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É possível selecionar artificialmente para vôo em porcos?

É possível selecionar artificialmente para vôo em porcos?



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Depois de ler este discurso de Fodor, como um leigo, fiquei imaginando vagamente se seria possível selecionar artificialmente para voar em porcos. É claro que nessa época a linhagem suína provavelmente compreenderá uma espécie inteiramente nova, mas qual seria o primeiro passo em nosso experimento de melhoramento? E como isso se desenvolveria daí, hipoteticamente falando?


Curso de introdução à biologia evolutiva

Duvido que você possa obter muito com a resposta abaixo. No final do dia, a única coisa que realmente permitiria a você aumentar seu conhecimento é provavelmente um curso de introdução à biologia evolutiva, como Understanding Evolution da UC Berkeley, por exemplo.

Pergunta

É possível selecionar artificialmente para vôo em porcos?

Se por 'selecionar artificialmente' você se refere à seleção da variância genética disponível, então Não, não é! Você precisará de muitas novas mutações e levará muito tempo.

Seleção

Você não pode selecionar algo que não existe. A seleção requer variação fenotípica e genética pré-existente para a característica de interesse. Nenhum porco está voando hoje, então você não pode aumentar a frequência de indivíduos voando por seleção.

Você precisará esperar por mutações que conferem tal habilidade de voar. Claro, não haverá uma única mutação que transforme um porco em um porco voador. Simplesmente porque voar não é uma adaptação simples para um porco! Existem poucas espécies que você poderia ter escolhido para as quais seria mais difícil pensar em voar! Você vai seguir um longo procedimento passo a passo, consertando as mutações uma de cada vez, selecionando cada uma delas e isso provavelmente levará centenas de milhares de anos ou talvez milhões de anos.

Procedimento passo a passo

Eu suspeito que você consideraria usar seu membro frontal para voar. Aqui está um procedimento passo a passo potencial e extremamente simplificado. Claro, se você estivesse pensando em porcos voando usando suas orelhas, o procedimento seria drasticamente diferente!

Você provavelmente deve começar tentando modificar seus membros então. Você pode tentar começar selecionando indivíduos que são mais capazes de manipular objetos com o membro frontal. Comece também a selecionar corpos mais leves. Além disso, remova qualquer seleção para a capacidade de deslocamento rápido ou movimento na lama, como isso selecionaria para seus membros dianteiros atuais. Comece com alguma manipulação muito simplista e aumente até acabar com indivíduos que têm membros dianteiros bastante flexíveis. Certifique-se de selecionar o membro frontal que pode se mover perpendicularmente ao eixo do corpo.

Então eu não sei se você deveria ter como objetivo fazer asas com pele ou com uma estrutura semelhante a uma pena de cabelo. Se você está mirando com uma estrutura semelhante a uma pena, pode tentar jogar com a seleção sexual, assim como evoluiu nos pássaros. Digamos que você esteja escolhendo asas de pele. Então, talvez selecionar para aqueles que têm membros dianteiros largos e fortes pode ser um bom caminho a percorrer. Nesse ínterim, você alcançou algo parecido, provavelmente conseguiu reduzir o tamanho do corpo de seus porcos ao tamanho de um rato com um corpo muito alongado.

Selecione para habilidades de salto e, em seguida, lentamente para habilidades de vôo. Você tem organismos voadores cujos ancestrais eram porcos! Esteja ciente de que ninguém vai financiar um experimento tão inútil e incrivelmente longo.


A evolução realmente tem tudo a ver com lançamentos aleatórios de dados, com a seleção natural decidindo o resultado. A questão dos porcos voando tem precedência. Os pássaros evoluíram de dinossauros terodes (um dos quais é o T-rex). Mas os pássaros têm muitas adaptações para o vôo, incluindo muitas que devem ter funcionado para algum outro propósito antes de poderem voar, como penas para termorregulação. As primeiras asas devem ter servido para alguma função diferente de voar. A seleção artificial é diferente da seleção natural porque é acelerada por meio da reprodução seletiva. Mas os princípios são os mesmos. Você primeiro procriaria para tamanho pequeno e peso leve. Todas as três espécies de tetrápodes que desenvolveram o vôo o fizeram com seus membros anteriores. Portanto, você precisaria procurar membros dianteiros longos e pele nas axilas ... Lembre-se de que essas mudanças seriam aleatórias. Isso exigiria um número impressionante de gerações. Mas talvez, e inteiramente hipoteticamente (como você perguntou), alguém pudesse tentar, e isso poderia ser feito.


Acho que você deve considerar as restrições impostas pela embriologia neste caso. As mutações são "aleatórias" no sentido de que você não pode olhar para o futuro e planejar o que seria bom para o organismo. Isso não significa que absolutamente tudo é possível. As asas só podem evoluir se o processo de desenvolvimento permitir. Então você pode tentar com todas as suas forças selecionar artificialmente porcos que você acha que podem ter qualidades que permitem de outros animais voadores voam, mas asas nunca vão aparecer, a menos que os processos embriológicos sejam suscetíveis a esse tipo de modificação.


O que é criação seletiva (seleção artificial)?

Uma das primeiras formas de biotecnologia é responsável por muitas das plantas e animais que conhecemos hoje. O melhoramento seletivo, também conhecido como seleção artificial, é um processo utilizado pelo homem para desenvolver novos organismos com características desejáveis. Os criadores selecionam dois pais que têm características fenotípicas benéficas para se reproduzir, gerando descendentes com essas características desejadas.

Treehugger / Alexandra Cristina Nakamura

A criação seletiva pode ser usada para produzir frutas e vegetais mais saborosos, safras com maior resistência a pragas e animais maiores que podem ser usados ​​para carne. O termo "seleção artificial" foi cunhado por Charles Darwin em seu famoso trabalho sobre evolução, Na origem das espécies, mas a prática em si antecede Darwin em milhares de anos. Como algumas das primeiras formas de biotecnologia, a criação de plantas e animais tem sido uma prática comum desde o nascimento da civilização.


  • Pode ser classificado como primário, quando há ausência de ejaculação ao longo da vida do homem, ou
  • secundário, em que o homem para de ejacular durante a relação sexual em um determinado momento.
  • Também pode ser diferenciado em situacional, em que a ejaculação ocorre durante algumas práticas sexuais, mas não no momento da relação sexual, ou
  • total se a ejaculação nunca ocorre, independentemente de o homem atingir o orgasmo ou não.
  • A anejaculação pode ser devido a causas psicológicas, como estresse, ansiedade ou baixa autoestima,
  • causas farmacológicas e
  • causas físicas como obstrução do trato seminal, hiperplasia prostática ou aumento da próstata, prostatite ou inflamação da próstata, cirurgias abdominais, cirurgias urológicas, diabetes, lesões da medula espinhal, esclerose múltipla, doença de Parkinson & # 8217s, etc.
  • Às vezes devido a ejaculação retrógrada, em que o fluido seminal é redirecionado para a bexiga em vez de sair pela uretra.
  • Também pode ser produzido pelo consumo de outras substâncias como drogas e álcool.

Pangolins estão sendo traficados para extinção no mercado negro

A medicina tradicional chinesa e a cultura vietnamita estão levando o pangolim à extinção.

  • Os pangolins são uma das espécies mais interessantes e cativantes, mas estão sendo caçados e traficados até quase a extinção.
  • o Farmacopéia Chinesa é um grande livro de medicina chinesa autorizada e serve como um livro de receitas para a "medicina tradicional chinesa".
  • Pangolins, leopardos e ursos, todos aparecem no livro. A falsa ideia de que esses animais têm valor medicinal está impulsionando um mercado negro de bilhões de dólares.

Em 2020, os pangolins foram notícia porque foram acusados ​​de ser um dos possíveis candidatos a dar ao mundo COVID. Posteriormente, eles foram inocentados, mas o estrago ainda estava feito. Existem oito espécies de pangolim, em muitos países e continentes e variando de vulneráveis ​​a criticamente ameaçadas, mas todas foram injustamente manchadas como o início de uma pandemia global.

Os pangolins são populares em todo o mundo por serem encantadores. Eles avançam cambaleantes, não muito diferentes de uma criança pequena, arrastando os pés de um banquete para outro. Foi mencionado que eles parecem estar em um estado constante de ansiedade nervosa. Talvez não seja sem razão. Os pangolins são os animais mais traficados do mundo, e o mercado de pangolins vale bilhões para os comerciantes do mercado negro. Estima-se que eles representem 20% de todo o comércio ilegal de animais.


Enviado do céu: EHang planeja entregar órgãos artificiais por drone

Se a visão de EHang para aeronaves pessoais sem piloto não era selvagem o suficiente para você, então conheça a última ideia do fabricante de drones. Depois de impressionar os participantes da CES com um protótipo de um drone para um único passageiro este ano, a empresa chinesa agora se associou a uma empresa de biotecnologia para adaptar o veículo para entregas de órgãos de emergência.

A ideia de usar drones para entregar suprimentos médicos urgentes atraiu, com razão, um certo interesse. No ano passado, a startup australiana Flirtey decolou na primeira entrega de drones aprovada pela FAA, levando medicamentos para uma clínica na zona rural da Virgínia. Outra startup, Matternet, também vem eliminando esse problema há anos, enquanto projetos semelhantes estão em andamento na Síria e em Ruanda.

Mas transportar pacotes de drogas com pequenos quadricópteros é uma coisa, transportar órgãos artificiais no que é essencialmente um helicóptero não pilotado é outra. Como o drone 184 do EHang é projetado para transportar autonomamente um humano inteiro de um local para outro em um raio de 16 km, você pode pensar que carregar apenas uma parte de um humano seria um trabalho leve. Mas enquanto EHang tem um vídeo mostrando o drone em vôo, ainda não vimos ele realmente levantar um passageiro humano em uma demonstração completa.

O EHang 184 foi projetado para transportar de forma autônoma um ser humano inteiro de um local para outro em um raio de 16 km

Independentemente disso, a empresa demonstrou o suficiente para que a Lung Biotechnology (PBC) Lung Biotechnology, com sede em Maryland, solicite seus serviços. A parceria verá a dupla trabalhar junto nos próximos 15 anos para construir um EHang 184 modificado com a finalidade de realizar entregas automatizadas de órgãos.

