечные лекарства у людей. Исследования на животных привели к созданию сердечных лекарств, изменяющих жизнь, которые улучшают и продлевают жизнь людей и животных, страдающих сердечными заболеваниями. Хотя количество людей, страдающих сердечными заболеваниями, значительно снизилось, это по-прежнему вызывает серьезную озабоченность, но с помощью исследований на животных мы можем расширить наши знания о сердечно-сосудистых заболеваниях и их методах лечения, чтобы продолжать улучшать здоровье сердечно-сосудистой системы.

Муковисцидоз

Мыши сыграли значительную роль в исследованиях муковисцидоза. Однако, поскольку мыши с CF не заразились легочными инфекциями, как люди с CF, ученые пришли к выводу, что основное различие между респираторной системой мышей и человека заключается в жидкости на поверхности дыхательных путей (ASL), которая защищает дыхательную систему. У пациентов с МВ отсутствует необходимая респираторная защита, что приводит к легочным инфекциям. Недавно японские исследователи создали мышей с помощью генной инженерии, которые теперь могут точно воспроизводить симптомы, обнаруженные у людей, в отличие от предыдущих моделей мышей, в которых не было инфекций человека. Это помогает исследователям понять и разработать методы лечения CF и других заболеваний легких.

Другими животными, представляющими ценность для исследований муковисцидоза, являются свиньи и хорьки, поскольку у обоих продолжительность жизни больше, чем у мышей, и экспрессия генов CF аналогична человеческой. В 2010 году исследователи обнаружили, что свиньи с МВ заражаются легочными инфекциями вскоре после рождения, что отражает человеческий опыт. Как и люди, свиньям также трудно противодействовать кислотности в ASL. Повышенная кислотность снижает способность бороться с инфекциями. Мыши могут лучше регулировать PH своего ASL, что по сравнению с тестами на свиньях помогло идентифицировать фермент, который можно использовать для лечения людей. Это открытие открывает возможности для создания препарата, содержащего этот фермент, который повысит иммунитет пациента против опасных бактерий дыхательных путей. Модели хорьков на животных также помогают прогрессировать в лечении МВ, так как хорьки, страдающие МВ, страдают схожими результирующими заболеваниями, такими как заболевания печени и поджелудочной железы. Из-за сходства в биологии клеток легких, модель хорька была жизненно важной для нашего постоянного прогресса в борьбе с легочными инфекциями и имеет решающее значение для наших дальнейших исследований МВ.

Благодаря исследованиям на животных методы лечения МВ значительно улучшились, позволяя пациентам с МВ жить счастливой жизнью до позднего взросления, а при продолжении исследований возможно излечение.

Диабет

Всем людям с диабетом 1 типа требуется инсулин, как и некоторым людям с диабетом 2 типа. Открытие инсулина было бы невозможным без исследований на собаках. Начиная с 1893 года, собаки сыграли решающую роль в определении роли поджелудочной железы и возможном выделении инсулина и успешных инъекциях людям в 1922 году. Сначала, контролируя уровень сахара в крови у кроликов, Джеймс Коллинз затем успешно применил инсулин у собак, а затем и у людей. изменение лечения диабета.

С тех пор исследования диабета проводились чаще всего с использованием мышей. Мыши, не страдающие ожирением, диабетом (NOD) являются обычной моделью для изучения диабета 1 типа, а мыши KK и крысы ZDF используются для лечения типа 2. Недавно мыши получили многообещающие результаты по излечению от диабета. Благодаря росту клеток поджелудочной железы мышей, помещенных в эмбрионы крысы, которые затем были перенесены мышам, диабет был обращен вспять. С помощью технологии стволовых клеток ученые вводили клетки поджелудочной железы мышей в эмбрионы крысы. Клетки поджелудочной железы оставались состоящими только из клеток мыши, что позже позволило успешно пересадить их мышам с диабетом. Это прорыв, открывающий возможность стволовым клеткам человека, которые успешно производят инсулин. Еще одна захватывающая перспектива - недавнее использование переноса генов, которое вылечило диабет первого типа у мышей. Иммунная система человека, страдающего диабетом, убивает «бета-клетки», которые производят необходимый инсулин, но исследователи считают, что они нашли способ заставить другие клетки восполнить отказавшие «бета-клетки». Мышам вводили новые продуцирующие инсулин клетки, что позволило успешно вылечить диабет первого типа. У мышей не было диабета в течение одного года без каких-либо осложнений, и исследователи надеются перейти на более крупных животных до того, как начнутся клинические испытания на людях. Эту работу также можно использовать для лечения более распространенного диабета 2 типа.

Приматы, кроме человека, также играют важную роль в борьбе с диабетом. Недавно исследователи разработали инъекцию инсулина, которая действовала бы в течение целого месяца, заменив еженедельную или ежедневную инъекцию, необходимую пациентам с диабетом 2 типа. Уколы доказали свою эффективность в контроле уровня глюкозы у макак-резусов в течение более 14 дней. Обезьяны и мыши обладают более быстрым метаболизмом, чем люди, поэтому укол, вероятно, будет работать как эффективный контроль глюкозы в течение месяца или дольше у людей. Это еще одна захватывающая перспектива улучшения лечения диабетиков.

Наши питомцы тоже могут болеть диабетом. Число собак и кошек с диабетом в Соединенных Штатах растет, но, к счастью, домашних животных с диабетом можно лечить с помощью того же инсулина и пероральных препаратов, которые помогают людям с диабетом. Исследования на животных помогают улучшить повседневную жизнь диабетиков, людей и животных, а улучшенные методы лечения помогают предотвратить разрушительные последствия болезни.

Эбола

Эбола - основная причина смерти диких шимпанзе и горилл, поэтому роль нечеловеческих приматов в разработке вакцины невозможно переоценить. В 2013 году шесть шимпанзе получили экспериментальную вакцину, которая оказалась безопасной и эффективной для индукции иммунного ответа. Однако вакцинационная защита обезьян со временем ослабла, делая их защищенными лишь частично через десять месяцев после вакцинации. Хотя целью является долговременная защита, эти эксперименты по-прежнему полезны в будущем, особенно с перспективой разработки бустерных снимков. В 2015 году ингаляционная вакцина нейтрализовала вирус Эбола у макак-резус, вызывая иммунный ответ в дыхательной системе. Вакцины против Эболы в прошлом были эффективны на обезьянах, но не на людях, но каждая новая разработка на обезьянах, хотя и не является гарантией излечения для людей, все же является позитивным шагом вперед в понимании этой болезни. Такая аэрозольная вакцина особенно перспективна, поскольку вакцину в этой форме можно было бы легко вводить без квалифицированных медицинских специалистов, которых крайне не хватает в районах, наиболее пострадавших от вспышки Эболы.

Продолжение экспериментов с нечеловеческими приматами жизненно важно в борьбе с лихорадкой Эбола. Поскольку болезнь постоянно развивается, постоянный мониторинг - единственный способ остановить распространение Эболы. Использование содержащихся в неволе шимпанзе в исследованиях крайне редко, поэтому использование других моделей приматов, не относящихся к человеку, имеет решающее значение. Макаки-резусы, яванские макаки и мартышки имеют такое же течение болезни, как и у людей, и необходимы для понимания полного прогрессирования болезни. Вакцины и противовирусные препараты, которые являются результатом этого исследования на приматах, кроме человека, имеют многообещающие результаты, и возможное искоренение болезни возможно при продолжении исследований на животных.

Эпилепсия

В нашем понимании эпилепсии мыши помогают изобретать новые методы лечения и даже возможные способы лечения. Идентификация нескольких генных мутаций у мышей позволила лучше понять причину эпилепсии. Нацеленность на точный ответственный ген помогает исследователям разработать высокотехнологичные методы лечения припадков без негативных побочных эффектов. Лекарства, которые останавливают сигналы о химических и электрических припадках, были протестированы на животных моделях, прежде чем они оказались эффективными для предотвращения рефрактерных припадков у людей.

Для тех, у кого припадки не купируются лекарствами, разрабатываются новые методы лечения. Известно, что аминокислоты помогают предотвратить судороги. Еще до приема лекарств рекомендовали диету, богатую аминокислотами, и сегодня ученые пытаются сконцентрировать силу аминокислот в качестве альтернативной терапии. Мыши, получавшие аминокислоту, показали гораздо более высокую сопротивляемость судорогам, что стало отправной точкой для лучшего лечения эпилепсии. Клеточная терапия также становится возможным лекарством от эпилепсии. Клетки медиального ганглиозного возвышения (MGE), имплантированные мышам с эпилепсией, успешно останавливали судороги. Это прогресс для исследователей, надеющихся использовать клеточную терапию для устранения основной причины заболевания, а не только для контроля симптомов, как современные методы лечения. Модели мышей и люди с этим заболеванием имеют патологическое сходство, что делает мышей более полезными для неврологических процессов, лежащих в основе этого состояния, и, в свою очередь, того, что необходимо сделать для устранения припадков. Мыши, используемые в тестах на клеточную терапию, особенно важны, поскольку они хорошо моделируют лекарственно-устойчивую эпилепсию человека, что делает их ключом к прекращению припадков у тех, у кого симптомы сохраняются. Разрабатываемые новые методы лечения предназначены не только для контроля симптомов, но и представляют собой захватывающий прогресс на пути к излечению.

Зрение

Исследования с кошками дали важную отправную точку в нашем понимании зрительной системы. Ученый Дэвид Хьюбел изучил зрительную систему кошек и обнаружил, что у всех млекопитающих зрительная система частично развита при рождении. Исследования нервной системы котят помогли Хьюбелу обнаружить, что стимуляция зрительных нейронов светом необходима для правильного развития глаз, зрительного нерва и зрительных центров мозга. Кошки, наряду с обезьянами, помогли Хьюбелу получить жизненно важное представление о зрительной системе, помогая во всех будущих разработках по лечению слепоты и прогрессирующей потери зрения.

В исследованиях зрения исторически использовались макаки-резусы и кошки, но в последнее время все больше исследований проводится на мышах, чтобы найти новые способы лечения слепоты. Хотя у мышей исключительно плохое зрение, наше понимание их генетики дает возможность попробовать новые методы клеточной терапии для борьбы со слепотой. Мыши также имеют долгую историю оказания помощи в нашем понимании неврологической системы, что укрепляет ее потенциал как успешной визуальной модели. Недавно ученые регенерировали кабели зрительного нерва у мышей, состояние зрения которых напоминало глаукому. Катаракта и глаукома и две основные причины слепоты, и хотя катаракту часто можно удалить хирургическим путем, от глаукомы нет известного лечения. Частичное зрение было восстановлено у мышей с моделью глаукомы, что является захватывающим шагом на пути к излечению более 70 миллионов человек во всем мире, страдающих от глаукомы.

Восстановление зрения - цель для 285 миллионов людей с нарушениями зрения во всем мире, 39 миллионов из которых слепы. Такие разработки, как имплантация стволовых клеток сетчатки мышам, обнадеживают перспективу использования стволовых клеток для восстановления постоянного зрения. Во всем мире 80% всех нарушений зрения можно предотвратить или вылечить, что было бы невозможно без исследований на животных. Для тех, чье зрение еще не может быть исправлено с помощью существующих методов лечения, продолжающиеся исследования на животных делают захватывающие шаги в новых методах восстановления зрения.

Хорьки сыграли решающую роль в исследованиях гриппа и создании вакцины против гриппа. Существует три основных типа гриппа A, B и C. Типы A и B заражают хорьков естественным образом. Инфекции прогрессируют так же, как грипп у людей, что делает хорьков идеальной моделью для изучения болезни. С более продолжительной продолжительностью жизни, чем у мышей, хорьков используют для изучения влияния возраста на восприимчивость к гриппу. Хорьки помогли исследователям понять варианты вируса. Вирус гриппа постоянно меняется из-за антигенных изменений, поэтому важно продолжать исследования на животных, чтобы адаптировать вакцину для защиты от текущих циркулирующих штаммов. Исследователи надеются создать вакцину, которая могла бы обеспечить пожизненный иммунитет к гриппу, нацелившись на генетически стабильную часть вируса, поэтому независимо от того, как вирус адаптируется, ядро ​​остается нейтрализованным.

Мыши используются для продолжающихся исследований против гриппа и для разработки универсальной вакцины. Мыши используются наиболее широко из-за доступности, удобства и нашей способности генетически модифицировать их. Первоначальные антивирусные препараты были протестированы на модели мыши, поскольку она позволяет протестировать большое количество вирусов, обеспечивая надежные данные за короткий промежуток времени. В то время как у мышей проявляются симптомы болезни, морские свинки, хотя и восприимчивы к гриппу от природы, не имеют видимых симптомов болезни. Болезнь у морских свинок проявляется в основном в верхних дыхательных путях, поэтому, хотя они бесполезны для изучения явных признаков заболевания, они полезны для изучения того, как болезнь влияет на дыхательную систему. Болезнь также быстро распространяется среди групп морских свинок, улучшая наши знания о передаче гриппа.

