Tiedevuosi 2017: Antibioottipula pahenee, kuva mustasta aukosta ja ihmisen pää siirtyy uuteen ruumiiseen

Eläimille enemmän antibiootteja kuin ihmisille 1 Vuoden 2017 aikana maapallolla ylitetään raja, jolla saattaa olla suuri merkitys koko ihmiskunnalle: eläimille syötetään ensimmäisen kerran enemmän antibiootteja kuin ihmisille. Syytä huoleen on, sillä jo nyt toimivista antibiooteista on pulaa. Mitä enemmän antibiootteja käytetään, sitä nopeammin evoluutio tuottaa yhä vastustuskykyisempiä bakteerikantoja. Tuotantoeläimille syötetään paljon muun muassa kolistiinia. Kolistiini on viidenneksi eniten käytetty antibiootti Euroopassa. Kolistiinia alettiin käyttää myös ihmisillä 1960-luvulta lähtien, mutta käyttöä vähennettiin, kun keksittiin uusia ja turvallisempia vaihtoehtoja. Kolistiinia on taas alettu käyttää myös ihmisillä, kun muut antibiootit ovat menettäneet tehoaan bakteeri-infektioita vastaan. Antibioottien käyttö tuotantoeläinten parissa vaikuttaa myös ihmisten lääkitsemisessä käytettävien antibioottien tehoon. Siksi Euroopan lääkintäviraston asiantuntijaryhmä suositti viime heinäkuussa kolistiinin käytön vähentämistä tuotantoeläimillä Euroopassa. Komea loppu Cassini-luotaimen pitkälle lennolle 2 Saturnuksen renkaita ja kuita yli 13 vuotta tutkinut Cassini-luotain saa näyttävän lähdön, kun se kohtaa loppunsa aurinkokuntamme toiseksi suurimman planeetan kaasukehässä 15. syyskuuta. Jos kaikki sujuu suunnitelmien mukaan saamme ihailtavaksemme joitakin ällistyttäviä kuvia paikoista, joissa ihmisen matkaan lähettämä avaruusalus ei ole koskaan ennen vieraillut. Viimeisen syöksynsä aluksi Cassini kiertelee jonkin aikaa Saturnuksen pohjoisen napa-alueen yläpuolella. Sen jälkeen se sujahtaa sisimpien renkaiden ja planeetan väliselle alueelle ja kiitää kohti planeettaa. Cassini tekee loppuun saakka mittauksia ja lähettää dataa kohti Maata. Lopulta kuumuus tuhoaa luotaimen. Euroopan avaruusjärjestön ESA:n ja Nasan Cassini-Huygens-luotain lähti matkaan 15.10.1997. Saturnuksen kiertoradalle luotainpari asettui 1.7.2004. Tammikuussa 2005 Cassinin reppuselässä matkannut Huygens-alus laskeutui Saturnuksen Titan-kuun pinnalle. Tekoäly haastaa Star-Craft-strategiapelin 3 Tekoäly on osoittanut paremmuutensa ihmistä vastaan jo monessa pelissä. IBM:n Deep Thought päihitti shakin maailmanmestarin Garri Kasparovin jo 1997. Helmikuussa 2011 IBM:n Watson voitti kaksi huipputaitajaa Jeopardy!-tietovisassa. Viime vuonna häviäjien listalle päätyi yli 2 500 vuotta vanha Go-lautapeli ja sen mestari Lee Sedol . Go-lautapeliä on pidetty tekoälylle hyvin vaikeana voittaa, sillä siinä erilaisia vaihtoehtoja on niin paljon, että edes supertietokone ei pysty niitä kaikkia opettelemaan. Vuonna 2017 tekoälyllä on edessään vieläkin kovempi pelihaaste. DeepMind-tekoäly ottaa mittaa yhdestä maailman suosituimmista reaaliaikaisista strategiapeleistä: StarCraft II:sta. Tulevaisuuteen sijoittuvassa StartCraftissa pelaajat kehittävät omia joukkojaan tavoitteenaan tuhota vastustajien joukot. Idea on yksinkertainen, mutta tekoälylle reaaliaikainen strategiapeli on paljon lautapelin tai tietovisan voittamista vaativampi koitos. Yksi syy on, että StarCraftissa