Eles estão chamando o programa de sistema Manufactured Organ Transport Helicopter (MOTH) e envolverá a compra de até 1.000 veículos. Eles ficariam estacionados fora das instalações de fabricação da Lung Biotechnology, esperando para transportar órgãos recém-produzidos ao longo de rotas de voo pré-programadas para hospitais na área.

A dupla está chamando o programa de sistema de helicópteros de transporte de órgãos fabricados (MOTH)

Essas compras dependerão não apenas da aprovação da aeronave MOTH pela Federal Aviation Administration, mas também da aprovação dos órgãos artificiais da Lung Biotechnology pela Food and Drug Administration dos EUA. E aqui está o maior obstáculo.

Embora os cientistas tenham feito avanços promissores na área recentemente, os órgãos artificiais implantáveis ​​permanecem fora de alcance no momento. Com o objetivo de abordar a escassez de órgãos, os cientistas em 2014 desenvolveram um órgão em pleno funcionamento dentro de um camundongo a partir do zero. No início deste ano, os pesquisadores fizeram progressos no desenvolvimento de tecido hepático modificado. A impressão 3D também está ajudando a impulsionar esses esforços.

Por sua vez, a Lung Biotechnology está trabalhando para oferecer pulmões artificiais e outros órgãos transplantáveis ​​por meio de xenotransplantes de porco para humano e trabalho com células-tronco, entre outras tecnologias.

Portanto, por um lado, nenhuma das tecnologias necessárias para esta iniciativa foi comprovada, e isso para não falar do demorado processo de aprovação regulatória antes de serem eventualmente declaradas seguras para uso. Mas, por outro lado, entregas de drones e órgãos artificiais são problemas nos quais legiões de pessoas muito inteligentes estão trabalhando em todo o mundo. Portanto, a ideia de que um dia se tornem realidade em algum lugar e depois se combinem para salvar milhares de vidas talvez não seja tão rebuscada.


Conheça os cientistas que estão trazendo espécies extintas de volta dos mortos

Amy Dockser Marcus

Os pombos são aparentemente normais. Treze pássaros, com idades de duas semanas a três meses, ocupam um galinheiro em uma instalação de pesquisa animal a oeste de Melbourne, Austrália. Eles são descendentes do pombo-pedra comum, habitantes reconhecíveis de praças e bancos de parques da cidade - com uma pequena, mas crucial distinção. Esses são os primeiros pombos da história com sistemas reprodutivos que contêm o gene Cas9, um componente essencial da ferramenta de edição de genes Crispr. Os pombinhos desse bando nascerão com o gene Cas9 em cada uma de suas células, permitindo aos cientistas editar sua prole com DNA do extinto pombo-passageiro. Essas aves, se tudo correr conforme o planejado, serão os primeiros animais vivos editados com traços de uma espécie que não existe mais. O rebanho foi criado por Ben Novak, um cientista americano que passou os últimos seis anos trabalhando obsessivamente em um processo conhecido como de extinção. Seu objetivo: trazer de volta um pássaro que desapareceu da face da Terra em 1914.

Nos últimos seis anos, uma nova tecnologia de edição de genes nos deu um controle anteriormente inimaginável sobre a genética. O sistema Crispr-Cas9 consiste em duas partes principais: um guia de RNA, que os cientistas programam para localizar locais específicos em um genoma, e a proteína Cas9, que atua como uma tesoura molecular. Os cortes desencadeiam reparos, permitindo que os cientistas editem o DNA no processo. Pense no Crispr como uma ferramenta de recortar e colar que pode adicionar ou excluir informações genéticas. Crispr também pode editar o DNA de espermatozoides, óvulos e embriões - implementando mudanças que serão passadas para as gerações futuras. Os proponentes dizem que oferece um poder sem precedentes para direcionar a evolução das espécies.

Em janeiro de 2013, cientistas publicaram artigos demonstrando que, pela primeira vez, eles haviam editado com sucesso células humanas e animais usando o Crispr. A notícia gerou temores sobre os chamados bebês projetados, editados por características como inteligência e capacidade atlética, algo que os cientistas ainda estão distantes por causa da complexidade dessas características. Mas a edição de embriões para pesquisa já está em andamento. Nos últimos 18 meses, pesquisadores nos EUA e na China editaram com sucesso mutações causadoras de doenças em embriões humanos viáveis ​​não destinados a implante ou nascimento.

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A tecnologia é amplamente utilizada em animais. Crispr produziu galinhas resistentes a doenças e gado leiteiro sem chifres. Cientistas de todo o mundo rotineiramente editam os genes em camundongos para pesquisa, adicionando mutações para doenças humanas como autismo e Alzheimer em busca de possíveis curas. Porcos editados pelo Crispr contêm rins que os cientistas esperam testar como transplantes em humanos.

Crispr tem sido discutido como uma ferramenta de extinção desde seus primeiros dias. Em março de 2013, o grupo conservacionista Revive & Restore co-organizou a primeira conferência TedXDeExtinction em Washington, D.C. Revive & Restore foi co-fundado por Stewart Brand, o criador do Catálogo Whole Earth de contracultura e um defensor vocal do renascimento do pombo-passageiro.

Na conferência, George Church, um pioneiro do Crispr e geneticista da Harvard Medical School, traçou um roteiro científico para reviver uma espécie. Church se concentrou não no pombo-passageiro, mas em seu projeto de estimação, o mamute peludo. Os cientistas, explicou Church, sequenciaram parcialmente o genoma do mamute usando DNA extraído de ossos antigos e outros restos mortais. Armados com essa informação, eles poderiam usar Crispr para editar o DNA do elefante asiático, o parente vivo mais próximo do mamute. Por meio de corte e colagem genético, características físicas e comportamentais do mamute - sua pelagem homônima e capacidade de resistir a temperaturas abaixo de zero - podem ser adicionadas às células vivas do elefante.

A ideia de que mamutes peludos podem mais uma vez vagar pela Terra ganhou as manchetes em todo o mundo. Mas em sua palestra, intitulada “Hibridizando com espécies extintas”, Church disse que o resultado pretendido de seu experimento de desextinção não era um fac-símile genético do mamute. Com DNA de mamute suficiente, explicou Church, um elefante asiático editado por Crispr se tornaria algo totalmente diferente: um híbrido moderno que parecia e se comportava como um mamute, mas compartilhava o DNA com uma espécie viva.

Para muitos na plateia naquele dia, uma ideia saída diretamente da ficção científica de repente parecia plausível. “Crispr colocou a extinção em risco”, diz Novak, que falou na conferência TedXDeExtinction e dirige o projeto de pombo de passageiros para Revive & Restore.

O pombo-passageiro tem seguidores como um culto - uma rede global de “pombos” que inclui cientistas, conservacionistas, ornitólogos, criadores de pombos, geneticistas de aves e ávidos observadores de pássaros, ansiosos para ver a espécie revivida. Mesmo entre esses obsessivos, a paixão de Novak se destaca. Dos 1.500 pombos-passageiros empalhados em museus e coleções particulares, ele viu pessoalmente 497.

Ele entende que sua obsessão é difícil para a maioria das pessoas entender. Ele tem dificuldade em explicar isso sozinho. Novak cresceu em uma cidade de 200 habitantes em Dakota do Norte. Muito antes de poder ler, ele ficou fascinado com a ideia da extinção, cavando sem sucesso por fósseis em seu quintal. “Eu era uma criança estranha”, diz ele.

Não há planos para trazer de volta o pterodáctilo. A extinção não significa "Parque Jurássico".

Na oitava série, Novak estava trabalhando em um projeto de feira de ciências sobre o pássaro dodô quando descobriu que a espécie era essencialmente "um pombo gigante extinto". Nada o preparou para a pressa que sentiu quando, aos 14 anos, viu as fotos de um pombo-passageiro enquanto folheava um livro da National Audubon Society. “Achei que era um pássaro lindo”, diz Novak.

Os pombos-passageiros machos eram particularmente coloridos, com seios, pés e pernas vermelhos e manchas rosa iridescentes que brilhavam nas laterais de suas gargantas. Os pássaros viajavam em bandos que podiam chegar a três bilhões e eram conhecidos por sua graça e velocidade, voando a até 60 milhas por hora. Novak leu histórias que descreviam bandos de pombos-passageiros tão grandes que escureciam o céu por dias enquanto passavam por cima. Esses enormes rebanhos desempenharam um importante papel ecológico, quebrando galhos para permitir que a luz solar rejuvenesse as florestas e enriquecesse o solo com seus excrementos. Os pássaros eram apreciados porque seus caçadores de carne podiam ver os bandos se aproximando a quilômetros de distância. A população entrou em declínio acentuado no final dos anos 1800 e nunca se recuperou.

O último pombo-passageiro conhecido - um pássaro chamado Martha - morreu em cativeiro em um zoológico de Cincinnati em 1914. Sua morte desencadeou a aprovação de leis de conservação modernas para proteger outras espécies ameaçadas de extinção nos EUA.Pouco depois de sua morte, Martha foi congelada e enviada para o Smithsonian Institution em Washington, D.C., para ser empalhada. Ela não está mais em exibição, mas Novak, é claro, a viu. “Martha está em péssimo estado”, diz ele. A história escrita e a taxidermia degradada intensificaram o desejo de Novak de reviver a espécie. “Ninguém pode me dizer como era um pombo-passageiro na vida real”, diz ele. “Sinto-me privado da história.”

O primeiro passo foi sequenciar o genoma do pombo-passageiro. O projeto foi liderado por Beth Shapiro, professora de ecologia e biologia evolutiva da Universidade da Califórnia, em Santa Cruz, e autora do livro “How to Clone a Mammoth”. O laboratório de Shapiro estuda o DNA de animais extintos, extraindo fragmentos de ossos e outros restos, alguns datando de centenas de milhares de anos. Novak juntou-se ao laboratório em 2013 para trabalhar no projeto de pombo-passageiro Revive & Restore, que financiou seu trabalho.