Наблюдается прогресс в создании универсальной вакцины. В 2015 году универсальная вакцина оказалась успешной в защите мышей от восьми различных штаммов гриппа. Вакцина доказала свою эффективность в течение шести месяцев. Более старые мыши также были успешно защищены, что особенно положительно, поскольку пожилые люди гораздо более восприимчивы и проявляют более резкие и опасные для жизни симптомы. Исследовательская группа хочет перейти к изучению хорьков, что будет полезно для дальнейшего определения эффективности вакцины по мере взросления, прежде чем перейти к испытаниям на людях. Разработка универсальной вакцины станет огромным шагом в уменьшении ежегодного воздействия гриппа. Модели на животных необходимы для эффективной борьбы с гриппом и сокращения ежегодных смертей от инфекции.

Гепатит Б

Поскольку шимпанзе восприимчивы к вирусам гепатита человека без развития клинических заболеваний, они являются жизненно важной моделью в изучении HBV. Прежде чем можно будет разработать лекарства и вакцины, ученые должны сначала понять биологические свойства вируса. Характер инфекции у шимпанзе очень напоминал таковой у человека, что привело ученых к современным методам лечения и вакцинам. Шимпанзе сыграли важную роль в разработке диагностических тестов на гепатиты A и B, помогая практически исключить распространение вируса при переливании крови. Доступны противовирусные препараты, но исследователи продолжают улучшать лечение инфицированных, а модели трансгенных мышей были полезны для изучения происхождения и развития болезни. Существует общепризнанная потребность в продолжении использования адекватных моделей мышей для разработки более эффективных противовирусных методов лечения. Землеройки, млекопитающие, тесно связанные с приматами, также оказались полезными при лечении HBV, который может предотвратить рак печени, гепатоцеллюлярную карциному (HCC) у инфицированных. Иммунная система землероек очень похожа на иммунную систему человека, наблюдаемую при прогрессировании HBV и последующей HCC, поэтому древесные землеройки представляют собой практическую модель для разработки терапевтических мер по предотвращению HCC у людей, хронически инфицированных HBV.

Вакцина против HBV была разработана в 1976 году, и после того, как она доказала свою безопасность и эффективность на шимпанзе, стала коммерчески доступной в 1982 году. Поскольку гепатит B значительно увеличивает риск рака печени, ее можно считать первой противораковой вакциной.Вакцина содержит очищенный антиген вируса, который был выделен из людей, но ее безопасность и дозировка были проверены на мартышках, морских свинках, гривенских мартышках и шимпанзе. С тех пор вакцина была введена более чем 120 миллионам человек, что предотвратило заражение ими и помогло предотвратить распространение вируса. С моделями шимпанзе ученые в настоящее время работают над новым типом вакцины, которая создает клеточный иммунитет в надежде на повышение безопасности и эффективности вакцинации младенцев с риском передачи инфекции от матери ребенку. Без этичного использования животных моделей у нас было бы мало понимания того, как лечить или защищать от вируса, в результате чего миллионы людей все еще остаются восприимчивыми к этому смертельному вирусу. Модели на животных являются постоянной необходимостью в усилиях по лечению и профилактике всех штаммов вируса гепатита.

Гепатит С

Как указывалось ранее, шимпанзе и другие приматы, кроме человека, сыграли важную роль в понимании вируса. Шимпанзе сделали возможным открытие гепатита С и стали ценным инструментом в доклиническом анализе разрабатываемых противовирусных препаратов. Поскольку шимпанзе сталкиваются с растущими этическими ограничениями, землеройки являются подходящей альтернативой грызунам для изучения ВГС, но мыши остаются наиболее доступной. Модели на грызунах дают представление об агентах ранних инфекций ВГС, а новые модели мышей были генетически усовершенствованы, чтобы вызывать реакции, более близкие к людям. Химерная мышь из печени человека является единственной живой доклинической моделью для мониторинга лекарственной устойчивости ВГС. В этой модели отсутствуют необходимые иммунные ответы для тестирования возможных вакцин, но в попытках излечения исследователи вывели мышей, гуманизированных печенью и иммунными клетками. Эта модель в значительной степени помогает в стратегиях вакцинации, например, они предложили возможность профилактической вакцины против HCV из-за успеха антител в предотвращении инфекции у этих мышей.

Хотя вакцинация пока невозможна, новые лекарственные препараты излечивают гепатит С у 90% пациентов. Эти современные противовирусные препараты были бы невозможны без моделей приматов и грызунов, кроме человека. Нацеливание на молекулы хозяина, а не на вирус, оказалось успешным у нечеловеческих приматов. Эти знания стали прорывом в улучшении антивирусных препаратов. Таблетки Совальди (софосбувир) были одобрены в 2013 году для лечения хронического гепатита и у большинства пациентов излечивают болезнь за несколько месяцев. До утверждения Sovaldi доказал свою безопасность и эффективность на доклинических моделях грызунов и нечеловеческих приматов. Несмотря на свою эффективность, лекарство очень дорогое, поэтому испытания на животных не только продолжают оставаться неотъемлемой частью разработки вакцины, но и позволяют найти более дешевую альтернативу для лечения ВГС. Исследования на мышах недавно показали, что альтернативой может быть лекарство от аллергии, поскольку у мышей оно предотвращает раннюю стадию инфекции. Разработки находятся на начальной стадии, но при дальнейших исследованиях на животных лекарство может быть улучшено и в конечном итоге сертифицировано для лечения ВГС.

Гепатит A и B можно предотвратить с помощью вакцины, но вакцины, которая может предотвратить гепатит C, еще не существует. лечение HBV и HCV. Результаты исследований на животных можно увидеть в разработке лекарства от ВГС, которое было найдено в 2012 году. Лекарства помогают миллионам уже достигнутых, но вакцина - единственный способ по-настоящему снизить количество инфекций и работать над прекращением эпидемии, особенно в Развивающийся мир. При постоянных исследованиях на животных скоро появится вакцина от гепатита С, которая станет важным шагом на пути к значительному снижению уровня инфицирования.

Первый антиретровирусный препарат был разработан в 1986 году в ходе исследований на обезьянах и мышах. Первый в своем роде препарат значительно увеличивал продолжительность жизни пациентов. С приматами, не относящимися к человеку, исследователи смогли лучше понять вирус и идентифицировать аналогичный вирус, SHIV. Это открытие имело жизненно важное значение для разработки АРВ-препаратов, их расширения и усовершенствования, позволяя пациентам жить более долгой и здоровой жизнью. Недавно были открыты новые способы профилактики и лечения инфекций. Группы высокого риска могут ежедневно принимать противовирусный препарат, предэкспозиционную профилактику (PReP), что снижает риск заражения до 92%. Эта профилактика стала возможной благодаря тестам на эффективность на мышах. После контакта с ВИЧ антитела разовьются, и их можно будет обнаружить в течение трех недель. Этот процесс можно остановить с помощью схемы лечения постконтактной профилактики (PEP), если ее начать в течение 72 часов после воздействия. Благодаря моделям на мышах и приматах, не относящихся к человеку, ПКП позволяет людям оставаться ВИЧ-отрицательными, даже если вирус попал в их кровоток. Эффективное лечение и профилактика - это эффективный шаг к сокращению числа новых инфекций и преждевременной смерти из-за болезни, однако единственный способ остановить глобальную пандемию - это вакцина.

В исследованиях на животных предпринимаются захватывающие шаги к созданию вакцины против ВИЧ. Основываясь на идентификации SHIV у нечеловеческих приматов, недавние исследования на обезьянах привели к разработке SAV001, безопасной и хорошо переносимой вакцины. Ожидается, что в этом году начнется вторая фаза клинических испытаний на людях. Эта вакцина вселяет надежду на то, что исследователи близки к излечению и, в свою очередь, к будущему без ВИЧ / СПИДа во всем мире. Команды по всему миру разрабатывают вакцины-кандидаты с помощью исследований на животных. Чтобы вакцина была эффективной, она должна защищать от множества штаммов вируса. Ученые из Исследовательского института Скриппса разработали иммуноген из белка подтипа C, наиболее быстро распространяющегося штамма. Этот иммуноген может быть включен в будущие исследования вакцины для борьбы с несколькими штаммами ВИЧ. Разрабатываемая вакцина-кандидат доказала свою эффективность на нечеловеческих приматах, вызывая иммунный ответ, который нейтрализовал штамм С вируса. Другая группа исследователей недавно сделала многообещающие разработки, разработав вакцину, которая укрепляет иммунную систему для более эффективной защиты. С традиционными вакцинами иммунная система не может полностью уничтожить вирус, эта вакцина укрепит иммунную систему для полного удаления вируса. До сих пор эта новая стратегия вакцины была разработана для мышей и недавно доказала свою эффективность в борьбе с SHIV у обезьян. Исследователи продолжают совершенствовать стратегию с животными и надеются позже перейти к испытаниям на людях.

Исследования ВИЧ были основаны на исследованиях на животных с самого начала исследования лейкемии кошек, и иммуносупрессия, вызванная вирусом, привела к выделению вируса ВИЧ в начале 1980-х годов. Теперь, благодаря продолжающимся исследованиям на животных, лекарство от ВИЧ не за горами. Исследователи надеются положить конец глобальной пандемии ВИЧ при нашей жизни, и новые клинические испытания вселяют надежду на то, что это разрушительное заболевание вскоре может быть систематически искоренено. Ошеломляющий прогресс в лечении и профилактике уже достигнут в исследованиях на животных, но для создания эффективной и безопасной вакцины против ВИЧ необходимо продолжение исследований на животных.

Совместные замены

Themistocles Glück был первой попыткой замены тазобедренного сустава в конце 19 века. Используя животных, он смог найти безопасные и эффективные способы прикрепления суставов к кости. Сегодня исследователи все еще совершенствуют замены суставов у животных, чтобы продлить срок службы стандартных заменителей металла. Исследователи экспериментируют с бесцементной фиксацией, биологическим имплантатом, который позволяет кости врастать в имплант. Это изучается на собаках и кроликах с целью создания имплантатов, которые будут реабсорбироваться тканями хозяина. Бесцементные заменители коленного сустава также разрабатываются для животных, прежде чем они будут готовы к использованию у людей. Кролики незаменимы в этой работе над биологическими имплантатами. С помощью тканевой инженерии исследователи успешно создали подвижный сустав у кроликов. Эти технологии замены суставов еще предстоит внедрить людям, но при постоянных исследованиях они могут стать полезными решениями для более молодых пациентов с заменой суставов, чтобы избежать 10-15-летних замен, необходимых для замены металлических тазобедренных суставов. Более длительные замены тазобедренного сустава являются основной проблемой нынешних замен суставов, поскольку несколько исследовательских групп пытаются соединить искусственный сустав с живым бедром. Эти усилия по долговременной замене тазобедренного сустава должны сначала оказаться эффективными на животных, прежде чем их можно будет опробовать на людях. Остеоартрит - важная область совместных исследований и использования моделей на животных. Замена коленного сустава обычно используется для лечения запущенных случаев остеоартрита. Остеоартрозом коленного сустава страдают около 27 миллионов человек, при этом модели на животных выступают в качестве важных инструментов исследования для лечения всех стадий заболевания, в том числе тех, которым требуется замена суставов. Как и в случае замены тазобедренного сустава, собачьи модели являются оптимальной моделью на животных для остеоартрита и замены коленного сустава. Их суставы удивительно похожи на наши, поэтому у них возникают проблемы с суставами, как и у нас.

Рутинные операции на бедре проводятся на больших собаках с 1970-х годов, и большая часть наших знаний об этой хирургии получена из ветеринарной практики. Дисплазия тазобедренного сустава очень распространена у крупных собак, поэтому на протяжении десятилетий ветеринары лечили проблемы с суставами у крупных собак. По мере того, как мы продолжаем исследования способов улучшения замены суставов у людей, мы теперь можем выполнять замену микро суставов для кошек и маленьких собак. Исследования на животных, особенно с собаками, сыграли центральную роль в разработке эндопротезов суставов, и сегодня они помогают улучшить методы для более эффективных операций как для нас, так и для наших домашних животных. Замена суставов является подходящим примером преимуществ, которые исследования на животных имеют для людей и животных.

Болезнь почек

Распространенным методом лечения почечной недостаточности является диализ. Те, кто страдает хронической почечной недостаточностью, должны проходить диализ несколько раз в неделю для удаления токсинов из крови. Изобретение диализа было бы невозможно без собак. Собаки и кролики были первыми животными, на которых был протестирован диализ, затем тестирование было перенесено на обезьян, прежде чем его использовали для спасения жизней миллионов людей, страдающих от почечной недостаточности. В настоящее время впервые используются другие методы лечения с помощью мышей.