pelaajat aloittavat eri puolilla maailmaa, missä he näkevät vain omia joukkojaan ympäröivät alueet. Suurin osa muusta pelimaailmasta on näkymättömissä. Siksi vastustajien liikkeitä on vaikea ennakoida. Tekoäly joutuu pelkkien sääntöjen oppimisen lisäksi muistamaan, suunnittelemaan pitkälle tulevaisuuteen ja sopeutumaan, kun se törmää uuteen ja yllättävään tietoon. Se joutuu toimimaan kuin ihminen. YK:n lähtee taistoon tappajarobotteja vastaan 4 YK kutsuu vuoden 2017 aikana kokoon viralliset keskustelut, joissa käsitellään autonomisia asejärjestelmiä. Autonomiset asejärjestelmät osaavat tunnistaa viholliskohteita ja ne tekevät päätöksiä ilman ihmisen apua tai ohjausta. Robottiaseita on jo monenlaisia maalla, merellä ja ilmassa. Uusia järjestelmiä kehitetään kaiken aikaa. Esimerkiksi miehittämättömiä ilma-aluksia on käytetty sotatoimissa jo vuosia. Vielä toistaiseksi sotarobotin käytöstä päättää ihminen. Uusia autonomisten asejärjestelmien eli LAWSien (Lethal Autonomous Weapons Systems) kehitystyön eturintamassa marssivat Yhdysvallat, Venäjä, Kiina ja Israel. Itsenäisesti päätöksiä tekevistä robottiaseista on keskusteltu YK:ssa ennenkin, mutta lähinnä epävirallisesti. Keskustelujen statuksen nostaminen viralliseksi on tärkeätä. Eri asia on, onko sillä mitään vaikutusta LAWS-kehitykseen. Painovoima-aaltojen saalistajien kulta-aika alkaa 5 Science -lehti valitsi äskettäin vuoden 2016 suurimmaksi tiedeuutiseksi Albert Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian ennustamien painovoima- eli gravitaatioaaltojen löytymisen. Kahden toisiinsa kauan sitten sulautuneen mustan aukion liikkeelle lähettämät äärimmäisen pienet vääntymät aika-avaruudessa nähtiin kahdessa eri puolella Yhdysvaltoja sijaitsevassa jättimäisessä Ligo-mittalaitteessa. Löytö julkistettiin helmikuussa. Nyt tätä herkkua on luvassa lisää, sillä Ligo-pyydystimet on tuunattu entistä tarkemmiksi. Ne alkoivat saalistaa uusia gravitaatioaaltojen signaaleita marraskuun lopulla. Jos tuunatut laitteet toimivat kuten tutkijat uumoilevat, saamme vuoden 2017 aikana kuulla monesta uudesta aaltolöydöstä. Painovoima-aaltoja syntyy avaruuden rajuimmissa tapahtumissa, kuten kahden mustan aukon törmätessä toisiinsa tai kun elinkaarensa lopussa oleva tähti räjähtää supernovaksi. Kun aallot etenevät avaruudessa, ne supistavat ja laajentavat aika-avaruutta. Aaltojen aiheuttamia värähtelyjä on erittäin vaikea havaita, sillä maapallon saavuttaessaan ne ovat laimentuneet lähes huomaamattomaksi. Tutkijoille gravitaatioaallot ovat aarreaitta, sillä niiden avulla maailmankaikkeudesta voidaan erottaa yksityiskohtia, joita ei muilla keinoin ole mahdollista nähdä: kuten mustien aukkojen sisuksia tai jopa 13,8 miljardia vuotta sitten tapahtuneen alkuräjähdyksen jättämiä värähdyksiä maailmankaikkeuden kudelmassa. Ligot ovat saamassa lisätukea myös Italiasta, missä toimivaa Virgo-havaintolaitetta on myös kohennettu. Se liittyy aaltojen metsästykseen 2017 aikana. Lähivuosina aloittaa toimintansa myös Intiaan valmistumassa oleva gravitaatioaaltojen saalistaja. Ihmisen pää siirretään uuteen ruumiiseen 6 Italialainen kirurgi Sergio Canavero aikoo toteuttaa maailman ensimmäisen