Sequenciar o genoma de uma espécie extinta não é uma tarefa fácil. Quando um organismo morre, o DNA em suas células começa a se degradar, deixando os cientistas com o que Shapiro descreve como “uma sopa de trilhões de fragmentos minúsculos” que precisam ser remontados. Para o projeto do pombo-passageiro, Shapiro e sua equipe coletaram amostras de tecido das pontas dos pés de pássaros empalhados em coleções de museus. O DNA no tecido morto os deixou com pistas tentadoras, mas uma imagem incompleta. Para preencher as lacunas, eles sequenciaram o genoma do pombo-cauda, ​​o parente vivo mais próximo do pombo-passageiro.

Ao comparar os genomas das duas aves, os pesquisadores começaram a entender quais características distinguiam o pombo-passageiro. Em um artigo publicado no ano passado na "Science", eles relataram ter encontrado 32 genes que tornaram a espécie única. Alguns deles permitiram que as aves resistissem ao estresse e às doenças, características essenciais para uma espécie que vivia em grandes bandos. Eles não encontraram genes que possam ter levado à extinção. “Os pombos-passageiros foram extintos porque as pessoas os caçaram até a morte”, diz Shapiro.

Em um laboratório de Harvard, células de elefantes asiáticos estão sendo editadas com DNA do extinto mamute peludo.

Em 2014, Shapiro deu uma aula de pós-graduação sobre desextinção e pediu a cada aluno que defendesse a possibilidade de trazer um animal de volta dos mortos. Aves extintas que não voam - o moa da Nova Zelândia e o dodô - eram as favoritas, junto com o golfinho do rio Yangtze. Alguns alunos citaram a importância ecológica de um animal ou valor para o turismo. Outros mencionaram o papel que os humanos desempenhavam na extinção de uma espécie - uma pedra angular do argumento de Stewart Brand para reviver o pombo-passageiro.

Segundo Shapiro, nenhum desses argumentos justifica a desextinção. “De que adianta trazer algo de volta se não sabemos por que foi extinto?” ela pergunta. “Ou se soubermos por que foi extinto, mas não resolvemos o problema?”

O dodô, ela diz, exemplifica a última questão. A ave que não voa, nativa da ilha de Maurício, no Oceano Índico, aninhava no solo e botava apenas um ovo de cada vez. Colonos que chegaram em 1638 trouxeram gatos, ratos e porcos que devoraram ovos de dodô. “Não adianta trazer o dodô de volta”, diz Shapiro. “Seus ovos serão comidos da mesma forma que os extinguiu da primeira vez.”

Pombos passageiros revividos também podem enfrentar a reexpressão. A espécie prosperou nos anos anteriores à colonização europeia na América do Norte, quando vastas florestas abrigavam bilhões de pássaros. Essas florestas foram substituídas por cidades e fazendas. “O habitat de que os pombos passageiros precisam para sobreviver também está extinto”, diz Shapiro.

Seu interesse pelo pássaro estava enraizado na conservação, e não na des extinção. Compreender a causa exata da extinção de espécies pode ajudar os cientistas a proteger os animais vivos e os ecossistemas. Shapiro argumenta que os genes do pombo-passageiro relacionados à imunidade podem ajudar as aves ameaçadas de extinção a sobreviver. “Eu queria estudar o pombo-passageiro”, diz Shapiro. “Ben queria trazer o pombo-passageiro de volta à vida.”

Mas o que significa trazer de volta uma espécie extinta? Andre E.R. Soares, um cientista que ajudou a sequenciar o genoma do pombo-passageiro, diz que a maioria das pessoas aceitará um sósia como prova de extinção. “Se se parecer com um pombo-passageiro e voar como um pombo-passageiro, se tiver a mesma forma e cor, vão considerá-lo um pombo-passageiro”, afirma Soares.

Shapiro diz que isso não é suficiente. Eventualmente, diz ela, as ferramentas de edição de genes podem ser capazes de criar uma cópia genética de uma espécie extinta, "mas isso não significa que você vai acabar com um animal que se comporta como um pombo-passageiro ou um mamute peludo." Podemos compreender a natureza de uma espécie extinta por meio de seu genoma, mas criar é outra questão. Sem mamutes lanudos vivos ou pombos-passageiros para modelar o comportamento social, quem vai ensinar essas réplicas genéticas a se comportar como sua espécie?

“Vamos precisar de uma nova biologia e de novos nomes para tudo isso”, diz Soares.

A Igreja admite que há obstáculos para a desexcisão, e não menos dos quais é a apreensão pública. Mas a história da ciência, diz ele, está repleta de ideias que começam a soar rebuscadas, levantam questões éticas complexas e, com o tempo, caminham em direção à aceitação social. “Quanto mais incógnitas houver, mais intensa será a divergência”, diz ele. Ele aponta para a fertilização in vitro, agora uma tecnologia reprodutiva de rotina que levou ao nascimento de milhões de crianças. Quando a FIV foi proposta pela primeira vez, as pessoas se preocuparam com a ética, as repercussões e os possíveis riscos. “Assim que Louise Brown nasceu em 1978 e era completamente normal, o desacordo desapareceu”, diz Church.

Em quase todos os países, o processo de extinção requer a aprovação de governos, comitês acadêmicos e do público ao longo do caminho. Para injetar o gene Cas9 em suas aves, Novak precisava da permissão do Office of the Gene Technology Regulator na Austrália, bem como de comitês de ética e bem-estar animal. Ele precisará de outra rodada de aprovações para criar e editar a próxima geração de seus pombos.

Nesse ínterim, Novak está constantemente construindo o rebanho. Em maio, ele injetou 19 ovos com o gene Cas9, mas apenas dois pombos sobreviveram à eclosão. Em agosto, 11 pombos sobreviveram de 46 ovos. Novak e uma pequena equipe de cientistas planejam repetir o processo até que tenham 22 pares de pássaros para reprodução. Eles estão considerando quais características de pombo-passageiro devem ser adicionadas primeiro, vasculhando os dados de sequenciamento para os genes associados à coloração distinta da ave extinta e sua preferência por vida em grandes bandos. Depois de determinar como o DNA do pombo-passageiro se manifesta nos pombos-da-rocha, Novak espera editar o pombo-rabo-de-cauda, ​​o parente vivo mais próximo do pombo-passageiro, com o máximo possível de características definidoras do pássaro extinto. Eventualmente, ele diz, ele terá uma criatura híbrida que se parece e age como um pombo-passageiro (embora sem nenhum treinamento dos pais), mas ainda contém DNA de pombo de cauda banda. Esses pássaros novos-velhos precisarão de um nome, que seu criador humano já escolheu: Patagioenas neoectopistes, ou “novo pombo errante da América”.

Escrever para Amy Dockser Marcus em [email protected]

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Aprenda como os testes e pesquisas em animais melhoraram a saúde humana.

Envelhecimento

Os pesquisadores vêm estudando a droga Metformina, que aumenta o número de moléculas de oxigênio liberadas em uma célula, para determinar seus efeitos no envelhecimento. Um antigo medicamento para diabetes, a metformina, é barato e foi descoberto que retarda o processo de envelhecimento no trabalho com camundongos e com a lombriga c. elegans. Os pesquisadores observaram um aumento substancial na expectativa de vida e vitalidade dos animais. Os sujeitos viveram para uma pessoa equivalente a 120 anos. Em camundongos de meia-idade, uma pequena dose prolongou suas vidas, enquanto uma grande dose os encurtou. A dosagem adequada também resultou em menos casos de catarata e ganho de peso. A metformina melhorou a vida e a saúde dos ratos, levando os pesquisadores a investigar mais a fundo o potencial efeito protetor da droga contra doenças que se tornam mais comuns com a idade, como câncer, doenças cardíacas e Alzheimer.

Os resultados em animais foram tão convincentes que, em 2016, os ensaios clínicos em humanos com luz verde da FDA, conhecidos como o estudo Targeting Aging with Metformmin (TAME). 3.000 idosos serão monitorados por 6 anos para ver como a droga afeta sua saúde geral. Dependendo dos resultados do estudo, a metformina pode se tornar o primeiro medicamento anti-envelhecimento. Se os resultados forem transferidos para os humanos, não apenas a expectativa de vida aumentará, mas os humanos estarão mais protegidos contra doenças relacionadas ao envelhecimento.

Outras drogas anti-envelhecimento estão sendo pesquisadas com a ajuda de animais. Recentemente, uma equipe da Universidade de New South Wales identificou o metabólito NAD + como a chave no reparo do DNA. A capacidade natural do nosso corpo para reparar o nosso DNA diminui com a idade, mas os ratos que receberam um reforço NAD + melhoraram tanto a capacidade de reparação das células que as células de ratos velhos tratados eram indistinguíveis das de ratos jovens. Os testes em humanos começarão no final de 2017 e, se tiverem sucesso, a droga poderá estar disponível em até quatro anos. O progresso em direção aos medicamentos anti-envelhecimento oferece a perspectiva não apenas de uma expectativa de vida maior, mas de um mundo com menos doenças relacionadas à idade, resultando em uma população geral mais saudável. Uma vez no mercado para humanos, essas drogas também poderiam ser adaptadas para melhorar a vida útil dos animais de estimação. A pesquisa em animais tem sido fundamental nas perspectivas de medicamentos anti-envelhecimento que temos agora e continuará sendo fundamental em nossa busca por prolongar e melhorar a vida humana.

Doença de Alzheimer

Compreender a predisposição genética para a doença é crucial para encontrar a cura. Primatas não humanos são essenciais para nosso conhecimento do cérebro humano. Ao estudar a função cerebral em cérebros de macacos saudáveis, os pesquisadores podem apontar onde cérebros humanos que sofrem de Alzheimer, demência e outros distúrbios neurológicos estão falhando. Progresso também foi feito na última década usando modelos de camundongos para determinar os fatores genéticos da doença de Alzheimer. Os pesquisadores foram capazes de identificar uma mutação de início precoce para o Alzheimer, por meio de estudos com humanos que foram reforçados com modelos de camundongos e, recentemente, uma mutação de gene protetor rara que fornece mais evidências de níveis excessivos de uma substância cerebral normal, beta amiloide, como um fator determinante da doença. Identificar essa mutação genética é um ponto de partida sólido para o desenvolvimento de uma possível droga para retardar ou prevenir a progressão da doença. Embora nenhum modelo imite completamente a doença em humanos, um grupo de modelos de camundongos juntos oferece uma visão sobre o funcionamento da doença. Modelos de camundongos também estão sendo usados ​​como pioneiros em tratamentos de imunoterapia para Alzheimer que estão atualmente em testes clínicos. Modelos de camundongos também tornaram possível um teste caseiro para indivíduos com histórico de Alzheimer em suas famílias para avaliar o risco de carregar o gene.