Поскольку заболевание почек часто протекает бессимптомно, его трудно диагностировать. Почечная недостаточность особенно опасна для людей с сахарным диабетом. Исследования на мышах позволили создать потенциальный анализ крови, чтобы определить, выделяет ли человек с диабетом 1 типа белок, который указывает на повреждение почек. Тест успешно выявил ранние признаки повреждения почек у мышей, а затем и у людей. Этот тест может облегчить раннее лечение, замедляя течение болезни. Хотя стволовые клетки являются возможной альтернативой замене почек или диализу для людей с почечной недостаточностью, исследователи на мышах определили, что клетки почек, не способные к стволовым клеткам, могут размножаться несколько раз, чтобы восстановить повреждение. Это указывает на возможность модели, позволяющей программировать клетки почек на самовосстановление, исправляя существующие почки и потенциально излечивая заболевания почек.

Домашние животные также страдают от болезней почек, поэтому участие животных в исследованиях болезней почек помогает как людям, так и их домашним животным. Щенок золотистого ретривера Эбби, которому был проведен жизненно важный диализ, является примером широко распространенной пользы наших постоянных исследований заболеваний почек.

Лейкемия

Исследования с использованием мышей сделали важные шаги в понимании лейкемии и борьбе с ней. В 1970-х годах на мышах было установлено, что все злокачественные клетки должны быть уничтожены, и что чем раньше начинается лечение, тем выше вероятность устранения рака, если эти знания с тех пор использовались для лечения всех типов рака. Сегодня, благодаря введению иммунной системы человека мышам и наблюдению за их реакцией на трансплантированные клетки, возможность трансплантации костного мозга пациентам с лейкемией улучшается. Мыши также используются в качестве первопроходцев в генной терапии как способе борьбы с лейкозными клетками и в иммунотерапии - новом методе лечения, который дает многообещающие результаты против лейкозных клеток, которые уже сопротивлялись другим методам лечения. Хотя эти экспериментальные методы лечения находятся в стадии разработки, в большинстве случаев химиотерапия лейкемии остается основным лечением, что также было бы невозможно без исследований на животных. В 1960-х годах благодаря исследованиям на мышах более агрессивный режим химиотерапии увеличил частоту ремиссии с 25% до 60% к концу десятилетия (1). Уровень ремиссии сейчас еще выше - 85%, благодаря исследованиям на животных, расширяющим наши знания о химиотерапии и других методах лечения рака.

Кошки также получают пользу от исследований лейкемии. Они предложили понимание болезни после того, как вирус лейкемии кошек (FeLV) был идентифицирован в 1965 году. Была разработана вакцина против FeLV, и эти знания, которые позволили предотвратить и лечить лейкоз у кошек, также могут дать ценное понимание случаев лейкемии у людей. . Исследования FeLV даже привели к идентификации первого вируса лейкемии человека, HTLV-1. Исследования на животных помогли снизить смертность от лейкемии кошек и повысили выживаемость при детской лейкемии с 30% до 80%, что в равной степени помогло людям и домашним животным.

(1) Frei E III. Потенциал для устранения лейкозных клеток при остром лейкозе у детей. Proc Am Assoc Cancer Res 1963 5 : 20 (Аннотация)

Малярия

Малярию можно предотвратить и вылечить. Лекарства от малярии следует принимать до, во время и после поездок в районы с высоким уровнем заболеваемости малярией, такие как Африка и южная часть Тихого океана. Хлорохин является распространенным лекарством как для профилактики, так и для лечения малярии, но некоторые штаммы инфекции могут противостоять лекарству и требуют комбинированных лекарств. Комбинированная терапия на основе артемизинина (ККТ) является лечением различных штаммов малярии и может использоваться вместе с инъекционным артесунатом для лечения тяжелых форм малярии. По-прежнему необходимы дальнейшие исследования в области лечения, поскольку болезнь все больше адаптируется к лекарственной устойчивости. Хлорохин был разработан на моделях грызунов и постоянно тестируется вместе с новыми препаратами в сравнительных исследованиях для оценки эффективности на моделях грызунов. Модели на грызунах стали особенно заметными при тяжелых формах малярии, чтобы гарантировать адаптацию методов лечения к штаммам болезни, отслеживая развитие паразита у грызунов. Устойчивость к лекарствам - самая большая проблема в излечении от малярии, но у новых лекарств есть надежда на длительное, клиническое использование и более высокую эффективность при более низких дозах, чем у существующих лекарств. С таким успехом на мышах препарат скоро перейдет к клиническим испытаниям на людях.

Хотя методы лечения эффективны, вакцина против малярии пока невозможна, но исследователи работают над ее разработкой с помощью грызунов и нечеловеческих приматов. Усилия по разработке вакцины глубоко укоренились в исследованиях на животных. Более 20 лет назад на моделях грызунов было доказано, что определенный белок, называемый CSP, очень склонен вызывать иммунный ответ. Основываясь на этой работе, была получена частично эффективная вакцина с обнадеживающими результатами для продвижения к полной защите. Исследователи также изучают токсин, выделяемый паразитом. Инокуляция токсином GPI защищала мышей от признаков болезни. Недавно экспериментальная вакцина защитила четырех из восьми обезьян от малярии. В трех из оставшихся четырех вакцина задержала появление паразитов. Продолжая исследования на животных, ученые надеются улучшить вакцину для возможного использования людьми, что еще на один шаг приблизит нас к универсальной защите от малярии.

Душевное здоровье

Более 7 миллионов американцев живут с биполярным расстройством и шизофренией. С помощью антипсихотических препаратов они могут жить более качественной жизнью. Одно из таких лекарств, Abilify, является четырнадцатым по количеству назначаемых лекарств в Америке. Он был протестирован на крысах, собаках, обезьянах и кроликах, чтобы убедиться в его безопасности и эффективности при лечении симптомов шизофрении и биполярного расстройства. Нейробиологи из Калифорнии исследуют способы включения лития в лечение биполярного расстройства путем инъекции лития мутантным мышам. Эти инъекции помогли восстановить дендритные шипы, связи между возбуждающими нейронами и нервными клетками, до здорового количества и уменьшить симптомы, имитирующие биполярное расстройство у людей. Это укрепляет веру в то, что эти аномалии синапсов являются причиной поведенческих расстройств, и поможет продвинуться к лучшему лечению различных поведенческих расстройств, таких как аутизм и шизофрения. Группа исследователей также недавно определила, изучая мышей, клеточный белок фосфолипазу Cγ1 (PLCγ1) как возможный ген, ответственный за биполярное расстройство. Выявление ответственного гена предлагает огромное количество возможных методов лечения для уменьшения и даже устранения симптомов хронического психического заболевания.

Домашние животные также извлекают выгоду из наших постоянных исследований психических заболеваний. Собаки и кошки могут страдать от шизофрении, беспокойства и депрессии. Теперь ветеринары могут прописывать небольшие дозы лекарств для лечения психических заболеваний домашних животных, позволяя собаке или кошке жить счастливой жизнью с минимальными симптомами. Благодаря исследованиям на животных, поведенческая фармакология продолжает улучшаться, повышая качество жизни как людей, так и наших животных-компаньонов.

Пересадка органов

Джозеф Э. Мюррей, лауреат Нобелевской премии за свою работу по трансплантации органов, и Томас Э. Старзл, известный как «отец современной трансплантологии», признают важность собак в изучении иммуносупрессивных методов лечения пересаженных органов. успешно принято. Пересадка почек составляет более половины операций по пересадке органов, проводимых в США каждый год. В рамках диализных исследований собаки были очевидным выбором для лучшего понимания трансплантации почек. Начиная с 1950-х годов собаки помогли нам понять иммуносупрессивные препараты, необходимые для успешной трансплантации, и методы трансплантации почки, помогая 19 061 человеку, получившему трансплантацию почки в США в 2016 году. Исследования трансплантации сердца также проводились с участием собак. Доктор Кристиан Барнард выполнил первую успешную пересадку сердца в 1967 году после многих лет исследований, в ходе которых Барнард и его коллеги выполнили почти 50 операций по пересадке сердца собакам.

Мыши остаются основным продуктом продолжающихся исследований по трансплантации органов. Модель на крысах при изучении трансплантатов началась в 1960-х годах, что привело к заметному росту популярности мышиной модели в 90-х годах. Крысы являются более простыми моделями из-за их большего размера, но теперь все трансплантаты, которые могут быть выполнены у крыс, имеют высокие показатели успеха и у мышей. В настоящее время исследователи из UCSF генетически модифицируют иммунные клетки на моделях мышей, чтобы подавить иммунные ответы. Они также пытаются создать иммунные тесты для оценки риска отторжения.Хотя наша способность к трансплантации значительно улучшилась, отторжение, к сожалению, все еще происходит, но это исследование является ценным шагом к устранению отторжения органов. Мыши и обезьяны также участвуют в постоянных усилиях по обучению иммунной системы распознавать трансплантат как свой собственный. Эта продолжающаяся работа может устранить необходимость для большинства реципиентов органов принимать иммунодепрессанты до конца своей жизни. В этой работе, чтобы устранить постоянную потребность в иммунодепрессантах, вливания стволовых клеток крови позволили отучить некоторых мышей и обезьян от этих препаратов. Ни один из этих методов еще не является достаточно эффективным, чтобы его можно было опробовать на людях, но при продолжении исследований на животных трансплантация органов будет иметь более высокий процент успеха, а иногда опасный набор лекарств после трансплантации может быть сокращен или даже устранен.

Животные-компаньоны извлекают пользу из продолжающихся исследований на животных в области трансплантации органов. Хотя большинство случаев трансплантации органов собакам и кошкам еще невозможно, трансплантация почек становится все более распространенной. У кошек все, что требуется, - это анализ крови, чтобы найти совпадение, но иммунная система собак оказывается более сложной. Исследования в области трансплантации органов носят трансляционный характер и помогают как людям, так и собакам. Недавно ветеринары первыми начали пересадку собак, обнаружив, что если трансплантация костного мозга происходит одновременно с отторжением почек, то это гораздо менее вероятно. Непрерывные исследования трансплантации органов на животных помогают улучшить жизнь людей и наших пушистых друзей.

Паралич

Приматы, не являющиеся людьми, предлагают исследователям ценную информацию о методах лечения и возможных средствах лечения паралича. Из-за сходства нервной системы человека и приматов, не относящихся к человеку, они необходимы для изучения паралича. Эпидуральная электрическая стимуляция (ЭЭС), первая успешная в восстановлении функции у крыс, с тех пор оказалась успешной в восстановлении движения у парализованных обезьян. Исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) в Швейцарии разработали беспроводное устройство, которое стимулирует движение мышц макак-резус. Два имплантата облегчают связь между мозгом и мышцами, минуя область позвоночника, которая подавляла бы этот сигнал. Обезьяны были парализованы в одной ноге, но благодаря этому приспособлению они смогли снова полноценно ходить в течение двух недель. Эти разработки вселяют сильную надежду на то, что с помощью исследований на животных мы в конечном итоге сможем предложить лечение, изменяющее жизнь людей, страдающих параличом.

Животные-компаньоны играют важную роль в нашем понимании и лечении паралича. Кошки помогали изучать острый паралич лицевого нерва или паралич Белла. Было обнаружено, что лицевой нерв кошек и людей очень похож. Это позволяет проводить исследования на кошачьих для помощи людям с параличом лицевого нерва, а также кошкам с параличом лицевого нерва, распространенным заболеванием у длинношерстных домашних кошек. Собаки, страдающие идиопатическим параличом гортани (ILP) и дегенеративной миелопатией (DM), очень напоминают ALS (болезнь Лу Герига), дают возможность разработать трансляционные методы лечения. Обладая версией генетической мутации БАС, эти более крупные модели животных позволяют лучше понять БАС, а также DM, парализующий собак. С этими собаками исследователи могут работать над лечением БАС, а также над лечением собак с НДП и СД.

Исследования на животных предлагают ценную информацию о более поздних методах лечения людей, но также предоставляют лекарства для домашних животных. При изучении паралича бесценны исследования на животных. С помощью животных моделей мы можем лучше понять паралич, улучшить методы лечения и дать надежду на возможное излечение.

Болезнь Паркинсона и # 039s

Модели на животных - самый эффективный способ изучения развития болезни Паркинсона, они сыграли важную роль в современных методах лечения. Хотя лекарств пока нет, чтобы вылечить болезнь, все еще есть несколько лекарств для лечения симптомов. Обезьяны и мыши являются наиболее популярными моделями животных для изучения болезни, но кролики также помогли произвести революцию в лечении болезни Паркинсона. Лауреат Нобелевской премии Авид Карлссон обнаружил роль дофамина в способности мозга контролировать движения с помощью тестов на кроликах, движение которых было восстановлено с помощью инъекций препарата L-допа. L-допа является эффективным лекарством для некоторых, но со временем его действие ослабевает. Ингибиторы моноаминоксидазы (МАО), разработанные на крысах и мартышках, повышают уровень дофамина и могут использоваться на ранних стадиях или вместе с L-допа для повышения эффективности на более поздних стадиях.