päänsiirron vielä vuoden 2017 aikana. Operaatiossa aivokuolleen ihmisen ruumiista irrotetaan pää, ja sen tilalle asetetaan elävältä ihmiseltä irrotettu pää. Tarkkaan ottaen operaatio ei itse asiassa ole päänsiirto- vaan ruumiinsiirtoleikkaus. Suunnitelma on herättänyt paljon epäilyjä ja vastustusta maailmalla. Monien mielestä leikkaus on mahdoton toteuttaa. Joidenkin mielestä operaatio on epäeettinen. Jos Canaveron suunnitelma toteutuu, vakavasta lihassurkastumataudista kärsivän venäläisen Valeri Spiridonovin pää kiinnitetään uuteen ruumiiseen Moskovassa. Vuosi sitten kerrottiin, että kiinalaiset kirurgit olisivat irrottaneet pään apinalta ja kiinnittäneet sen toisen apinan vartaloon. Uuden pään saanut apina jäi raporttien mukaan eloon, mutta sen elämä päätettiin 20 tunnin kuluttua leikkauksesta. Syyskuussa Canavero kertoi tehneensä päänsiirtoleikkaukseen valmistelevan onnistuneen kokeen koiralla. Kokeessa koiran selkäydin katkaistiin ja yhdistettiin uudelleen. Crispr-geenisaksilla syöpää vastaan 7 Yksi maailman nopeimmin levinneistä kuumista tutkimusaiheista on geenimuokkausmenetemä Crispr-Cas9. Menetelmän avulla geenejä voidaan muokata helposti, nopeasti ja halvalla. Menetelmän ydin on entsyymi Cas9, jonka avulla dna-rihmaa voidaan katkoa juuri halutusta kohdasta. Crispr-geenisaksien avulla voidaan muokata kasvien, eläinten ja ihmisten geenejä. Crispr-tutkijat ottavat vuoden 2017 aikana kaikilla rintamilla isoja harppauksia. Kokeista mielenkiintoisimpia ovat syövän torjuntaan tähtäävät ihmiskokeet, joiden tavoitteena on testata kuinka Crispr-saksien avulla saadaan elimistön immuunipuolustus hyökkäämään syöpäsolukkoa vastaan. Ensimmäinen syöpäkoe Crispr-leikkurilla alkoi jo syksyllä 2016 Kiinassa. Siellä koetellaan menetelmän turvallisuutta keuhkosyövän hoitamisessa. Vuoden 2017 aikana alkamassa on myös muita ihmiskokeita. Yksi kunnianhimoisimmista on Yhdysvalloissa käynnistyvä hanke. Siinä koehenkilöiden perimään lisätään leikkurin avulla ylimääräinen geeni, jonka toivotaan saavan potilaan immuunipuolustus hyökkäämään syöpäsolujen kimppuun. Samassa kokeessa estetään Crispr-saksien avulla myös immuunipuolustuksen toimintaa haittaavan PD-1-proteiinin toiminta. Robottiautot oppivat uusia asioita, myös Tampereella 8 Ilman kuljettajaa etenevät autonomiset robottiautot eivät vielä valloita maanteitä, mutta niiden kehitys vain kiihtyy. Ajotuntumaa robottiautoilla on jo miljoonia kilometrejä, ja perusasiat alkavat olla hallussa. Paljon kuitenkin tarvitaan vielä ennen kuin ilman kuljettajaa liikkuvat ajoneuvot täyttävät tieverkot. Jotta tämä tapahtuu, robottiautojen on opittava ajamaan jonossa toistensa perässä. Tätä aletaan vuoden 2017 aikana testaamaan toden teolla Yhdysvalloissa. Näin säästyy polttoainetta ja ruuhkat vähenevät. Robottiautoissa riittää vielä paljon kehitettävää, mutta teknologia-alalla kehitys etenee yleensä kiihtyvään tahtiin. Esimerkiksi Ford on ilmoittanut aloittavansa robottiautojen massatuotannon jo 2021. Autonomiset robottibussit nähtiin loppuvuodesta 2016 myös Tampereella, missä ne liikennöivät TTY:n ja Hervannan keskustan välillä. Kokeissa testattiin muun muassa ajotapaa ja konenäköä. Yksi asia