Modelos de camundongos também têm sido usados ​​em uma nova e excitante perspectiva sem drogas para tratar a doença de Alzheimer. Pesquisadores na Austrália foram capazes de usar a tecnologia de ultra-som não invasiva para separar as placas amilóides neurotóxicas responsáveis ​​pela perda de memória. A equipe relatou que a função de memória total em 75% dos ratos foi restaurada sem danos ao tecido cerebral circundante. Isso oferece uma via totalmente nova de tratamento para a doença, mudando nossa abordagem para possíveis tratamentos. Os pesquisadores esperam mudar para modelos animais superiores antes dos testes clínicos em humanos nos próximos anos.

Camundongos e primatas não humanos estão avançando em nosso progresso na prevenção e cura da doença de Alzheimer e de outras doenças neurodegenerativas. Eles oferecem um conhecimento inestimável do funcionamento do cérebro, que pode ajudar em todas as condições neurológicas, desde o mal de Alzheimer ao autismo e transtorno bipolar. Nossa compreensão do cérebro humano não estaria nem perto de encontrar uma cura para o mal de Alzheimer sem o uso de modelos animais.

Sangue Artificial

Ratos e camundongos têm sido usados ​​para entender os componentes do sangue humano há décadas. Em 1968, um substituto do sangue, os perfluorquímicos (PFC), foi sugerido em experimentos com camundongos. As alternativas de sangue com base em PFC são uma facção importante da pesquisa de sangue artificial. O FDA aprovou uma alternativa baseada em PFC, mas devido à grande quantidade necessária para a eficiência, ela não é amplamente utilizada. Sangue artificial melhorado baseado em PFC continua a ser desenvolvido usando camundongos e ratos, mas ainda não foram testados em humanos.

O maior desafio na criação de sangue artificial é a proteína hemoglobina. Nos glóbulos vermelhos, a hemoglobina leva oxigênio dos pulmões para o tecido necessário, mas também pode danificar o tecido e fazer com que os vasos sanguíneos se contraiam, se não for devidamente isolada. Os produtos à base de hemoglobina são a segunda maior facção de pesquisa. Um grupo de pesquisadores envolveu a hemoglobina em um polímero sintético. Usando coelhos, eles estão estudando a reação da aorta aos novos glóbulos vermelhos para garantir uma reação idêntica quando seu sangue artificial é adicionado ao corpo. Seu sangue artificial deve ser bem-sucedido em testes contínuos em animais antes de se provar seguro o suficiente para iniciar testes em humanos.

Os substitutos do sangue baseados em células-tronco são outra via usada para criar sangue artificial. Nosso conhecimento sobre células-tronco vem e continua a progredir devido à pesquisa em animais. Um substituto baseado em células-tronco foi criado no Reino Unido e está entrando em testes clínicos em humanos no final de 2017, depois de se provar seguro e eficaz em testes em animais.

Câncer

Muitos dos medicamentos de combate ao câncer hoje não seriam possíveis sem o uso de ratos. A quimioterapia foi desenvolvida pela primeira vez usando gás mostarda modificado para reduzir tumores em camundongos (1). Outro medicamento contra o câncer influente, o Herceptin, popular por melhorar a sobrevida em longo prazo em pacientes com câncer de mama, foi desenvolvido com camundongos. Continuando a desempenhar um papel na melhoria das terapias atuais, mas também nas novas terapias em desenvolvimento, os ratos continuam sendo uma parte vital da pesquisa do câncer. Eles fazem até mesmo parte de uma pesquisa crescente no desenvolvimento de terapia genética para reduzir o tamanho do tumor no câncer de ovário e uma possível vacinação contra o desenvolvimento do câncer de mama. Outro desenvolvimento promissor tornado possível com ratos pesquisadores na Suécia descobriram recentemente uma possível troca de genes dentro das células que poderia parar o crescimento das células cancerosas. Células saudáveis ​​e células cancerosas regulam seu crescimento com diferentes interruptores genéticos. Em camundongos, os pesquisadores conseguiram remover uma região reguladora que está ligada a várias formas diferentes de câncer e reduzir a formação de tumor em camundongos sem afetar o crescimento de células saudáveis. Esta é a evidência da possibilidade de desenvolver drogas contra o câncer altamente específicas para interromper a formação de células cancerosas sem danos às células normais circundantes. Os camundongos continuam sendo uma parte valiosa da pesquisa oncológica e de nossa melhoria contínua na taxa de remissão.

Da mesma forma, os cães desempenham um grande papel no desenvolvimento de tratamentos de câncer para humanos, mas também para os cerca de 6 milhões de cães que serão diagnosticados com câncer a cada ano nos Estados Unidos. Graças ao mapeamento bem-sucedido do genoma de Tasha, a Boxer, do Projeto Genoma Dog NHGRI, confirmamos que muitos dos genes envolvidos no câncer humano também estão presentes nos cães. Isso ajuda no desenvolvimento de tratamentos translacionais. Metade dos cães com mais de dez anos desenvolverá câncer, e novos medicamentos estão sendo testados para ajudar os cães nos quais a cirurgia não é uma opção. Um novo medicamento oral KInavet está oferecendo resultados promissores na redução de tumores de mastócitos em cães. Uma vez que a droga tenha sido refinada, ela pode ser usada como ponto de partida para desenvolver algo semelhante para humanos. O câncer ósseo e muitos outros tipos de tumores são quase idênticos aos mesmos tipos encontrados em humanos. Eles progridem mais rapidamente em cães, tornando-os os pacientes ideais para testar a eficácia de novas terapias. Para cães com câncer ósseo, de mama e de pele, são especialmente importantes para a nossa descoberta de novos tratamentos e terapias devido à semelhança no comportamento do câncer em ambas as espécies. Pesquisadores na Suíça estudaram o tecido circundante em cães com câncer mamário, identificando que, como em humanos, o tumor pode influenciar as células saudáveis ​​circundantes para apoiar o crescimento canceroso. Esta é mais uma evidência da imensa semelhança entre os tumores humanos e caninos, e o valor crucial que nossos esforços para curar o câncer em cães têm para curar também o câncer em humanos. Outro câncer conversível é o hemangiossarcoma (HSA) em cães, angiossarcoma em humanos, ambos são extremamente agressivos com apenas metade dos humanos diagnosticados vivendo mais de 16 meses, e menos da metade dos cães viverá mais do que outros 4-6 meses após o diagnóstico. Por ser um câncer vascular, é difícil de tratar sem infligir danos graves ao sistema imunológico. Os pesquisadores desenvolveram um medicamento, o eBAT, para atacar o tumor com danos mínimos ao sistema imunológico. O eBAT com a quimioterapia tradicional estendeu a expectativa de vida dos cães testados. Os pesquisadores esperam continuar a melhorar a luta contra a HSA em cães e modificar a droga para testes em humanos para ajudar na luta contra o angiossarcoma e outros tumores.

Tratamentos pioneiros estão sendo desenvolvidos com a ajuda de cães, como imunoterapia e injeções de bactérias para combater o câncer. Os pesquisadores injetaram tumores em cães com uma bactéria que cresce e mata células cancerosas. Os tumores foram efetivamente reduzidos ou eliminados por completo. Um paciente humano recebeu esta bactéria, e os pesquisadores esperam continuar as pesquisas com cães antes de testes em humanos generalizados. O progresso é significativo porque as bactérias têm como alvo apenas as células cancerosas. No entanto, para que as injeções sejam eficazes, os pesquisadores precisam aproveitar as bactérias para atingir as metástases, já que muitas vezes elas se mostram mais fatais do que o tumor original. A imunoterapia é outra técnica em desenvolvimento para curar o câncer. Com um em cada oito Rottweilers afetado pelo câncer, a The Rottweiler Health Foundation é um grande apoiador da pesquisa do câncer canino, e a imunoterapia é aquela que provou ser bem-sucedida. O osteossarcoma, câncer ósseo, é o tipo mais comum que afeta cães, e a imunoterapia tem sido usada para salvar a vida de muitos cães e, por sua vez, foi modificada para tratar com sucesso o câncer em humanos. O osteossarcoma é outra forma de câncer notavelmente semelhante em humanos, especificamente em crianças. Portanto, testar curas em cães é um progresso no sentido de curar os milhares de cães e crianças afetados. À medida que nossa pesquisa sobre câncer canino melhora, também melhora nossos desenvolvimentos para lutar contra o câncer em humanos - o homem e o melhor amigo do homem são uma frente unida na luta contra o câncer.

[1] Adair, F.E. e Bagg, H.J. Estudos experimentais e clínicos sobre o tratamento do câncer por sulfeto de dicloroetila (gás mostarda) Am. J. Surg 93: 190-199, 1931

Colesterol

O colesterol alto é o principal fator que contribui para a saúde cardiovascular.A ciência das drogas para baixar o colesterol é baseada na pesquisa com animais. A segunda e a décima nona droga mais prescrita na América, Crestor e Zetia, foram testadas em camundongos, cães e ratos, e a Zetia também foi desenvolvida com coelhos e macacos. Modelos de camundongos, ratos e coelhos levaram ao desenvolvimento de estatinas, um elemento básico na redução do colesterol e na preservação da saúde cardiovascular. Um número impressionante de americanos toma estatinas: metade dos homens, com idades entre 65 e 74 anos, e 39% das mulheres, com 75 anos ou mais, mostrando o quão alta prioridade é o aperfeiçoamento dos medicamentos para o coração. Aproximadamente um em cada quatro americanos com 45 anos ou mais, estima-se que 32 milhões de americanos, toma estatinas para reduzir o colesterol. Com esses medicamentos para o colesterol, podemos ajudar a prevenir ataques cardíacos em indivíduos em risco, reduzindo a pressão que o colesterol ruim adiciona ao sistema cardiovascular. Em 1973, o Dr. Akira Endo identificou uma enzima, HMG-CoA, como a chave na produção de LDL, ou colesterol "ruim", portanto, bloquear isso pode ajudar a reduzir o nível de colesterol. Sua teoria foi apoiada por estudos criados para bloquear a atividade do HMG-CoA em cães, coelhos e macacos, cujos níveis de colesterol LDL circulante baixaram. Os testes em humanos foram iniciados, mas logo interrompidos depois que os problemas de dosagem se mostraram fatais para os cães testados. Mais estudos em animais foram conduzidos para determinar uma dose segura e eficaz para reduzir os níveis de colesterol. Os medicamentos para colesterol são agora um medicamento vital para ajudar a proteger os indivíduos de ataques cardíacos. A pesquisa em animais está até mesmo progredindo em direção a uma vacina para baixar o colesterol que forneceria proteção de longo prazo. Um candidato entrou recentemente em testes clínicos em humanos depois de se mostrar eficaz na redução do colesterol LDL em camundongos. Os pesquisadores esperam que a vacina seja uma maneira simples de reduzir o colesterol ruim e, em última análise, reduzir o risco de doenças cardíacas.