Глубокая стимуляция мозга (DBS), хирургический метод регулирования нервных цепей, вызывающих симптомы, является эффективным средством лечения некоторых людей, живущих с болезнью Паркинсона, симптомы которых не поддаются лечению с помощью лекарств. DBS улучшил передвижения обезьян с болезнью Паркинсона до того, как он был испытан на людях и одобрен FDA в 2002 году. Модели обезьян MPTP сыграли центральную роль в разработке DBS, которая помогла более 80 000 пациентов справиться со своими симптомами. Эта модель также является частью инновационной генной терапии, направленной на повышение уровня фермента в головном мозге, который облегчает симптомы у крыс и обезьян.

Захватывающие новые разработки в исследованиях болезни Паркинсона сосредоточены на альфа-синуклеине, белке, который занял видное место в новаторских методах лечения. У людей с болезнью Паркинсона присутствует аномальная форма альфа-синуклеина. Этот белок был обнаружен у обезьян, а затем у людей, и теперь наши знания о нем используются для создания анализа крови на болезнь Паркинсона, чтобы позволить более раннее лечение.

Лекарства от болезни Паркинсона еще не найдено, но симптомы можно облегчить или улучшить. Исследования на животных продолжают улучшать методы лечения и направлены на профилактику и возможное излечение. Исследователи уверены, что болезнь Паркинсона можно победить с помощью исследований на животных, облегчая страдания миллионов людей во всем мире.

Полиомиелит

Возникнув тысячи лет назад, полиомиелит был сложной и разрушительной болезнью. Заболевание циркулировало в небольших количествах до начала 20 века, когда оно достигло масштабов эпидемии, что побудило к энергичным исследованиям того, как остановить вирус. Было предпринято несколько попыток вакцинации, но безуспешно. В 1935 году две исследовательские группы после испытаний на мышах опробовали вакцину, применение которой было прекращено после нанесения вреда подопытным, как шимпанзе, так и людям. В 1954 году американец Джонас Солк выпустил первую инактивированную вакцину против полиомиелита. Выращивая вирус в клетках почек обезьяны, он затем инактивировал их, используя химический формалин, похожий на формальдегид. Эта вакцина оказалась эффективной на почти 2 миллионах детей, участвовавших в испытаниях, и стала широко доступной в 1955 году. В 1960 году польско-американский ученый Альберт Сабин создал пероральную вакцину против полиомиелита с помощью «примерно 9000 обезьян, 150 шимпанзе и 133 человека». добровольцы ». Из-за простоты введения вакцины Солка в 1968 году вакцина была заменена пероральной.

Глобальная инициатива по искоренению полиомиелита началась в 1988 году, чтобы помочь остановить болезнь в развивающихся странах. Заболеваемость полиомиелитом в мире ликвидирована на 99%. В 2016 г. полиомиелит циркулирует только в Афганистане и Пакистане. Инициатива все еще работает над ликвидацией полиомиелита в этих последних нескольких местах, где болезнь все еще встречается. Детям во всем мире по-прежнему рекомендуется делать вакцину для защиты от завозных случаев. Искорененный в Западном полушарии, легко забыть о разрушительных последствиях полиомиелита. Полиомиелит все еще представлял бы глобальную угрозу здоровью сегодня, если бы не исследования на животных. Мыши и особенно приматы, кроме человека, сыграли решающую роль в разработке вакцины, которая устранила 99% полиомиелита во всем мире. Всемирная организация здравоохранения надеется ликвидировать последний 1% к 2019 году. Благодаря исследованиям с участием животных, а также человеческой изобретательности и настойчивости, мир вскоре может полностью избавиться от полиомиелита.

Оспа

Оспа разрушила развитие западной цивилизации, распространившись по всему миру благодаря купцам и исследователям. В 18 веке оспа уносила около 400 000 жизней в год, и треть выживших остались слепыми. Еще в 430 г. до н.э. выживших призывали ухаживать за недавно инфицированными, что свидетельствует о раннем знании иммунитета выживших. Вариация, когда людям давали материал из язв оспы путем царапания им руки или вдыхания, была первой попыткой остановить болезнь. Эта методика пришла в Англию из Стамбула в начале 18 века, и хотя у пациентов все еще проявлялись симптомы болезни, она была слабой и менее опасной для жизни. Вакцина была впервые разработана Эдвардом Дженнером в 1796 году. Дженнер, заметив, что у доярок, уже переболевших коровьей оспой, никогда не появлялись типичные симптомы оспы после вариоляции. Дженнер взяла материал из язвы коровьей оспы и ввела его мальчику. Спустя несколько месяцев после многократного контакта с вирусом оспы мальчик не болел оспой. После дополнительных тестов вакцинация начала распространяться, поскольку Дженнер распределяла прививку среди коллег-врачей. Исследования и разработки в XIX и XX веках включали извлечение материала из коровьей оспы у телят, а затем его очистку для производства вакцины. Однако глобальное искоренение заняло почти два столетия из-за отсутствия средств и обязательств. Наконец, 8 мая 1980 г. 33-я сессия Всемирной ассамблеи здравоохранения официально объявила мир свободным от оспы. Эта вакцина и ее массовое распространение были бы невозможны без использования телят для сбора материала коровьей оспы.

Вакцина против оспы была первой в истории вакцинацией, и с нее начали использовать живые аттенуированные вакцины с живыми микробами как возможное лекарство от других болезней, таких как корь и ветряная оспа. Подобные вакцины сейчас настолько широко распространены, что их легко принять как должное, но без использования животных в исследованиях они были бы невозможны. Без исследований на животных оспа все равно была бы болезнью, поражающей массы людей, а не недалеким воспоминанием.

Стволовые клетки

Исследования на животных сыграли решающую роль в нашем понимании стволовых клеток, особенно грызунов, которые постоянно играли роль в их развитии. Начиная с 1961 года, исследователи использовали животных для понимания стволовых клеток, начиная с определения репликации нервных клеток у крыс. В 1981 году эмбриональные стволовые клетки были получены из эмбрионов мыши, что затем привело к способности получать стволовые клетки из человеческих эмбрионов в 1988 году. Чтобы лучше использовать огромный потенциал стволовых клеток, ученые вводят человеческие эмбриональные стволовые клетки мышам с подавленной иммунной системой для изучения процесс дифференцировки, а также определение того, являются ли клетки плюрипотентными, что означает, что отдельная клетка может стать специализированной для любой ткани организма. Способность направлять трансформацию эмбриональных клеток в определенные типы клеток поможет вылечить потерю зрения и слуха, а также такие заболевания, как диабет.

Первое успешное выделение и культивирование плюрипотентных стволовых клеток приматов произошло в 1995 году в Региональном исследовательском центре приматов штата Висконсин. Это было началом более глубокого понимания плюрипотентных клеток и привело к развитию того, как ученые могут наилучшим образом использовать эти клетки в терапевтических целях. Исследования приматов в стволовых клетках продолжаются, и в 2013 году исследователи Цян Ши и Джеральд Шаттен запрограммировали эмбриональные клетки павиана на восстановление поврежденной артерии, давая надежду на то, что в будущем стволовые клетки человека смогут напрямую нацеливаться и восстанавливать повреждения. Манипуляции со стволовыми клетками на животных моделях позволяют лучше понять болезни, облегчить открытие новых методов лечения и более эффективные клинические испытания.

Взрослые стволовые клетки - это неспециализированные клетки, обнаруженные среди уже специализированных клеток. Они восстанавливают и защищают ткань, в которой находятся. Ученые пытаются выяснить, как в полной мере использовать потенциал этих клеток, увеличивая их количество, чтобы восстановить их исходную ткань. Распространенным тестом для идентификации взрослых стволовых клеток является извлечение клеток из одного животного и помещение их в другое, выделение взрослых стволовых клеток как тех, которые повторно заселяют ткань после переноса. Раковые клетки имеют много общих свойств со стволовыми клетками взрослых, поэтому эти стволовые клетки обладают огромным потенциалом для эффективных методов лечения рака. Остаются вопросы, касающиеся взрослых стволовых клеток и, в свою очередь, того, как лучше всего применять их для лечения заболеваний, но с помощью моделей исследований на животных был достигнут значительный прогресс в использовании всех возможностей взрослых и эмбриональных стволовых клеток.

Также проводятся испытания стволовых клеток на животных-компаньонах для борьбы с болезнями собак и кошек и их лечения. При изучении опухолей люди и животные-компаньоны больше похожи, чем люди и грызуны, но при этом не используются модели болезней животных-компаньонов. Исследования стволовых клеток на животных-компаньонах могут изменить регенеративную медицину. У миллионов домашних животных в течение жизни разовьется болезнь, соответствующая человеческим болезням, таким как артрит и заболевание почек, поэтому испытания на животных-компаньонах предлагают исследователям возможность лучше лечить и лечить как домашних животных, так и людей.

Операция

Наше понимание сердца зависит от исследований на животных. Впервые эхокардиография, позволяющая врачам исследовать функции сердца, была впервые применена на сердцах теленка. Эта технология все еще совершенствуется сегодня с использованием грызунов, собак и свиней для улучшения выявления проблем с сердцем. Врожденные пороки сердца затрагивают 40 000 рождений в год и неизменно будут фатальными без операций на сердце, разработанных с помощью исследований на животных. Двумя наиболее распространенными врожденными пороками сердца являются дефект межпредсердной перегородки (ДМПП) и дефект межжелудочковой перегородки (ДМЖП). И то, и другое можно исправить с помощью операции по закрытию отверстия в сердце синтетическим материалом. Тетралогия Фалло является третьей по распространенности ИБС и может быть вылечена с помощью процедуры Блалока-Тауссига, процедуры, разработанной и выполняемой на собаках с врожденными пороками сердца. Модели свиней также были разработаны для стимуляции ИБС и помогают улучшить процедуры и лекарства для лечения ИБС. Исследования на животных помогают младенцам, рожденным с ИБС, прожить долгую и здоровую жизнь во взрослой жизни.

Аортокоронарное шунтирование - это наиболее распространенная операция на сердце, еще одна процедура, которая была разработана в ходе экспериментальных операций на собаках. Собачья аорта имеет много общего с аортой человека, что делает ее актуальной и эффективной моделью для разработки методов кардиохирургии. И люди, и собаки выигрывают от использования животных в исследованиях и разработках в области болезней сердца и хирургии. Первой собакой, перенесшей операцию на открытом сердце, была смесь добермана и немецкой овчарки по имени Тейлор в 2015 году, что позволило исправить редкий врожденный порок сердца. В последний год предполагаемое количество выполненных операций на сердце достигло 500 000. Тейлор и другие домашние животные могут присоединиться к этому количеству успешных операций на сердце, которые изменили жизнь многих людей к более здоровому и счастливому будущему.


Пора создавать гибриды человек-шимпанзе

Это немного натянуто, но отнюдь не невозможно или даже маловероятно, что гибрид или химера, объединяющие человека и шимпанзе, могут быть получены в лаборатории. В конце концов, у человека и шимпанзе (или бонобо), по большинству оценок, примерно 99 процентов ядерной ДНК. Учитывая, что эта разница в 1 процент предположительно связана с некоторыми ключевыми аллелями, новый инструмент редактирования генов CRISPR предлагает перспективу (для некоторых - кошмар) добавления и удаления целевых генов по желанию. В результате вполне разумно предвидеть возможность - в конечном итоге, возможно, вероятность - рождения «гуманоидов» или «шимфуманов». Такой человек не был бы точной равной частью каждой комбинации, но не был бы ни человеком, ни шимпанзе: скорее, чем-то средним.

Если эта перспектива недостаточно шокирует, вот еще более спорное предложение: это было бы потрясающей идеей.

В 2018 году исполняется 200 лет со дня рождения Мэри Шелли. Франкенштейн, с субтитрами современный Прометей. Разве мы не узнали, что прометеевское высокомерие ведет только к катастрофе, как и усилия вымышленного доктора Франкенштейна? Но есть и другие бедствия, которые продолжаются в настоящее время, такие как гротескное насилие над нечеловеческими животными, чему способствует, возможно, самый пагубный богословский миф всех времен: что люди отделены от остального мира природы, поскольку мы были специально созданы и наделены душами, в то время как «они» - все другие существа - нет.