kokeissa selvisi: talvisten olosuhteiden hallinnassa robottiajoneuvoilla on vielä paljon tekemistä, sillä ensimmäiset lumihiutaleet pysäyttivät auto. Robottiautokokeilu jatkuu Hervannassa keväällä 2017 heti, kun säät sen sallivat. Geenimuokkauksella jatkoaikaa uhanalaisille eläimille 9 Vuoden 2017 kuluessa otetaan uusia teknologisia askeleita sukupuuton uhkaamien lajien pelastamiseksi. Käynnissä ja alkamassa on jo useita projekteja, joissa käytetään apuna geenimuokkausta, synteettisiä geenejä ja kantasolumenetelmiä. Geenimuokkauksen tavoitteena on istuttaa sukupuuton uhkaamiin eläimiin ominaisuuksia, joiden avulla ne pystyvät selviämään muuttuvassa elinympäristössä. Esimerkiksi norsusta voidaan muokata kylmempää ilmanalaa kestävämpi laji istuttamalla siihen jo sukupuuttoon kuolleen mammutin geenejä. George Churchin laboratoriossa Harvardin yliopistossa on jo valmistettu synteettisesti mammutin perimän pätkiä. Kun synteettisiä mammuttigeenejä on liitetty viljelymaljalla eläviin norsun soluihin. Uskokaa tai älkää: solut ovat jääneet henkiin. Mammutin perimää kantavaa elävää norsua maailmaan ei vielä vuoden 2017 aikana synny, mutta tämän vuoden aikana tehtävissä jatkokokeissa on tarkoitus päästä jo hedelmöityksen partaalle. Mustasta aukosta napataan ensimmäinen oikea kuva 10 MIT:n Sheperd Dolemanin vuosien työn on määrä huipentua 2017, sillä kansainvälisen tutkijaryhmän on tarkoitus napata kaikkien aikojen ensimmäinen kuva mustan aukon tapahtumahorisontin liepeiltä. Tämä on tarkoitus tehdä yhdeksällä eri puolilla maapalloa sijaitsevalla suurella radioteleskoopilla, jotka suunnataan samaan aikaan kohti samaa kohdetta. Yhdessä toimiessaan teleskoopeista tulee maapallon kokoinen jättiläisteleskooppi nimeltään Event Horizon Telescope eli Tapahtumahorisonttiteleskooppi (EHT). Kun teleskooppien keräämä data yhdistetään supertietokoneella, näytölle pitäisi piirtyä kuva mustasta aukosta. Mustia aukkoja ei ole koskaan kuvattu suoraan. Kaikki niistä näkemäsi kuvat ovat olleet taiteilijoiden piirtämiä tai tietokoneiden simuloimia. EHT:n kohteena on 26 000 valovuoden päässä Maasta Linnunradan keskustassa sijaitseva neljän miljoonan Auringon massainen jättiläismäinen musta aukko: Sagittarius A*. Maailman nopein auto yrittää uutta ennätystä 11 Brittiläisvalmisteinen Bloodhound-rakettiauto yrittää uutta maanopeusennätystä loka-marraskuussa Etelä-Afrikassa Hakskeen Panin tasangolla. Tällä hetkellä ennätys on 1997 ajettu 1228 km/h. Tuolloin ratissa oli hävittäjälentäjä Andy Green . Green on myös Bloodhoundin ohjaimissa, kun ajoneuvo yrittää kiittää uudeksi ennätykseksi 1287 km/h. Jatkoa on luvassa vuoden 2018 puolella. Tuolloin tavoitteena on jo reilut 1 600 km/h. Kaksi tiede-Nobelia voi jakaa jo nyt 12 Vaikka Nobelin-palkinnon saajien veikkaaminen on yleensä toivotonta puuhaa, sillä jos Nobel-komitea jotakin rakastaa, niin yllätyksiä. Otan kuitenkin riskin, sillä kaksi vuoden 2017 tiede-Nobelia pitäisi olla itsestään selviä: fysiikan Nobelin saavat painovoima-aaltojen löytäjät ja lääketieteen Nobelin geenimuokkausmentelmä Crispr-Cas9:n kehittäjät. Lokakuussa alussa selviää, kuinka pieleen meni. Vesa Vanhalakka Twitterissä: @vanhalakka