Outros medicamentos para o coração para reduzir a hipertensão em indivíduos de alto risco, como betabloqueadores e inibidores da ECA, também foram desenvolvidos por meio de pesquisas em animais. Remédios para pressão alta não teriam sido possíveis sem pesquisas com animais. O sexto medicamento mais prescrito na América, testado em ratos, camundongos, coelhos e saguis, o Diovan, é para hipertensão. Da mesma forma, as drogas que reduzem a hipertensão começaram com pesquisas feitas em ratos, eventualmente provando ser seguras e eficazes para ratos, cães e gatos antes de serem usadas para reduzir com segurança a pressão arterial em humanos. James Black desenvolveu os primeiros betabloqueadores após estudar os músculos cardíacos das cobaias e monitorar as funções cardiovasculares de gatos anestesiados. O primeiro inibidor da ECA, o Captopril, foi lançado em 1981. Ele trata com eficácia a hipertensão por meio do peptídeo, fator de potencialização da bradicinina (BPF), que neutraliza a enzima responsável pelo aumento da pressão arterial. Esta enzima foi identificada após testar seus efeitos em cães anestesiados. O agente neutralizante, BPF, foi então isolado do veneno do Bothrops jararaca pit viper de Sergio Ferreira. A descoberta do BPF é responsável por muitos medicamentos inovadores para o coração e terapias medicamentosas.

Os primatas não humanos são fundamentais para a nossa compreensão da pressão arterial, uma vez que “a regulação da pressão arterial a longo prazo é quase idêntica em humanos, babuínos e outros NHPs”, e eles freqüentemente desenvolvem pressão alta e hipertensão à medida que envelhecem. Sua expectativa de vida e o aumento do desenvolvimento de complicações cardíacas com a idade tornam os babuínos e os chimpanzés uma peça fundamental no desenvolvimento de medicamentos e tratamentos para prevenir doenças cardíacas.

Animais de estimação também sofrem de doenças cardíacas, mas graças à pesquisa com animais, existem vários medicamentos comumente prescritos por veterinários para tratar a insuficiência cardíaca em cães e gatos, por exemplo, os inibidores da ECA são comumente recomendados para tratar animais de estimação com insuficiência cardíaca congestiva. Esses medicamentos, juntamente com uma dieta adequada e exercícios, podem tratar eficazmente sua condição, estendendo sua vida útil, assim como os medicamentos para o coração em humanos. A pesquisa com animais resultou em medicamentos para o coração que mudam a vida, para melhorar e prolongar a vida de humanos e animais que sofrem de doenças cardíacas. Embora a taxa de pessoas que sofrem de doenças cardíacas tenha caído muito, ainda é uma grande preocupação, mas com a pesquisa em animais podemos expandir nosso conhecimento sobre doenças cardiovasculares e seus tratamentos para continuar a melhorar a saúde cardiovascular.

Fibrose cística

Os camundongos têm desempenhado um papel significativo na pesquisa da fibrose cística. No entanto, como os ratos com FC não contraíram as infecções pulmonares que os humanos com FC contrairiam, os cientistas concluíram que a principal diferença entre os ratos e o sistema respiratório humano está no líquido da superfície das vias aéreas (ASL), que protege o sistema respiratório. Os pacientes com FC não possuem o escudo respiratório necessário, levando a infecções pulmonares. Recentemente, pesquisadores no Japão desenvolveram camundongos geneticamente modificados que agora podem reproduzir de perto os sintomas encontrados em humanos, ao contrário dos modelos anteriores de camundongos que não tinham infecções em humanos. Isso ajuda os pesquisadores a compreender e desenvolver tratamentos para FC e outras doenças pulmonares.

Outros animais valiosos para a pesquisa da fibrose cística são os porcos e os furões, pois ambos têm uma vida útil mais longa do que os ratos e têm expressões do gene da FC semelhantes aos humanos. Em 2010, pesquisadores descobriram que porcos com FC contraem infecções pulmonares logo após o nascimento, refletindo a experiência humana. Como os humanos, os porcos também lutam para neutralizar a acidez no ASL. Este aumento da acidez diminui a capacidade de lutar contra infecções. Os camundongos podem regular melhor o PH de seu ASL, o que em comparações com testes em suínos ajudaram a identificar uma enzima que poderia ser usada para tratar humanos. Esta descoberta abre o potencial para um medicamento com esta enzima que aumentaria a imunidade do paciente contra bactérias perigosas das vias aéreas. Os modelos animais dos furões também estão ajudando a progredir no tratamento da FC, já que os furões sofrem de doenças semelhantes, como fígado e pancreática. Devido às semelhanças na biologia celular do pulmão, o modelo do furão tem sido vital para o nosso progresso contínuo no combate às infecções pulmonares e é fundamental em nossa pesquisa de FC no futuro.

Graças às contribuições da pesquisa em animais, os tratamentos de FC têm melhorado muito, permitindo que os pacientes com FC vivam vidas felizes até a idade adulta tardia e, com pesquisas contínuas, a cura é possível.

Diabetes

Todos aqueles com diabetes tipo 1 precisam de insulina, assim como alguns com o tipo 2. A descoberta da insulina não teria sido possível sem pesquisas com cães. A partir de 1893, os cães foram cruciais para identificar o papel do pâncreas e o eventual isolamento da insulina e injeção bem-sucedida em humanos em 1922. Primeiro monitorando os níveis de açúcar no sangue em coelhos, James Collins então usou com sucesso a insulina em cães e depois em humanos, de forma dramática mudar o tratamento da diabetes.

Desde então, a pesquisa sobre diabetes tem sido desenvolvida mais comumente com ratos. O camundongo diabético não obeso (NOD) é um modelo comum para estudar o diabetes tipo 1 e o camundongo KK e o rato ZDF são usados ​​para o tipo 2. Recentemente, camundongos produziram resultados promissores para a cura do diabetes. Por meio do crescimento de células de pâncreas de camundongos colocadas em embriões de ratos, que depois foram transferidos para camundongos, o diabetes foi revertido. Por meio da tecnologia de células-tronco, os cientistas injetaram células de pâncreas de camundongos em embriões de ratos. As células do pâncreas permaneceram compostas apenas de células de camundongo, permitindo posteriormente um transplante bem-sucedido em camundongos diabéticos. Este é um avanço que abre a possibilidade para as células-tronco humanas produzirem insulina com sucesso. Outra perspectiva empolgante é o uso recente da transferência de genes que curou o diabetes tipo um em camundongos. O sistema imunológico de uma pessoa com diabetes mata as células “beta” que produzem a insulina necessária, mas os pesquisadores acreditam que encontraram uma maneira de forçar outras células a compensar as células “beta” que estão falhando. Novas células produtoras de insulina foram injetadas em camundongos, curando com sucesso o diabetes tipo um. Os ratos estão sem diabetes há um ano sem complicações, e os pesquisadores esperam mudar para animais maiores antes de iniciar os testes clínicos em humanos. Este trabalho também pode ser usado para ajudar a tratar o diabetes tipo 2, mais comum.

Os primatas não humanos também são fundamentais na luta contra o diabetes. Recentemente, pesquisadores desenvolveram uma injeção de insulina que duraria um mês inteiro, substituindo a injeção semanal ou diária exigida por pacientes com diabetes tipo 2. As injeções provaram ser eficazes no controle dos níveis de glicose em macacos rhesus por mais de 14 dias. Macacos e camundongos têm metabolismos mais rápidos do que os humanos, fazendo com que a injeção funcione como um controle eficaz da glicose por um mês ou mais em humanos. Esta é outra perspectiva empolgante para melhorar os tratamentos para diabéticos.

Nossos animais de estimação também podem sofrer de diabetes. O número de cães e gatos diabéticos nos Estados Unidos está crescendo, mas, felizmente, os animais diabéticos podem ser tratados com a mesma insulina e medicamentos orais que ajudam os diabéticos humanos. A pesquisa com animais está ajudando a melhorar o dia a dia de diabéticos, humanos e animais, com tratamentos aprimorados ajudando a prevenir as consequências devastadoras da doença.

Ebola

O ebola é a principal causa de morte em chimpanzés e gorilas selvagens, portanto, o papel dos primatas não humanos no desenvolvimento de uma vacina não pode ser exagerado. Em 2013, seis chimpanzés receberam uma vacina experimental que se mostrou segura e eficaz na indução de uma resposta imunológica. No entanto, a proteção da vacina em macacos diminuiu com o tempo, tornando-os apenas parcialmente protegidos dez meses após a vacina. Embora o objetivo seja uma proteção duradoura, esses experimentos ainda são úteis no futuro, especialmente, com a perspectiva de desenvolver tiros de reforço. Em 2015, uma vacina inalável neutralizou o vírus Ebola em macacos rhesus, ao produzir uma resposta imune no sistema respiratório. No passado, as vacinas do Ebola foram eficazes em macacos, mas não em humanos, mas cada novo desenvolvimento em macacos, embora não seja uma garantia de cura para os humanos, ainda é um passo positivo no entendimento da doença. Uma vacina em aerossol como esta é especialmente promissora, pois uma vacina nesta forma seria fácil de administrar sem profissionais médicos treinados, que faltam gravemente nas áreas mais afetadas pelo surto de Ebola.