Обложка книги Франкенштейн. Берни Райтсон

Конечно, все, что мы знаем об эволюции (а сейчас уже очень много), требует иного, поскольку самый фундаментальный вывод эволюции - это непрерывность. И на самом деле именно из-за преемственности - особенно этих общих генов - вероятно, могут появиться гуманоиды или шимфуманы. Более того, я предполагаю, что основная идея такого творения будет заключаться в том, чтобы вбить кол в самое сердце этой разрушительной кампании дезинформации о разрыве непрерывности, человеческой гегемонии над всеми другими живыми существами. Существует огромное количество доказательств, уже демонстрирующих преемственность, включая, помимо прочего, физиологию, генетику, анатомию, эмбриологию и палеонтологию, но почти невозможно представить, как самый стойкий защитник людей, обладающих непостоянно уникальным биологическим статусом, мог продолжайте сохранять эту позицию, если столкнетесь с реальной, функционирующей комбинацией человек-шимпанзе. 1

Однако также возможно, что мое предположение вдвойне фантастично, не только с точки зрения его биологической осуществимости, но и с точки зрения того, окажет ли такое «творение» то влияние, которое я предлагаю - и надеюсь. Таким образом, широко известно, что шимпанзе очень похожи на людей: они создают и используют инструменты, участвуют в сложном социальном поведении (включая сложное общение и длительные связи между матерью и потомством), они смеются, скорбят и утвердительно примиряются после конфликтов. Они даже похожи на нас. Хотя такое признание вызвало возмущение по поводу жестокого обращения с шимпанзе, а также с другими приматами в частности, в цирковых представлениях, лабораторных экспериментах и ​​т. Д., Оно не вызвало заметного сопротивления охоте, заключению в тюрьму и поеданию других видов животных, которые, наряду с Сами шимпанзе по-прежнему считаются большинством людей «другими», а не аспектами «нас самих». (Более того, шимпанзе с энтузиазмом потребляются в некоторых частях экваториальной Африки, где они являются ценным компонентом «мяса диких животных».)

По крайней мере, можно утверждать, что высшая польза от обучения людей их истинной природе будет стоить жертвы, заплаченной несколькими несчастными.

В своей книге Меньше, чем человек: почему мы унижаем, порабощаем и истребляем другихДэвид Ливингстон Смит исследовал, как дегуманизация идет рука об руку с расизмом и геноцидом. Смит выявил давнюю закономерность, согласно которой люди, несмотря на признание того, что другие люди появляться Чтобы быть людьми, часто утверждают, что по своей сути - что бы это ни значило - эти другие по-прежнему не являются людьми. Таким образом, вполне возможно, что сравнительно стойкие предубеждения сохранятся, даже если наша биологическая преемственность с другими живыми существами станет неоспоримой. Более того, известно, что люди скрывают неудобные истины: говорят, что, когда жена епископа Вустера услышала о скандальной теории Дарвина, она воскликнула: «Произошла от обезьяны? Моя дорогая, будем надеяться, что это неправда, но если это правда, будем надеяться, что это не станет широко известным! »

С другой стороны, в равной степени кажется вероятным, что столкнувшись с людьми, которые явно занимают промежуточное положение между человеком и обезьяной, станет до боли очевидным, что жесткое различие между ними больше не выдерживает критики. Но как насчет тех, по-видимому, несчастных людей, созданных таким образом? Ни рыба, ни птица, не окажутся ли они невыносимо неопределенными и незрелыми, обреченными на сущий ад биологической и социальной неопределенности? Это возможно, но, по крайней мере, можно утверждать, что конечная польза от обучения людей их истинной природе будет стоить жертвы, заплаченной несколькими несчастными. Кроме того, можно утверждать, что такие люди вовсе не такие уж несчастные. На каждого шимфумана или гуманизма, разочарованного ее неспособностью написать стихотворение или запрограммировать компьютер, в равной степени может найти один человек, довольный ее способностью делать это, раскачиваясь на ветке дерева. И, что еще более важно, для любого человека, настаивающего в настоящее время на особенностях своего вида, в ущерб буквально миллионам других особей миллионов других видов, такое развитие вполне могло бы стать настоящим расширителем разума и разрушителем парадигм.

На заре биологии, когда господствовало особое творение, широко считалось, что виды являются жесткими и фиксированными, каждый из которых специально создан как таковой. Теперь мы знаем лучше. В настоящее время признано, что вид - это группа естественно скрещивающихся особей, то есть популяция, внутри которой происходит регулярный обмен генами. Более того, даже несмотря на то, что люди любят мыслить категориями «да / нет», либо / или дихотомией, мы также знаем, что границы между видами изменчивы и гибки: например, совершенно «хорошие» виды, такие как кряквы и шилохвостые утки, часто скрещиваются, давая гибриды, которые могут стать отравой даже для опытных птицеводов. Гризли и белые медведи также иногда скрещиваются, давая медведей «голяров».

Недавнее исследование геномов воронов, населяющих большую часть Северного полушария, показало, что этот вид ранее делили на два, а меньшая популяция ограничивалась Калифорнией. Затем эти два вида воронов воссоединились несколько сотен тысяч лет назад, образовав один голарктический вид воронов, который мы знаем сегодня. 1 Такое «обращение видообразования» вполне может быть более распространенным явлением, чем считалось ранее. Очевидно, скрещивание слонов и мастодонтов произошло до того, как последние вымерли. 2 В последние десятилетия волки, койоты и домашние собаки скрещивались, и очевидно, что некоторые популяции современных Homo sapiens содержат до 5% генов неандертальцев, и некоторые или все мы также можем иметь неизвестный суп из тех таинственных гомининов, известных как денисовцы. Принстонский биолог-эволюционист Розмари Грант, которая вместе со своим мужем Питером долгое время изучала видообразование среди галапагосских вьюрков, предполагает, что многие виды животных (в том числе и мы сами), вероятно, «преследуются призраками из прошлого скрещивания».

Гены, завоевавшие славу

Слава - это то, что прилипает к кому-то или чему-то, качество, заслуженное или полученное без всякой причины. Это также сила связи. Известный человек или вещь образуют центр в сети, которая связывает нас. ПОДРОБНЕЕ

Таким образом, нельзя исключить возможность того, что объединение человека и шимпанзе может предвещать или угрожать чему-то биологически новому на нашем - и их - горизонте.

Гибрид - это помесь людей с разными генетическими предками, что означает, что технически почти все являются гибридом, за исключением клонов, однояйцевых близнецов или, возможно, людей, рожденных в результате близкого кровосмешения. Более полезно, мы говорим о гибридизации как о процессе, посредством которого скрещиваются представители разных подвидов (спаривание лабрадоров и пуделей, например, для получения лабрадуделей) или, что реже, разных видов, и в этом случае часто образуются гибриды. нежизнеспособные, либо бесплодные (например, мулы, гибриды, полученные от скрещивания лошадей и ослов), либо просто необычные (например, тигроны, которые иногда возникают в результате гибридизации тигров и львов, или лигеры, получаемые наоборот). Гибриды - это генетические смеси, в которых практически все клетки тела содержат равное количество ДНК от каждого родителя. Это, конечно, верно в отношении всех особей, произведенных половым путем, просто у гибридов эти два родителя, вероятно, будут иметь более дальние родственники, чем обычно.

В наши дни можно представить себе человека-зее или шимфумана.

С другой стороны, химеры несколько отличаются. Они происходят из того, что по сути является процессом прививки, при котором две генетические линии (что наиболее интересно, разные виды) объединяются, чтобы произвести особь, которая частично принадлежит к одному генотипу, а частично - к другому, в зависимости от того, какие клетки отбираются и в какой момент. в эмбриональном развитии. Вероятно, потому что легче представить себе существ, созданных путем объединения идентифицируемых частей тела разных животных, чем изобразить смешанную промежуточную форму, химеры в большей степени, чем гибриды, уже давно населяют человеческое воображение. Ганеш, индуистский бог с человеческим телом и головой слона, является химерой, как и кентавры-люди-лошади в западной мифологии. У классической «химеры» из греческих легенд были голова и тело льва, хвост, который превратился в голову змеи, и - что еще более странное существо - голова козла, иногда обращенная вперед, а иногда назад.

Неясно, будет ли мой воображаемый шимфуман гибридом (полученным путем перекрестного оплодотворения человеческих и нечеловеческих гамет) или химерой, созданной в лаборатории с помощью методов генетической манипуляции. Ставлю на последнее. В любом случае, смешение человека и шимпанзе - не новая идея.

В 1920-х годах русский биолог с изумительно славянским именем Илья Иванович Иванов, похоже, предпринял первые серьезные научно обоснованные усилия по созданию генетического гибрида шимпанзе и человека. Иванов обладал прекрасной квалификацией: он не только проявлял особый интерес к созданию межвидовых гибридов, он был одним из первых специалистов по искусственному осеменению, который добился международной известности как успешный пионер в коневодстве. До его работы даже самых ценных жеребцов и кобыл можно было размножать «естественным укрытием» - то есть старомодным способом, по одному за раз. Но Иванов обнаружил, что при соответствующем и тщательном разбавлении семени жеребца в сочетании с умелым использованием лошадиного эквивалента индейки он мог произвести до 500 жеребят от одного генетически хорошо одаренного жеребца. Его достижение вызвало сенсацию во всем мире, но ничто по сравнению с тем, что он предпринял в следующий раз.

Илья Иванович Иванов Викимедиа

Первоначально это произошло в Научно-исследовательском институте медицинской приматологии, старейшем исследовательском центре приматов в мире, расположенном в Сухуми, столице Абхазии, в настоящее время являющейся спорным регионом в штате Джорджия, на берегу Черного моря. В свое время Сухумский институт был крупнейшим учреждением, проводившим исследования на приматах. Не случайно, как полагают, Сталин был заинтересован в таких усилиях с прицелом на развитие «нового советского человека» (или получеловека, или полуженщины).

Советский интерес к объединению человеческого и нечеловеческого генетического материала не ограничивался российскими биологами. Писатель Михаил Булгаков, наиболее известный - по крайней мере на Западе - своей фантазией, Мастер и Маргарита, также написал Собачье сердце, острая сатира на первых социальных альпинистов советской эпохи, в которой гипофиз от пьяного человека имплантируется бездомной собаке, которая впоследствии становится все более и более человечной, хотя и не заметно гуманнее по мере того, как она приступает к устранению всех «бродячих четвероногих». (Кошки) из города. Максим Горький был на борту и одобрительно писал, что Ленин и его союзники-большевики «проводят самый жестокий научный эксперимент на теле России», который в конечном итоге приведет к «модификации человеческого материала».

Подобная модификация стала основным продуктом советской биологии, когда С.А.Воронов предпринял «омолаживающую терапию», серию неудачных попыток восстановить половую функцию у богатых пожилых мужчин путем пересадки срезов семенников обезьяны. Но именно Иванов приложил самые серьезные усилия к объединению человекообразных и нечеловеческих обезьян. В начале своей карьеры, помимо успешного искусственного оплодотворения лошадей, Иванов создал множество гибридов животных, включая «зидонков» (зебры + ослы) и различные комбинации мелких грызунов (мыши, крысы и морские свинки). Какое-то время в 1990-х годах вымышленная версия Иванова была главным героем телешоу русской эпохи, изображая его как «Красного Франкенштейна».

В 1910 году Иванов объявил на Всемирном конгрессе зоологов в Граце, Австрия, что возможно вывести гибрид человека и обезьяны с помощью искусственного оплодотворения. В середине 1920-х годов, работая в лаборатории в Конакри (тогда часть Французской Гвинеи) под эгидой уважаемого во Франции Института Пастера, Иванов пытался именно это, безуспешно пытаясь оплодотворить самок шимпанзе человеческой спермой. (Мы не знаем, чей, и мы также предполагаем - хотя и не знаем наверняка, - что попытка оплодотворения производилась искусственным, а не естественным путем.) Затем, в 1929 году, в недавно созданном Сухумском научно-исследовательском институте приматов он предпринял попытку поменять местами донора и реципиента, получив согласие пяти женщин-добровольцев на осеменение - опять же, предположительно искусственными методами, а не «естественным укрытием» - спермой шимпанзе и орангутангов. Однако неудобно, что нечеловеческие приматы-доноры умерли до того, как сделали свои «пожертвования», а по неясным причинам сам Иванов потерял политическую симпатию и был отправлен в Сибирь в 1930 году. Он умер несколько лет спустя.

Можно ли делать всевозможные вещи, если они должны, - это другой вопрос.

Никто точно не знает, что мотивировало первые эксперименты Ильи Иванова по оплодотворению. Может быть, это было очарование возможного, так что открытие мощного гибридного молота in vitro оплодотворение, все, включая яйцеклетки и сперму, одна от человека и аналог от нечеловеческих приматов, выглядело заманчиво, как гвоздь. Или, может быть, им двигала перспектива выслужиться перед Сталиным, или известность (или позор), если он добился успеха, или, возможно, как ярый атеист-большевик Иванов был вдохновлен перспективой опровержения религиозных догм.

В любом случае история Иванова не особенно хорошо известна за пределами России, и поскольку западные люди узнают о ней, они склонны высмеивать ее как абсурдный эпизод достижения потенциальной «планеты (коммунистических) обезьян» или ругать безнравственность такой попытки, что становится все более осуществимым. Безусловно, его грубые усилия по межвидовой гибридизации в настоящее время не приблизились к завершению просто потому, что, хотя ДНК человека и шимпанзе в подавляющем большинстве схожи, у людей 46 хромосом, а у шимпанзе - 48, так что получение спермы от обоих видов для объединения с яйца от другого, чтобы произвести жизнеспособное потомство, - буквально - немыслимо.