Os experimentos contínuos com primatas não humanos são vitais na luta contra o Ebola. Como a doença está em constante evolução, o monitoramento constante é a única maneira de impedir a propagação do Ebola. O uso de chimpanzés em cativeiro em pesquisas é extremamente raro, então o uso de outros modelos de primatas não humanos é crítico. Macacos rhesus e cynomolgus e saguis apresentam um curso de doença semelhante ao dos humanos e são necessários para compreender a progressão completa da doença. Vacinas e antivirais que são o resultado dessa pesquisa com primatas não humanos têm resultados promissores, e a eventual erradicação da doença é possível com a continuação da pesquisa em animais.

Epilepsia

Instrumentais em nossa compreensão da epilepsia, os ratos estão ajudando a criar novas terapias e até curas possíveis. A identificação de várias mutações gênicas em camundongos tem permitido um melhor entendimento da causa da epilepsia. Ter como alvo o gene responsável está ajudando os pesquisadores a desenvolver tratamentos altamente especificados para eliminar as convulsões sem efeitos colaterais negativos. Drogas que interrompem os sinais de convulsões químicas e elétricas foram testadas em modelos animais antes de se mostrarem eficazes na prevenção de convulsões refratárias em humanos.

Para aqueles em que as convulsões não são interrompidas por medicamentos, novos tratamentos estão sendo lançados. Os aminoácidos são conhecidos por ajudar a prevenir convulsões. Mesmo antes da medicação, uma dieta rica em aminoácidos era recomendada, e hoje os cientistas estão tentando condensar o poder dos aminoácidos como uma terapia alternativa. Os camundongos tratados com aminoácidos mostraram uma resistência muito maior às convulsões, fornecendo um ponto de partida para tratar melhor a epilepsia. A terapia celular também está surgindo como uma possível cura para a epilepsia. Células de eminência ganglionar medial (MGE) implantadas em camundongos epilépticos interromperam as convulsões com sucesso. Este é um progresso para os pesquisadores que esperam usar a terapia celular para tratar a causa subjacente da doença, não apenas controlar os sintomas como as terapias atuais. Modelos de camundongos e humanos com a doença compartilham semelhanças patológicas, tornando os camundongos úteis para compreender completamente os processos neurológicos por trás da doença e, por sua vez, o que deve ser feito para eliminar as convulsões. Os camundongos usados ​​em testes de terapia celular são especialmente importantes porque são modelos de epilepsia humana resistente a medicamentos, tornando-os a chave para acabar com as convulsões naqueles cujos sintomas persistem. O desenvolvimento de novos tratamentos visa mais do que apenas o controle dos sintomas e é um progresso estimulante em direção à cura.

Visão

A pesquisa com gatos deu um importante ponto de partida para nossa compreensão do sistema visual. O cientista David Hubel estudou o sistema visual dos gatos para descobrir que todos os mamíferos desenvolveram parcialmente sistemas visuais ao nascer. Estudos sobre o sistema nervoso de gatinhos ajudaram Hubel a descobrir que a estimulação dos neurônios visuais pela luz é necessária para o desenvolvimento adequado dos olhos, nervo óptico e centros visuais do cérebro. Os gatos, ao lado dos macacos, ajudaram Hubel a obter uma visão vital do sistema visual, ajudando em todos os desenvolvimentos futuros para tratar a cegueira e a perda progressiva da visão.

Estudos de visão têm usado, historicamente, macacos e gatos rhesus, mas recentemente um número crescente de estudos tem sido conduzido com camundongos para criar novas formas de tratar a cegueira. Embora os ratos tenham uma visão excepcionalmente fraca, nosso conhecimento de sua genética permite a oportunidade de experimentar novas técnicas de terapia celular para combater a cegueira. Os camundongos também têm uma longa história de auxiliar nossa compreensão do sistema neurológico, o que reforça seu potencial como um modelo visual de sucesso. Recentemente, os cientistas regeneraram os cabos do nervo óptico em camundongos cuja condição visual lembrava o glaucoma. Catarata e glaucoma são as duas principais causas de cegueira, e embora a catarata muitas vezes possa ser removida com cirurgia, o glaucoma não tem cura conhecida. A visão parcial foi restaurada nos ratos modelo de glaucoma, um passo emocionante para a cura de mais de 70 milhões de pessoas em todo o mundo afetadas pelo glaucoma.

A restauração da visão é a meta para 285 milhões de pessoas com deficiência visual em todo o mundo, 39 milhões das quais são cegas. Desenvolvimentos como a implantação de células-tronco da retina em camundongos são promissores para a perspectiva de células-tronco para restaurar a visão duradoura. Em todo o mundo, 80% de todas as deficiências visuais podem ser prevenidas ou curadas, o que não teria sido possível sem a pesquisa em animais. Para aqueles cuja visão ainda não pode ser corrigida com as terapias existentes, a pesquisa contínua com animais está dando passos interessantes em novas técnicas de restauração da visão.

Os furões têm desempenhado um papel crucial na pesquisa da gripe e na criação da vacina contra a gripe. Existem três tipos principais de influenza A, B e C. Os tipos A e B infectam naturalmente os furões. As infecções progridem de forma semelhante à progressão da gripe em humanos, tornando os furões um modelo ideal para estudar a doença. Com maior expectativa de vida do que os ratos, os furões são usados ​​para estudar os efeitos da idade na suscetibilidade à gripe. Os furões ajudaram os pesquisadores a entender as variantes do vírus. O vírus da gripe está constantemente mudando por meio de mudanças antigênicas, portanto, a pesquisa contínua com animais é importante para adaptar a vacina para proteger contra as cepas circulantes atuais. Os pesquisadores esperam criar uma vacina que possa fornecer imunidade vitalícia contra a gripe, tendo como alvo a parte geneticamente estável do vírus, portanto, não importa como o vírus se adapte, o núcleo permanece neutralizado.

Os camundongos são utilizados para pesquisas contínuas contra a gripe e em esforços para uma vacina universal. Os camundongos são os mais amplamente usados, devido à acessibilidade, conveniência e nossa capacidade de modificá-los geneticamente. Os antivirais iniciais foram testados no modelo de mouse, pois permite que um grande número seja testado, fornecendo dados robustos em um curto espaço de tempo. Enquanto os ratos exibem sintomas da doença, as cobaias, embora naturalmente suscetíveis à gripe, não apresentam sintomas visíveis da doença. A doença em cobaias é vista principalmente no trato respiratório superior, portanto, embora não sejam úteis para o estudo de sinais evidentes de doença, são úteis para o estudo de como a doença afeta o sistema respiratório. A doença também se transfere rapidamente entre os grupos de porquinhos-da-índia, melhorando nosso conhecimento sobre a transmissão da influenza.

Progresso na criação de uma vacina universal está sendo feito. Em 2015, a vacina universal foi bem-sucedida na proteção de camundongos de oito cepas diferentes de gripe. A vacina se mostrou eficaz por seis meses. Camundongos mais velhos também foram protegidos com sucesso, o que é especialmente positivo, já que pessoas mais velhas são muito mais suscetíveis e exibem sintomas mais severos e potencialmente fatais. A equipe de pesquisa quer passar para os furões, que serão úteis para determinar a eficácia da vacina com a idade, antes de passar para os testes em humanos. O desenvolvimento de uma vacina universal seria um grande passo na redução do impacto que a influenza inflige todos os anos. Os modelos animais são necessários para combater eficazmente a gripe e reduzir o número de mortes resultantes da infecção todos os anos.

Hepatite B

Como os chimpanzés são suscetíveis aos vírus da hepatite humana sem desenvolver uma doença clínica, eles são um modelo vital no estudo do HBV. Antes que os tratamentos e vacinas possam ser desenvolvidos, os cientistas devem primeiro compreender as propriedades biológicas do vírus. Os padrões de infecção em chimpanzés se assemelhavam ao de humanos, levando os cientistas aos tratamentos e vacinas atuais. Os chimpanzés foram fundamentais no desenvolvimento de testes de diagnóstico para hepatite A e B, ajudando a quase eliminar a disseminação do vírus por meio de transfusões de sangue. Os medicamentos antivirais estão disponíveis, mas os pesquisadores continuam a melhorar os tratamentos para os infectados, e os modelos de camundongos transgênicos têm sido úteis no estudo da origem e do desenvolvimento da doença. Há uma necessidade reconhecida do uso contínuo de modelos de camundongos adequados para o desenvolvimento de terapias antivirais mais potentes. O musaranho, um mamífero intimamente relacionado aos primatas, também está se mostrando útil no tratamento do HBV, que pode prevenir o câncer de fígado, o carcinoma hepatocelular (HCC), em pessoas infectadas. O sistema imunológico dos musaranhos tem imensas semelhanças com o dos humanos observados na progressão do HBV e subsequente HCC, então os musaranhos são um modelo prático para o desenvolvimento de medidas terapêuticas para prevenir o CHC em humanos cronicamente infectados com HBV.

A vacina contra o HBV foi desenvolvida em 1976 e depois de se provar segura e eficaz em chimpanzés tornou-se comercialmente disponível em 1982. Como a hepatite B aumenta significativamente o risco de câncer de fígado, ela pode ser considerada a primeira vacina contra o câncer.A vacina contém um antígeno purificado do vírus que foi extraído de humanos, mas sua segurança e dosagem foram testadas em saguis, porquinhos-da-índia, macacos grivet e chimpanzés. A vacina já foi administrada a mais de 120 milhões de pessoas, prevenindo a contração da doença e ajudando a prevenir a propagação do vírus. Com modelos de chimpanzés, os cientistas estão atualmente trabalhando em um novo tipo de vacina que cria imunidade mediada por células na esperança de melhorar a segurança e eficácia na vacinação de bebês com risco de transmissão de mãe para filho. Sem o uso ético de modelos animais, teríamos pouco conhecimento de como tratar ou nos proteger contra o vírus, deixando milhões ainda suscetíveis a esse vírus mortal. Os modelos animais são uma necessidade contínua nos esforços para tratar e prevenir todas as cepas do vírus da hepatite.

Hepatite C

Como afirmado anteriormente, os chimpanzés e outros primatas não humanos foram vitais para a compreensão do vírus. Os chimpanzés possibilitam a descoberta da hepatite C e tem sido uma ferramenta valiosa na análise pré-clínica do desenvolvimento de antivirais. Como os chimpanzés estão sob crescentes restrições éticas, os musaranhos são uma alternativa adequada para roedores no estudo do HCV, mas os ratos continuam sendo os mais acessíveis. Modelos de roedores oferecem informações sobre os agentes de infecções iniciais por HCV, e novos modelos de camundongos foram geneticamente aprimorados para eliciar respostas mais próximas dos humanos. O camundongo quimérico de fígado humano é o único modelo pré-clínico vivo para monitorar a resistência aos medicamentos do HCV. Este modelo carece das respostas imunológicas necessárias para testar possíveis vacinas, mas em esforços para a cura, os pesquisadores desenvolveram ratos humanizados com fígado e células imunológicas. Esse modelo está ajudando muito nas estratégias de vacinação, por exemplo, eles sugeriram a possibilidade de uma vacina profilática para o HCV devido ao sucesso que os anticorpos exibiram na prevenção da infecção nesses camundongos.

Embora a vacina ainda não seja possível, novos tratamentos com medicamentos curam a hepatite C em 90% dos pacientes. Esses antivirais atuais não seriam possíveis sem os modelos de primatas e roedores não humanos. Visar as moléculas do hospedeiro em vez do vírus provou ser bem-sucedido em primatas não humanos. Esse conhecimento foi um avanço na melhoria dos antivirais. Os comprimidos de Sovaldi (sofosbuvir) foram aprovados em 2013 para o tratamento da hepatite crônica e, na maioria dos pacientes, cura a doença em poucos meses. Antes da aprovação, Sovaldi provou ser seguro e eficaz em modelos pré-clínicos de roedores e primatas não humanos. Embora eficaz, a droga é muito cara, portanto, os testes em animais não só continuam a ser essenciais no desenvolvimento de uma vacina, mas também na descoberta de uma alternativa mais barata para a cura do HCV. Testes em ratos sugeriram recentemente que um remédio para alergia pode ser a alternativa, já que em ratos ele previne um estágio inicial da infecção. Os desenvolvimentos estão no estágio inicial, mas com mais pesquisas em animais, a droga poderia ser melhorada e, eventualmente, certificada para o tratamento do HCV.

As hepatites A e B podem ser prevenidas com uma vacina, mas ainda não existe uma vacina que possa prevenir a hepatite C. Os primatas e camundongos não humanos têm sido cruciais para a pesquisa que criou as vacinas contra HAV e HBV, bem como as atuais tratamentos para HBV e HCV. Os resultados da pesquisa em animais podem ser vistos no desenvolvimento de uma cura para o HCV que foi encontrada em 2012. As curas ajudam os milhões de já efetuados, mas uma vacina é a única maneira de realmente conter o número de infecções e trabalhar para acabar com a epidemia, especialmente em o mundo em desenvolvimento. Com a pesquisa contínua em animais, uma vacina está à vista para a hepatite C e será um passo importante na redução significativa da taxa de infecção.

O primeiro antirretroviral foi desenvolvido em 1986 por meio de pesquisas com macacos e camundongos. O primeiro de seu tipo, o medicamento melhorou muito a expectativa de vida dos pacientes. Com primatas não humanos, os pesquisadores conseguiram entender melhor o vírus e identificar um vírus semelhante, o SHIV. Essa descoberta foi vital para o desenvolvimento de ARVs e sua expansão e aprimoramento, permitindo que os pacientes vivessem mais e com mais saúde. Recentemente, a pesquisa foi pioneira em novas formas de prevenir e tratar infecções. As populações de alto risco podem tomar um medicamento antiviral diário, profilaxia pré-exposição (PReP), que reduz o risco de infecção em até 92%. Essa prevenção foi possível por meio de testes de eficiência com camundongos. Após a exposição ao HIV, os anticorpos se desenvolverão e se tornarão detectáveis ​​em três semanas. Este processo pode ser interrompido com um regime de tratamento de profilaxia pós-exposição (PEP) se iniciado dentro de 72 horas após a exposição. Tornado possível por modelos de camundongos e primatas não humanos, a PEP permite que as pessoas continuem HIV negativas mesmo que o vírus tenha entrado em sua corrente sanguínea. Tratamentos e prevenção eficazes são um passo eficaz para reduzir novas infecções e mortes prematuras devido à doença; no entanto, a única forma de conter a pandemia global é com vacina.

Com a pesquisa em animais, passos empolgantes estão sendo dados para a criação de uma vacina contra o HIV. Com base na identificação do SHIV em primatas não humanos, estudos recentes com macacos levaram ao desenvolvimento da SAV001, uma vacina segura e bem tolerada. Esperada para entrar em sua segunda fase de testes clínicos em humanos ainda este ano, esta vacina oferece esperança de que os pesquisadores estão próximos da cura e, por sua vez, de um futuro livre de HIV / AIDS em todo o mundo. Equipes em todo o mundo estão desenvolvendo vacinas candidatas com pesquisas em animais. Para ser uma vacina eficaz, ela deve proteger contra as várias cepas do vírus. Cientistas do The Scripps Research Institute desenvolveram um imunógeno a partir da proteína do subtipo C, a cepa de disseminação mais rápida. Este imunógeno pode ser incorporado em pesquisas futuras de vacinas para combater várias cepas de HIV. A vacina candidata em desenvolvimento provou ser eficaz em primatas não humanos, provocando uma resposta imune que neutralizou a cepa C do vírus. Outra equipe de pesquisadores recentemente teve avanços promissores ao desenvolver uma vacina que estimula o sistema imunológico para uma defesa mais eficiente. Com as vacinas tradicionais, o sistema imunológico é incapaz de eliminar completamente o vírus, esta vacina reforçaria o sistema imunológico para a remoção total do vírus. Até agora, essa nova estratégia de vacina foi desenvolvida com camundongos e recentemente se mostrou eficaz no controle do SHIV em macacos. Os pesquisadores continuam a refinar a estratégia com animais e esperam passar mais tarde para testes em humanos.

A pesquisa do HIV foi baseada na pesquisa animal desde o início da pesquisa sobre a leucemia felina e a imunossupressão criada pelo vírus levou ao isolamento do vírus HIV no início dos anos 1980. Agora, com a pesquisa contínua em animais, uma cura para o HIV está à vista. Os pesquisadores esperam acabar com a pandemia global de HIV em nossa vida, e novos testes clínicos estão oferecendo esperança de que essa doença devastadora possa ser eliminada sistematicamente em breve. Um progresso surpreendente no tratamento e na prevenção já foi feito com a pesquisa em animais, mas a continuidade da pesquisa com animais é necessária para uma vacina eficaz e segura contra o HIV.

Substituições de juntas

Themistocles Glück foi a primeira tentativa de substituição do quadril no final do século XIX. Usando animais, ele foi capaz de encontrar maneiras seguras e eficazes de consertar substituições de articulações nos ossos. Hoje, os pesquisadores ainda estão melhorando as substituições de articulações com animais para melhorar a vida útil das substituições de metal padrão. Os pesquisadores estão experimentando uma fixação sem cimento, um implante biológico que permite que o osso cresça até o implante. Isso está sendo pesquisado com cães e coelhos para implantes pioneiros que seriam reabsorvidos pelo tecido do hospedeiro. As substituições de joelho sem cimento também estão sendo desenvolvidas em animais antes de estarem prontas para uso em pacientes humanos. Os coelhos são essenciais neste trabalho com implantes biológicos. Com a engenharia de tecidos, os pesquisadores criaram com sucesso uma articulação móvel em coelhos. Essas tecnologias para a substituição da articulação ainda precisam ser transferidas para os humanos, mas com pesquisas contínuas podem ser soluções úteis para pacientes mais jovens para a substituição da articulação, a fim de evitar as substituições de 10-15 anos necessárias com as substituições de metal do quadril. As artroplastias de quadril de longa duração são a principal preocupação das artroplastias atuais, já que várias equipes de pesquisa estão tentando conectar a articulação artificial com o fêmur vivo. Esses esforços para uma artroplastia durável do quadril devem primeiro se provar eficazes em animais antes de poderem ser experimentados em humanos. A osteoartrite é uma área proeminente de pesquisa conjunta e uso de modelos animais. Substituições de joelho são comumente usadas para tratar casos avançados de osteoartrite. A osteoartrite do joelho afeta cerca de 27 milhões, com modelos animais atuando como ferramentas de pesquisa significativas para tratar todos os estágios da doença, incluindo aqueles que requerem substituição da articulação. Tal como acontece com as próteses de quadril, os modelos caninos são o modelo animal ideal para osteoartrite e próteses de joelho. Suas articulações são notavelmente semelhantes às nossas, então eles experimentam problemas nas articulações, assim como nós.

Cirurgias de quadril de rotina têm sido realizadas em cães grandes desde 1970, e muito do nosso conhecimento sobre a cirurgia vem da prática veterinária. A displasia da anca canina é muito comum em cães grandes, por isso, durante décadas, os veterinários têm tratado problemas nas articulações em cães maiores. À medida que continuamos a pesquisa sobre maneiras de melhorar a substituição de articulações em humanos, agora somos capazes de realizar substituições de micro-articulações em gatos e cães pequenos. A pesquisa em animais, especificamente com caninos, tem sido fundamental para o desenvolvimento de substituições de articulações e hoje está ajudando a melhorar as técnicas de cirurgias mais eficazes para nós e nossos animais de estimação. As substituições de articulações são um exemplo adequado dos benefícios que a pesquisa em animais tem para humanos e animais.

Doenca renal

Um tratamento comum para a insuficiência renal é a diálise. Aqueles que sofrem de insuficiência renal crônica devem receber diálise algumas vezes por semana para remover as toxinas do sangue. A invenção da diálise não teria sido possível sem os cães. Cães e coelhos foram os primeiros animais com os quais a diálise foi testada, depois os testes foram transferidos para macacos antes de serem usados ​​para salvar as vidas de milhões de pessoas que sofreram de insuficiência renal. Atualmente, outros tratamentos estão sendo pioneiros com a ajuda de ratos.