В наши дни, однако, можно представить себе человека-зее или шимфумана. Были достигнуты многие успехи в биомедицинских исследованиях, которые не только подчеркивают преемственность между людьми и другими животными, но и делают это явно в интересах улучшения человечества. В настоящее время проводятся исследования, направленные на создание органов (почки, печень и т. Д.), Которые развиваются в организме животного (свиньи являются предпочтительными видами-мишенями) и чьи генетические отпечатки пальцев достаточно близки к Homo sapiens аналог, который принимается иммунной системой человека-реципиента, а также может функционировать вместо поврежденного органа реципиента. Клетка кожи человека, например, может быть биохимически индуцирована, чтобы стать «плюрипотентной стволовой клеткой», способной дифференцироваться в любой тип ткани человека. Если, скажем, требуется замена печени, эти стволовые клетки могут быть введены в эмбрион свиньи после первого использования CRISPR для инактивации генов, продуцирующих печень эмбриона. Если все пойдет хорошо, полученная химера свинья-человек будет иметь тело свиньи, но в основном человеческую печень, которую затем можно будет трансплантировать человеку, чья печень не работает.

После многих лет противодействия Национальный институт здравоохранения США объявил в августе 2016 года, что он намерен снять мораторий на исследования стволовых клеток, который обещает лечить (возможно, даже вылечить) многие серьезные заболевания человека, такие как цирроз, диабет и т. Д. и болезнь Паркинсона. В настоящее время запрещено - и, вероятно, останется таковым - финансирование исследований, связанных с введением человеческих стволовых клеток эмбриональным приматам, хотя введение таких клеток во взрослых особей допустимо. Поскольку существует биологическая линия, отделяющая людей от других видов, должно быть ясно, что эта линия определенно проницаема, а не жесткая и быстрая и основана больше на этических и политических суждениях, чем на науке или технологиях. Все виды вещей жестяная банка быть сделано ли они должен, это другой вопрос.

Благосклонно относиться к перспективе человека-гуманизма или шимфумана, вероятно, будет не только спорным, но и для многих людей совершенно аморальным. Но я предполагаю, что создание гуманоидов или шимфуманов было бы не только этичным, но и глубоко таковым, даже если бы не было никаких перспектив повышения благосостояния людей. Как мог даже самый решительный гомоцентричный религиозный фундаменталист, очерняющий животных, утверждать, что Бог создал нас по Своему образу и что мы и только мы несем в себе искру божественного, отличную от всех других форм жизни, когда-то столкнувшихся с живыми существами, которые бесспорно промежуточное звено между человеком и нечеловеческим?

В любом случае бессмысленное утверждение о том, что люди созданы уникальным образом по образу Бога и наделены душой, в то время как другие живые существа являются всего лишь животными, не только допускает, но и поощряет такое отношение к миру природы в целом и другим животным в частности, которое имеет был в лучшем случае равнодушным, а чаще - откровенно антагонистическим, ура-патриотическим, а во многих случаях - невыносимо жестоким. Только из-за этого корыстного мифа некоторые люди смогли оправдать содержание других животных в таких ужасных условиях, как фабричные фермы, в которых они буквально не могут развернуться, не говоря уже о том, что им не позволяют испытать что-либо, приближающееся к полноценной жизни. Только из-за этого корыстного мифа некоторые люди считают, что зародыши Homo sapiens особое место как ожидающие лица, магически наделенные выдающейся человечностью, которая дает им право на особое юридическое и моральное рассмотрение, недоступное для наших нечеловеческих сородичей. Только из-за этого корыстного мифа многие люди смогли отрицать вопиюще очевидную эволюционную связь между собой и другими формами жизни.

Когда делаются заявления о «праве на жизнь», референт неизменно человек жизни, жесткое различие возможно только из-за предположения, что человеческая жизнь каким-то образом уникально отличается от других форм жизни, хотя все, что мы знаем о биологии, показывает, что это просто неверно. Есть ли лучший, более ясный и недвусмысленный способ продемонстрировать это, чем создание жизнеспособных организмов, которые не являются ни людьми, ни животными, но несомненно являются промежуточными?

Дэвид П. Бараш - почетный профессор психологии Вашингтонского университета. Эта статья несколько изменена по сравнению с главой его следующей книги -Ярко сквозь стекло: использование науки, чтобы увидеть наши виды такими, какие они есть на самом деле- который будет опубликован летом 2018 года издательством Oxford University Press.

1. Келарнс, А., и другие. Геномные свидетельства обращения видообразования у воронов. Nature Communications 9 (2018). Получено из DOI: 10.1038 / s41467-018-03294-w

2. Палкопулу Э., и другие. Полная геномная история вымерших и живых слонов. Труды Национальной академии наук (2018). Получено из DOI: 10.1073 / pnas.1720554115


Эти петли стабилизируются белком, обозначенным CTCF («Фактор связывания CCCTC», названный в честь нуклеотидной последовательности, с которой он связывается). CTCF в одном сайте ДНК образует димер с CTCF в другом сайте ДНК, связывая две области вместе. CTCF имеет 11 цинковых пальцев. Их также можно стабилизировать с помощью когезин & mdash тот же самый белковый комплекс, который удерживает сестринские хроматиды вместе во время митоза и мейоза.

Майкл Р. Ботчан и его коллеги представили наглядные доказательства этой модели действия энхансера. Они создали искусственную молекулу ДНК с

  • несколько (4) промоутерские сайты для Sp1 около 300 баз с одного конца. Sp1 представляет собой фактор транскрипции «цинковые пальцы», который связывается с последовательностью 5 'GGGCGG 3', обнаруженной в промоторах многих генов, особенно генов «домашнего хозяйства».
  • несколько (5) сайты-энхансеры около 800 баз с другого конца. Они связаны белком, связывающим энхансер, обозначенным E2.
  • 1860 пар оснований ДНК между ними.

БЛОГ: Форум лауреатов Гейдельберга

В последние годы область искусственного интеллекта (ИИ) значительно выросла. Он уже почти регулярно внедряется в некоторых отраслях, и, вероятно, можно с уверенностью сказать, что мы наблюдаем революцию в области искусственного интеллекта.

Но искусственный интеллект остался, ну искусственный. Может ли ИИ & # 8212 или компьютеры & # 8212 быть органическими (например, биологическими)?

Исследователи пытались разобраться в проблеме с разных сторон, от простого изучения биологических процессов до использования биологических структур в качестве программного обеспечения (или даже оборудования) до вставки микросхем прямо в мозг. У всех подходов есть свои преимущества и проблемы.

Во-первых, одна из причин искать биологические альтернативы - это энергия. То, как сегодня работает ИИ, использует много энергии.В недавнем исследовании исследователи из Массачусетского университета в Амхерсте обнаружили, что, хотя модели искусственного интеллекта требуют тысячи ватт для тренировки на конкретной модели, естественный интеллект потребует всего 20 ватт. Когда вы также учитываете затраты на электроэнергию для работы компьютера (который часто не основан на возобновляемых источниках энергии), это становится еще более проблематичным.

Вот разбивка затрат и энергии, которые они рассчитали для различных моделей ИИ:

Что касается эквивалента CO2, тренировка BERT выделяет примерно столько же, сколько полет туда и обратно между Нью-Йорком и Калифорнией. Изображение предоставлено: Strubell et al / ArXiv.

& # 8220 В результате обучение и разработка этих моделей обходятся дорого как в финансовом отношении из-за стоимости оборудования, электричества или времени облачных вычислений, так и с точки зрения окружающей среды из-за углеродного следа, необходимого для питания современного аппаратного обеспечения тензорной обработки, & # 8221 пишут исследователи.

Конечно, часто вы не тренируете одну модель на одном наборе данных, и это часто требует сотен прогонов, что еще больше увеличивает затраты на электроэнергию. Еще есть возможности для улучшения эффективности ИИ, но чем сложнее становятся модели, тем больше энергии они, вероятно, будут использовать.

Следует сказать, что в некоторых областях ИИ уже может видеть закономерности, выходящие за рамки нынешних способностей человеческого мозга, и может развиваться дальше в ближайшие годы. большое преимущество с точки зрения эффективности.

В конце концов, ИИ по-прежнему подходит только для очень узкой задачи, в то время как люди и другие животные справляются с множеством ситуаций.

Органическое программное обеспечение, органическое оборудование

Это не только программная часть, но и использование биологии в качестве аппаратного обеспечения.

Изучаются различные подходы. Так называемые «компьютеры с влажным ПО», которые по сути являются компьютерами, сделанными из органического вещества, все еще в значительной степени концептуальны, но были некоторые прототипы, которые показывают многообещающие.

Зарождение этой области произошло примерно в 1999 году благодаря работе Уильяма Дитто из Технологического института Джорджии. Он сконструировал простой нейрокомпьютер, способный к суммированию, используя нейроны пиявки, которые были выбраны из-за их большого размера.

Нелегко манипулировать токами внутри электронов и использовать их для вычислений, но это сработало - хотя конечный результат был больше, чем чем-либо другим, подтверждением концепции. Несмотря на всю свою мощь и эффективное использование энергии, сигналы внутри нейронов часто казались хаотичными и трудноуправляемыми. Дитто сказал, что он считает, что при увеличении числа нейронов хаотические сигналы будут самоорганизовываться в структуру (как у живых существ), но это скорее теория, чем доказанный факт.

Тем не менее, исследования Дитто фактически открыли новую область, превратив ее из области научной фантастики в реальность. Однако, хотя наши технологические возможности резко улучшились с 1999 года, наше понимание лежащей в основе биологии продвигалось медленнее. Дэниел Деннет, профессор Университета Тафтса в Массачусетсе, обсудил важность различения аппаратных и программных компонентов обычного компьютера по сравнению с тем, что происходит в обычном компьютере. «Разум - это не программа, работающая на аппаратном обеспечении мозга», - написал известный Деннетт, утверждая, что для истинного прогресса в этом подходе необходим некоторый прогресс в когнитивной науке.

Между тем, подходы с использованием других биологических компонентов неуклонно развиваются. Команда из Калифорнийского университета в Дэвисе и Гарварде продемонстрировала ДНК-компьютер, который может запускать 21 различную программу, такую ​​как сортировка, копирование и распознавание палиндромов.

Это был не первый ДНК-компьютер. В 2002 году Дж. Макдональд, Д. Стефанович и М. Стоянович создали ДНК-компьютер, способный играть в крестики-нолики против человека, а еще до этого, в 1994 году, исследователи, работающие в Германии, разработали ДНК-компьютер, который решил эту проблему. Шахматный конь - задача тура # 8217s.

Все чаще исследования намекают на низкоэнергетические настраиваемые компьютеры ДНК, которые предлагают органическую, похожую на мозг систему обучения. Исследователи Массачусетского технологического института также впервые разработали клеточный компьютер, который может реагировать на раздражители.

«Вы можете создавать очень сложные вычислительные системы, если объедините элемент памяти вместе с вычислениями», - сказал Тимоти Лу, доцент кафедры электротехники, информатики и биологической инженерии в Исследовательской лаборатории электроники Массачусетского технологического института.

Одноклеточный амебоидный организм, плазмодий настоящей слизистой плесени Physarum polycephalum. Изображение предоставлено: Масаси Аоно.

Тем временем группа исследователей в Японии пошла по другому пути: они разработали аналоговый компьютер на основе амебы, который предлагает эффективные решения так называемой «проблемы коммивояжера» & # 8212, которая очень сложна для обычных компьютеров.

Задача коммивояжера обманчиво сложна: она задает, казалось бы, простой вопрос. Вы посещаете несколько разных городов, чтобы продать свою продукцию (каждый город только один раз), а затем должны вернуться домой. Учитывая все расстояния, какой самый короткий маршрут вы можете выбрать?

Если вы попытаетесь вычислить его (решить все возможные комбинации), это станет чрезвычайно сложно (хотя некоторые алгоритмы и эвристики действительно существуют). Амебы, помещенные в систему с 64 «городами» (районы с питательными веществами, в которые амебы хотели попасть), смогли решить проблему очень быстро. Они все еще были немного медленнее, чем самые быстрые машины, но они были близки к & # 8212, и если наши лучшие энергоемкие машины едва ли могут победить простую амебу, возможно, это направление стоит изучить подробнее.

Наоборот

Один из подходов - использование биологических структур для вычислений. Другой - объединение биологии с чипами, использование последних для расширения первых. И в этой области дела пошли быстрыми темпами.

Например, в 2020 году Илон Маск попал в заголовки газет (как он это часто делает), представив свинью по имени Гертруда, в мозг которой был имплантирован чип размером с монету.

«Это похоже на Fitbit в вашем черепе с крошечными проводами», - сказал предприниматель-миллиардер во время веб-трансляции, посвященной этому достижению. Ранее в этом году его стартап представил нечто еще более примечательное: обезьяну с чипом мозга, который позволял ей играть в компьютерные игры удаленно.

Сначала обезьяна играла в компьютерные игры нормально, с помощью джойстика. Чип записывал активность мозга при выполнении действия, и это было незадолго до того, как обезьяна смогла играть в игру напрямую с сигналами мозга и без реального прикосновения.

Маск подает заявку на испытания на людях в следующем году, и несколько других исследователей также изучают различные способы использования инъекционных чипов на людях.

Это еще только начало, но мы все больше и больше видим способы, посредством которых органическое вещество и компьютеры взаимодействуют напрямую. Существуют разные подходы, все со своими преимуществами и недостатками, и хотя мы пока не рассматриваем органических роботов или ИИ, но с учетом того, как дела идут, они не кажутся почти такими же надуманными, как всего десять лет назад. .

Сочетание биологического и цифрового дает явные преимущества, от энергоэффективности до оптимизированных вычислений, но в то же время это непростая задача & # 8212, и задача не из беззаботных. Когда естественный и искусственный миры сливаются (как, например, в случае отлома мозга), вода может быстро стать мутной.

Следует внимательно рассмотреть последствия и этику данной области. Слишком часто эти последствия приходят не более чем на второй план. На ум приходит культовая цитата из Парка Юрского периода, и, возможно, это то, о чем Илону Маску во всем мире стоит подумать:

Ян Малкольм [Джефф Голдблюм]: Да, да, но ваши ученые были настолько озабочены тем, смогут ли они это сделать, что даже не задумывались, стоит ли им это делать.

Автор: Андрей Михай

Андрей - научный коммуникатор, кандидат геофизических наук. Он является соучредителем ZME Science, где опубликовал более 2000 статей. Андрей пытается объединить две вещи, которые он любит (науку и хорошие истории), чтобы сделать мир лучше - по одной статье за ​​раз.

24 комментария

В этой статье не упоминается самый многообещающий подход к вычислениям искусственного интеллекта, а именно нейроморфные вычисления.

Нейроморфные вычисления открывают возможность создавать искусственные нейронные сети в аппаратном обеспечении, в отличие от нынешнего подхода к моделированию искусственных нейронных сетей в программном обеспечении.

В настоящее время нейроморфные вычисления - не лучший подход, потому что универсальный компьютер лучше подходит для экспериментов с совершенно новыми архитектурами, а новые архитектуры ИИ появляются каждые два или три года, поскольку мы находимся в разгаре революции ИИ. Но как только лучшая архитектура будет найдена и поле определено, эта архитектура может быть материализована в оптимальном оборудовании, и это оборудование будет нейроморфным.

Почему 1 килограмм мозга может превзойти 100-тонный суперкомпьютер.
Сегодняшние кремниевые чипы имеют структуру в 1000 раз меньше, чем нейрон, и работают в 1 миллион раз быстрее, чем нейроны. И действительно, суперкомпьютер может умножать две матрицы в 1 миллиард раз быстрее, чем человек.

Все это меняется, когда мы переходим к более высоким когнитивным функциям или даже к простому восприятию и распознаванию. Здесь человеческий мозг во многих случаях превосходит компьютер. И почему? Потому что мозг - это эволюционный продукт, в котором программное обеспечение и оборудование тесно взаимосвязаны.
Текущие, в основном ориентированные на программное обеспечение, попытки имитировать мозг относительно недавние - недавние по сравнению с миллионами лет, которые природа потратила на оптимизацию мозга.

Когда придет время, когда инженеры поймут, в чем суть деятельности человеческого мозга, потребуется всего лишь небольшой чип, чтобы имитировать мозг. Недостаток знаний является причиной низкой производительности современных компьютеров при эмуляции мозга.

Когда придет время, чтобы инженеры поняли, в чем суть деятельности человеческого мозга & # 8230

Это, вероятно, займет гораздо больше времени, чем ожидают или надеются большинство любопытных ученых и непрофессионалов. Я бы предпочел разделить мнение Роджера Пенроуза о том, что в мозгу, очевидно, существуют процессы, которые слишком сложны, чтобы их можно было описать с помощью недавних знаний о физических процессах. Роджер Пенроуз - физик-теоретик, который очень занимается неврологией. Он также связан с ведущими нейробиологами. Он предполагает, что, вероятно, для этого потребуются поколения ученых. Поиск объединяющей теоретической модели гравитации и квантовой теории - это всего лишь первый шаг, открывающий возможность для лучшего понимания мощно организованных физических процессов в живом мозгу.
Wether & # 8230 потребуется лишь небольшой чип для эмуляции мозга & # 8230 можно было бы лучше судить после этого.

Компьютерные интерфейсы мозга как последний и окончательный пользовательский интерфейс.
Компьютерные интерфейсы эволюционировали от перфокарт и перфоленты в качестве ввода и текста на строчном принтере в качестве вывода до интерфейсов командной строки, затем - до графических пользовательских интерфейсов, а теперь - до сенсорных экранов и голосовых диалоговых систем.
Следующим и последним интерфейсом могут быть одни мысли, а результатом могут быть голоса и изображения, наложенные на то, что воспринимается. Почти как галлюцинации душевнобольных, только теперь как сообщения, как выходная форма компьютера, который становится моим вторым «я».

Интерфейсы мозг-компьютер - это самый прямой способ связи с компьютером, и есть убеждение, что компьютер, читающий мой мозг, может мгновенно реагировать на мои мысли и делать то, что я собираюсь. Но это не совсем так, потому что мои мысли и идеи чаще всего просто мысли и идеи и не предназначены для немедленной реализации. Это проиллюстрировано вышеупомянутым интеллектуальным понгом. Обезьяна использует джойстик, который не подключен к компьютеру, но все еще перемещается обезьяной, и движение означает, что вы действительно собираетесь что-то сделать, а не просто думать о чем-то. Но вторая часть Mind Pong показывает, что можно играть только мыслями: обезьяна только думает и не двигает руками, чтобы играть в Pong. Но в этом случае компьютер знает, что обезьяна намеревается играть, потому что она намеренно идет к игровой станции.
Если мои мысли постоянно контролируются мозговым компьютерным интерфейсом, компьютеру гораздо труднее распознавать то, что является просто мечтой, воображением и тем, что я действительно собираюсь делать.

Для здоровых людей мозговой компьютерный интерфейс может быть лучшим способом сообщить компьютеру, что у меня на уме и что я чувствую. Это могло бы не только улучшить мою жизнь до беспрецедентной степени, но и сделать мою жизнь адом, если бы использовалось как пытка.

1) В околосмертном переживании (ОСП) мы можем воспринимать как сознательный опыт, как мозг обрабатывает отдельный стимул / мысль. Шаг за шагом.
(с помощью Google-поиска [Kinseher NDERF denken_nte] можно найти свободно читаемый PDF-файл, немецкий язык)

Но этот ПРЯМОЙ ДОСТУП к работающему мозгу до сих пор полностью игнорируется наукой. Это одна из причин, по которой ученые не понимают, как работает мозг. **)

2) Крошечные электроды в мозге очень скоро будут разрушены биологической жидкостью мозга. Следовательно: обезьяны с электродами на поверхности мозга & # 8211 кажутся хорошими экспериментами на короткое время, но на самом деле это всего лишь жестокость по отношению к животным (Tierquälerei).
Дополнительно: электроды, приложенные к поверхности мозга, будут двигаться. Это означает, что это оборудование необходимо постоянно перекалибровать.

3) Мысли не имеют постоянной продолжительности. Это действительно означает & # 8211, что непрерывная рабочая процедура в течение длительного периода невозможна!

к **) & # 8211 некоторые примеры процедур, которые мы можем воспринимать с помощью околосмертных переживаний.
A) Мы можем описать МЫШЛЕНИЕ как очень простое действие по сопоставлению с образцом & # 8211 с помощью трех простых правил (страница 4 моего PDF-файла)
Б) Опыт НАКЛАДЫВАЕТСЯ в мозгу в иерархическом порядке & # 8211, это означает, что никакого временного кодирования не требуется. Это уменьшает объем данных, необходимых для хранения / вызова памяти: уменьшенный объем данных позволяет увеличить скорость обработки.
C) важной деталью для увеличения скорости обработки нейронов является PRIMING: Priming позволяет реагировать на 1/3 быстрее & # 8211, как без прайминга (для реакции на стимул требуется 200 миллисекунд & # 8211 с праймингом, без прайминга необходимо 300 миллисекунд. реагировать)

A), B), C) - это только три примера, которые можно найти, когда ученые будут изучать околосмертные переживания.

@Richard (цитата): Крошечные электроды в мозге очень скоро будут разрушены биологической жидкостью мозга. & # 8230 Дополнительно: электроды, приложенные к поверхности мозга, будут двигаться.
Да: сегодняшняя электроника несовместима с посудой.
Вот почему я написал в гораздо более раннем комментарии (несколько лет назад), что конечный интерфейс мозг-компьютер будет иметь форму генетически модифицированного мозга, который сможет общаться с помощью оптики или радиоволн.

@Holzherr
1) В околосмертных переживаниях мы можем воспринимать как сознательное восприятие того, как мозг обрабатывает отдельный стимул (содержание, структуры).

Игнорировать этот прямой доступ к нашему мозгу - «наука» очень низкого качества.

2) Книга Джулии Шоу & # 8211 очень хорошо описывает, насколько плохо работает наш мозг.
Эту книгу должны прочитать исследователи ИИ, которые хотят создавать продукты ИИ, такие же «хорошие, как наш мозг».
«Иллюзия памяти. Воспоминание, забвение и наука ложных воспоминаний »
´Das trügerische Gedächtnis & # 8211 Wie unser Gehirn Erinnerungen fälscht´

Другими словами: исследования искусственного интеллекта, которые хотят создавать продукты, такие же «хорошие», как наш мозг и # 8211 для производства мусора, - пустая трата денег.

3A) Я не хочу обсуждать сказки и / или подобную чепуху: генетически модифицированный мозг - это все еще мозг & # 8211 с плохим качеством мозга.

Пока мы не понимаем рабочих процессов нашего реального мозга & # 8211, нет смысла создавать модифицированный мозг.
Серьезным исследователям следует сначала попытаться понять наш реальный мозг & # 8211, прежде чем думать о модификациях.

3B) Связь с оптическими системами или радиоволнами не имеет смысла & # 8211, потому что МЫСЛЬ не имеет продолжительности / постоянства.

@KRichard (цитата): ) Я не хочу обсуждать сказки и / или подобную чушь: Генетически модифицированный мозг - это все еще мозг & # 8211 с плохим качеством мозга.
Отвечать: Но генная терапия частей мозга для восстановления утраченных функций уже реальность.
Пример: сетчатка - это отросток мозга, и всего несколько недель назад генная терапия сетчатки слепого пациента (из-за пигментной белок, содержащийся в водорослях. Пациенту по-прежнему нужны специальные очки, чтобы преобразовывать естественный свет в частоты, к которым белок водорослей наиболее чувствителен, но он снова может видеть - по крайней мере частично.
(См. Статью «Ген из водорослей» помог слепому человеку частично восстановить зрение)

Что касается (цитата) плохое качество мозгов, есть одна всеобъемлющая истина: любое признание, даже признание сложного искусственного интеллекта, подвержено ошибкам, по своей сути это конструкция, которая может пойти не так. Люди подсознательно это знают и шутят по этому поводу

@Holzherr
Генетически модифицированный рецептор - это не модифицированный мозг.

Рецептор - это сенсорное нервное окончание, которое преобразует определенные раздражители в нервные импульсы.

@KRichard: оптогенетически модифицированные нейроны, используемые в исследованиях мозга, - это первый шаг к генетически модифицированному мозгу.
Вот несколько выдержек из статьи «Оптогенетика: проливаем свет на секреты мозга».

Оптогенетика дает нейробиологам беспрецедентный уровень контроля над нейронами [потому что генетически модифицированные нейроны генерируют импульсы действия при попадании света]

& # 8211 Освещение только определенных областей мозга позволяет направлять манипуляции в определенное пространство (с лазерами эта область может быть незначительной).
& # 8211 Использование световых импульсов позволяет настраивать модуляцию на определенное время, обеспечивая высокое временное разрешение.
& # 8211 Ограничение генетической модификации определенными типами клеток позволяет изучать функции, связанные только с этими клетками.

За 13 лет, прошедших с тех пор, как Карл Дайссерот и его команда описали, как проводить оптогенетику, этот метод использовался для изучения мозга многих областей его функций, примеры включают:

& # 8211 Оптогенетические молекулы нового поколения контролируют отдельные нейроны
& # 8211 Более яркие перспективы при хронической боли
& # 8211 Средний мозг & # 8216 Стартовые нейроны & # 8217 контролируют, ходим мы или бежим

Еще одна область, где оптогенетика может иметь потенциальное применение, - это клиника. В настоящее время глубокая стимуляция головного мозга является успешным средством лечения болезни Паркинсона. Это имплантация электродов в мозг, которые можно включать и выключать, чтобы облегчить симптомы. Альтернативным лечением может быть имплантация светодиодов в мозг вместо электродов и их использование для стимуляции только нейронов, пораженных болезнью.

Заключение: Оптогенетически модифицированные нейроны уже используются в исследованиях мозга, и их клиническое применение будет продолжено, как можно увидеть в статье «Потенциал оптогенетических кохлеарных имплантатов».

@KRichard: das Thema Optogenetik wurde auf Spektrum.de schon früh und mehrmals behandelt. Links auf die wichtigsten Artikel finden sich unter Optogenetik & # 8211 Spektrum der Wissenschaft

BERT - это мощный кабачок?
Цитата из статьи выше: Что касается эквивалента CO2, тренировка BERT выделяет примерно столько же выбросов, сколько полет туда и обратно между Нью-Йорком и Калифорнией.

Мое утверждение: BERT - это полная противоположность потребителю электроэнергии.

Моя история, подтверждающая мое утверждение:
BERT - это предварительно обученная языковая модель, которую можно настроить для различных целей, например для ответов на вопросы студентов о юридических или медицинских проблемах или методах искусственного интеллекта.
BERT уже используется в нескольких интерактивных онлайн-курсах обучения, где он может отвечать на вопросы студентов и собирать проблемы студентов, которые затем могут быть решены инструкторами-людьми.

BERT требует только предварительной подготовки и тонкой настройки для одного домена приложения. Finetunings довольно экономно расходуют ресурсы компьютера.

Заключение: Выбросы CO2 для предварительного обучения / тонкой настройки BERT эквивалентны поездке туда и обратно из Нью-Йорка в Калифорнию, но он может обслуживать тысячи студентов, а выбросы CO2 на одного студента низкие.

Сравните это с новым финансовым приложением, написанным моим бывшим коллегой. Этот соавтор несколько раз ездил в Южную Африку, чтобы представить свое новое приложение. Я сомневаюсь, что его финансовое приложение такого же масштаба и важности, как BERT.

@Holzherr
Профессор Хосе Дельгадо спровоцировал в 1964 году быка на атаку & # 8211 и остановил эту атаку с помощью оборудования дистанционного управления.
[Quelle: Reto Schneider: Das Buch der verrückten Experimente]

Стимуляция глубокого мозга с помощью имплантированных электродов полезна для людей, страдающих болезнью Паркинсона и / или эпилепсией.

Тема этого блога - вопрос, становятся ли биологические вычисления реальностью.
Мои намеки описывают большие проблемы для достижения этой цели: до тех пор, пока ученые игнорируют и пренебрегают этим, чтобы изучить, как работает мозг, они никогда этого не поймут.

@KRichard (цитата): Тема этого блога - вопрос, становятся ли биологические вычисления реальностью.
Ответ: Да, мозговые компьютерные интерфейсы будут, и да, интерфейс должен быть более биосовместимым, чем современные провода, но нет, большая часть программного обеспечения будущего будет работать на кремнии, а не на клетках. Потому что силикон превосходит биологическую влажную посуду.

Но искусственный интеллект остался, ну, в общем, искусственным. Может ли ИИ - или компьютеры - быть органическими (например, биологическими)?

Отвечать: Компьютеры на самом деле могут быть органическими, и для этого есть всеобъемлющий образец: человеческий мозг.

Вы не понимаете настоящей проблемы:

До сих пор ученые не понимают, как работает мозг, модифицировать мозг, не понимая его рабочих процедур, - это ошибка.

В «Практике предсмертного переживания» (ОСО) & # 8211 мы можем воспринимать как сознательный опыт, как мозг обрабатывает единственный стимул / мысль: шаг за шагом.

Игнорирование этого прямого доступа к работающему мозгу - одна из причин, по которой у науки есть большие проблемы с пониманием работающего мозга. Полностью игнорировать этот чудесный доступ к стратегиям работы нашего мозга - это очень неловко и глупо.
Структура / содержание околосмертных переживаний хорошо известны с 1975 - 8211 гг., Но до сих пор наука не анализирует их.

Находить, идентифицировать и анализировать идентичные модели / структуры - один из лучших методов в науке для понимания проблем и создания новых идей / теорий.

@KRichard (цитата): До сих пор ученые не понимают, как работает мозг, модифицировать мозг, не понимая его рабочих процедур, - это ошибка.

Сегодняшние исследователи и инженеры не хотят модифицировать мозг для создания чего-то совершенно нового. Они только хотят изменить его, чтобы он мог лучше и напрямую взаимодействовать с окружающей средой и электроникой.

Даже искусственный интеллект в настоящее время работает иначе, чем мозг. Сегодняшние AI-приложения делают только одно. Они не знают, что делают, у них нет ни себя, ни собственного любопытства, ни автономии. Приложения ИИ, которые научились распознавать некоторые объекты, могут распознавать только изученные объекты и даже не могут заметить, что новый объект не охвачен обучающим набором. Другими словами: открытость естественного Существа отсутствует в текущих программах ИИ.

Машинное обучение в открытом мире еще не материализовалось, но оно материализуется. Возможно, лет через 20.

Было бы неплохо прочитать статью в Википедии [Хосе Мануэль Родригес Дельгадо] & # 8211 и несколько статей, которые можно найти там по ссылке.

Из этих текстов мы можем многое узнать об идеях электрической стимуляции мозга.

Нет никаких сомнений в уникальности структуры / содержимого мозга каждого человека. Это большая проблема & # 8211, потому что невозможно разработать стандартизированное оборудование для стимуляции мозга.

Warum tut sich KI so schwer?
Die Antwort liegt in der reduktionistischen Vorgehensweise. Leben kann nicht auf Elemente reduziert werden, sondern auf Prinzipien. Und was ist das Prinzip von Leben? Selbstorganisation. Und der Kern von Selbstorganisation ist Wachstum, genauer Wachstum und in der Folge Reduktion. Также дас, был jeden Metabolismus ausmacht. Und был ist Wachstum? Es ist die Agglomeration von Kompatiblem (nicht Gleichem, das ergäbe kein Wachstum). Diesen Vorgang finden wir beim Denken, как Assoziation von Wahrgenommenem. Wir verknüpfen etwa ein grünes Gewächs mit dem Begriff ‚Baum‘ sowie mit einer Bewertung. Nehmen wir Bäume wahr, die andere Eigenschaften haben, überlagern sich Muster und bilden ein virtuelles (kein technisches) Голограмма. Die Reduktion von ansonsten ausufernden Überlagerungen erfolgt durch Abstraktion, die der Schweizer Psychologe Jean Piaget Akkomodation nannte. Aus 1 + 1 + 1 wird so 3 & # 2151 und danach 1³. Итак, wird komplexes Denken reduziert. Assoziation ist ein aktiver Prozess als ständiges ‚Probieren‘. Piaget nannte es Entwicklung mit Übersteigungen. Es ist der Versuch, die bisherige Erfahrung zu erweitern - entweder er ist erfolgreich oder es ist ein Irrtum. Nach diesem Versuch - Irrtum - Prinzip verläuft Lernen (schulisches also betreutes & # 8211 Lernen zeigt die richtigen Wege und verhindert Irrtümer). Aus vielen virtuellen Hologrammen setzt sich (онтогенетический) ein übergreifendes Hologramm zusammen, das sich als Steuerungsinstanz etabliert (психологический: ICH). Mit Tononi находит максимальную целостную информацию (und stellt Bewusstsein her).
Die Bewertung erfolgt beim Menschen durch einen Abgleich mit Normen (Freud: Über-Ich) und vitalem Status (вегетативная нервная система). Bewertung ist das, was wir Emotion nennen.
Das Versuch - Irrtums - Prinzip ähnelt zwar dem Prinzip Mutation - Selektion, ist aber grundlegend anders. Letzteres kann die extrem hohe Anpassung von Leben an Umwelt einzig durch zufällige endogen Mutation nicht hinreichend erklären. Woher sollte etwa der Zufall wissen, dass er Farbmutationen generieren soll, damit ein Käfer in grünem Habitat grün wird. Und so führt die Anwendung dieses Prinzips auch bei KI nicht zum Erfolg (Erfolg = KI konvergiert mit NI).

@ Вольфганг Вегманн (Zitat): Warum tut sich KI so schwer?
Meine Antwort dazu: Weil KI Künstliche Intelligenz ist und nicht Künstliches Leben. Der Versuch eine nackte (künstliche) Intelligenz zu schaffen ist ähnlich dem Versuch, den Menschen auf sein Gehirn zu reduzieren. Deshalb fehlt KI die Autonomie und der Lebenshintergrund.

@Hozherr: Ich denke, das Embodiment ist das geringste Problem der KI. Menschenähnliche Roboter wären ohnehin nicht aus Fleisch und Blut. Emotionen und deren Verstetigung, также die Gefühle, sind nichts anderes als Bewertungen des Körperzustandes (auf der & # 8216gegenüberliegenden & # 8217 Seite werden Normative bewertet). Und den kann man simulieren. Das Entscheidende ist, wie & # 8216wächst & # 8217 Denken aktiv в Möglichkeitsräume hinein und erschließt sich damit Realität.

@ Вольфганг Стегенанн (Зитат): Ich denke, das Embodiment ist das geringste Problem der KI.
Zustimmung, nicht das fehlende Embodiment sondern die fehlende Ausrichtung auf Autonomie und damit auf ein Ziel wie «Überleben» ist das Problem. Organismen müssen im Gegensatz zu AI-Programmen nicht nur eine bestimmte Aufgabe bewältigen können, sondern sie müssen so robust sein, dass sie Überleben.
Программа Heutige AI-Program sind aber nicht надежна. Das zeigt sich etwa darin, dass ein KI-Klassifikationsprogramm, welches darauf trainiert wurde 100 verschiedene Tiere zu erkennen, anschliessend nicht in der Lage ist zu erkennen, dass ein Auto kein Tier ist. Es kann также nicht mit Objekten umgehen die ausserhalb des Trainingssets liegen, das sogenannte Вне распределения Проблема. Das ist ein Problem, das zwar von AI-Forschern erkannt wurde, bisher aber nicht befriedigend gelöst wurde, weil ihre Program bisher nicht wirklich mit der Realität konfrontiert wurden. Im Google-AI-Blog является одним из тех, кто находится под заголовком: Улучшение обнаружения нераспространения в моделях машинного обучения:

Der erfolgreiche Einsatz von maschinellen Lernsystemen erfordert, dass das System in der Lage ist, zwischen Daten zu unterscheiden, die anomal sind oder sich signifikant von den beim Training verwendeten unterscheiden. Dies ist besonders wichtig für tiefe neuroonale Netzwerkklassifizierer, die solche & # 8220Out-of-Distribution & # 8221 (OOD) -Eingaben mit hoher Zuverlässigkeit in & # 8220In-Distribution & # 8221-Klassen klassifenizieren köön. Dies ist von entscheidender Bedeutung, wenn diese Vorhersagen Entscheidungen in der realen Welt beeinflussen.

Eine herausfordernde Anwendung von Modellen des maschinellen Lernens in der realen Welt ist zum Beispiel die Identifizierung von Bakterien auf Basis von genomischen Sequenzen. Die Erkennung von Bakterien ist entscheidend für die Diagnose und Behandlung von Infektionskrankheiten, wie z. B. Sepsis, und für die Identifizierung von Krankheitserregern, die durch Lebensmittel übertragen werden. Im Laufe der Jahre werden immer wieder neue Bakterienklassen entdeckt, und während ein auf den bekannten Klassen trainierter Klassifikator eines neuroonalen Netzwerks eine hohe Genauigkeit erreicht, die durch Kreuzvalidierung emessen demessen, die durch Kreuzvalidierung emessen demessen ständig weiterentwickeln und unweigerlich Genome von ungesehenen Klassen (OOD-Eingaben) enthalten, die in den Trainingsdaten nicht vorhanden sind.

Mit andern Worten: ein Programm das nur gelernte Bakterienarten erkennen kann, aber nicht in der Lage ist zu erkennen ist, dass in den Daten möglicherweise ein neues Bakterium auftaucht, wellches aber noch keinen Namen dergraalench einen Namen hatregraalench einen, solicherweiste, soldench ist, soldench ist. Aber heutige Klassifikationssysteme haben dieses Проблема immer noch. Zusammen mit anderen Schwächen in der Robustheit.

Идут ли биологические вычисления? Да, в пути для биологических применений
Вычислительная ДНК и вычислительные ячейки используются для медицинских приложений, таких как целевое применение лекарств, для точной медицины, а не для высокопроизводительных вычислений.


Смотреть видео: Transport de porci (August 2022).