Como a doença renal geralmente não apresenta sintomas, é difícil de diagnosticar. A insuficiência renal é especialmente perigosa para pessoas com diabetes. A pesquisa com ratos criou um teste de sangue potencial para identificar se uma pessoa com diabetes tipo 1 está liberando uma proteína que indica um rim danificado. O teste identificou com sucesso os primeiros sinais de dano renal em camundongos e depois em humanos. Esse teste pode facilitar o tratamento precoce, retardando o curso da doença. Embora as células-tronco sejam uma possível alternativa para a substituição renal ou diálise para pessoas com insuficiência renal, em camundongos os pesquisadores identificaram que as células renais sem capacidade para células-tronco ainda podem se multiplicar várias vezes para reparar o dano. Isso indica a possibilidade de um modelo para programar as células renais para que se reparem, consertando o rim existente e potencialmente curando a doença renal.

Animais de estimação também sofrem de doenças renais, portanto, a contribuição dos animais para a pesquisa de doenças renais ajuda tanto as pessoas quanto seus animais de estimação. Abby, a cachorrinha Golden Retriever, que recebeu diálise para salvar vidas, é um exemplo do benefício generalizado de nossas pesquisas contínuas sobre doenças renais.

Leucemia

A pesquisa com ratos deu passos cruciais na compreensão e no combate à leucemia. Na década de 1970, camundongos foram usados ​​para determinar que todas as células malignas devem ser destruídas e que o início do tratamento anterior aumenta a probabilidade de eliminação do câncer, pois esse conhecimento tem sido usado no tratamento de todos os tipos de câncer. Hoje, ao introduzir um sistema imunológico humano em camundongos e observar sua resposta às células transplantadas, a possibilidade de transplantes de medula óssea em pacientes com leucemia está aumentando. Os camundongos também estão sendo usados ​​como pioneiros na terapia gênica como forma de atacar as células de leucemia e na imunoterapia, um tratamento emergente que se mostra promissor contra células leucêmicas que já resistiram a outros tratamentos. Embora esses tratamentos experimentais estejam sendo desenvolvidos, na maioria dos casos de leucemia, a quimioterapia continua sendo o principal tratamento, o que também não seria possível sem a pesquisa em animais. Na década de 1960, graças à pesquisa em camundongos, um regime de quimioterapia mais agressivo aumentou a taxa de remissão de 25% para 60% até o final da década (1). A taxa de remissão é ainda maior agora em 85%, graças às pesquisas em animais que aprofundam nosso conhecimento sobre quimioterapia e outros tratamentos de câncer.

Os gatos também se beneficiam da pesquisa sobre leucemia. Eles ofereceram informações sobre a doença depois que o vírus da leucemia felina (FeLV) foi identificado em 1965. Uma vacina para o FeLV foi desenvolvida e esse conhecimento que permitiu que a leucemia fosse prevenida e tratada em gatos também pode oferecer uma compreensão valiosa dos casos de leucemia em humanos . A pesquisa sobre o FeLV resultou até na identificação do primeiro vírus da leucemia humana, o HTLV-1. A pesquisa com animais ajudou a reduzir a letalidade da leucemia felina e aumentou a taxa de sobrevivência da leucemia infantil de 30% para 80%, ajudando humanos e animais de estimação.

(1) Frei E III. Potencial para eliminar células leucêmicas na leucemia aguda da infância. Proc Am Assoc Cancer Res 1963 5 : 20 (resumo)

Malária

A malária é evitável e tratável. Os medicamentos para prevenir a malária devem ser tomados antes, durante e depois das viagens a áreas com altas taxas de malária, como a África e o Pacífico sul. A cloroquina é um medicamento comum para prevenir e tratar a malária, mas certas cepas de infecção podem resistir ao medicamento e requerem uma combinação de medicamentos. As terapias combinadas à base de artemisinina (ACTs) são tratamentos para várias cepas de malária e podem ser usadas junto com artesunato injetável para curar casos de malária grave. A pesquisa contínua sobre o tratamento ainda é necessária, visto que a doença está se adaptando cada vez mais para ser resistente aos medicamentos. A cloroquina foi desenvolvida com modelos de roedores e é continuamente testada junto com novos medicamentos em estudos comparativos para avaliar a eficácia com modelos de roedores. Os modelos de roedores se tornaram especialmente proeminentes na malária grave para garantir que os tratamentos se adaptem às cepas da doença, rastreando a progressão do parasita em roedores. A resistência aos medicamentos é o maior desafio na cura da malária, mas os novos medicamentos têm esperança por muito tempo, uso clínico e maior eficácia em doses mais baixas do que os medicamentos atuais. Com tanto sucesso em camundongos, a droga logo progredirá para testes clínicos em humanos.

Embora os tratamentos sejam eficazes, uma vacina contra a malária ainda não foi possível, mas os pesquisadores estão trabalhando para desenvolver uma com a ajuda de roedores e primatas não humanos. Os esforços para desenvolver uma vacina estão profundamente arraigados na pesquisa com animais. Mais de 20 anos atrás, com modelos de roedores, uma certa proteína chamada CSP provou ser altamente propensa a produzir uma resposta imune. A construção desse trabalho resultou em uma vacina parcialmente eficaz com resultados encorajadores para o progresso em direção à proteção completa. Os pesquisadores também estão explorando a toxina liberada pelo parasita. A inoculação com a toxina GPI protegeu os ratos dos sinais da doença. Recentemente, uma vacina experimental protegeu quatro em cada oito macacos da malária. Em três dos quatro restantes, a vacina retardou o aparecimento de parasitas. Com a pesquisa contínua em animais, os cientistas esperam melhorar a vacina para uso eventual em humanos, trazendo-nos mais um passo em direção à proteção universal contra a malária.

Saúde mental

Mais de 7 milhões de americanos vivem com transtorno bipolar e esquizofrenia. Por meio de medicamentos antipsicóticos, eles podem ter uma vida com mais qualidade. Um desses medicamentos, o Abilify, é o décimo quarto medicamento mais prescrito na América. Ele foi testado em ratos, cães, macacos e coelhos para garantir sua segurança e eficiência no controle dos sintomas da esquizofrenia e do transtorno bipolar. Neurocientistas da Califórnia estão pesquisando as maneiras pelas quais o lítio pode ser incorporado em tratamentos bipolares por meio da injeção de lítio em camundongos mutantes. Essas injeções ajudaram a restaurar as espinhas dendríticas, as conexões entre os neurônios excitatórios e as células nervosas, a números saudáveis ​​e reduzir os sintomas que imitam o transtorno bipolar em humanos. Isso reforça a crença de que essas anormalidades de sinapses são a causa de distúrbios comportamentais e ajudará a progredir em direção a melhores tratamentos de vários distúrbios comportamentais, como autismo e esquizofrenia. Uma equipe de pesquisa também identificou recentemente, por meio do estudo com camundongos, a proteína celular Fosfolipase Cγ1 (PLCγ1) como um possível gene responsável pelo transtorno bipolar. Identificar o gene responsável oferece um grande número de tratamentos possíveis para reduzir e até eliminar os sintomas de doenças mentais crônicas.

Os animais de estimação também se beneficiam de nossa pesquisa contínua sobre doenças mentais. Cães e gatos podem sofrer de esquizofrenia, ansiedade e depressão. Os veterinários agora podem prescrever pequenas doses de medicamentos para ajudar a tratar a doença mental de um animal de estimação, permitindo que o cão ou o gato vivam uma vida feliz com sintomas minimizados. Com a pesquisa em animais, a farmacologia comportamental continua a melhorar, aumentando a qualidade de vida tanto dos humanos quanto de nossos companheiros animais.

Transplante de órgãos

Joseph E. Murray, ganhador do Prêmio Nobel por seu trabalho em transplantes de órgãos, e Thomas E. Starzl, conhecido como “o pai do transplante moderno”, ambos reconhecem a importância dos cães no estudo de terapias imunossupressoras para órgãos transplantados. aceito com sucesso. Os transplantes renais representam mais da metade dos transplantes de órgãos realizados nos EUA todos os anos. Como parte da pesquisa de diálise, os cães foram a escolha óbvia para entender melhor os transplantes renais. Começando na década de 1950, os cães ajudaram nossa compreensão dos medicamentos imunossupressores necessários para o transplante bem-sucedido e as técnicas de transplante renal, ajudando as 19.061 pessoas que receberam transplantes renais nos EUA em 2016. A pesquisa sobre transplantes cardíacos também foi realizada com cães na linha de frente. O Dr. Christiaan Barnard realizou o primeiro transplante de coração bem-sucedido em 1967, após anos de pesquisa em que Barnard e seus colegas realizaram quase 50 transplantes de coração em cães.

Os camundongos continuam sendo um elemento básico na pesquisa contínua de transplantes de órgãos. O modelo de rato no estudo de transplantes começou na década de 1960, levando à ascensão proeminente do modelo de rato nos anos 90. Os ratos são modelos mais simples devido ao seu tamanho maior, mas agora todos os transplantes que podem ser realizados em ratos também têm altas taxas de sucesso em ratos. Atualmente, os pesquisadores da UCSF estão modificando geneticamente as células do sistema imunológico em modelos de camundongos para inibir as respostas imunológicas. Eles também estão tentando criar testes imunológicos para avaliar o risco de rejeição.Embora nossa capacidade de transplante tenha melhorado muito, infelizmente ainda ocorrem rejeições, mas essa pesquisa é um passo valioso para eliminar rejeições de órgãos. Ratos e macacos também fazem parte de um esforço contínuo para treinar o sistema imunológico a reconhecer o transplante como seu. Esse trabalho contínuo pode eliminar a necessidade de muitos receptores de órgãos tomarem medicamentos imunossupressores pelo resto de suas vidas. Neste trabalho para eliminar a necessidade contínua de imunossupressores, as infusões de células-tronco do sangue permitiram que alguns ratos e macacos fossem desmamados das drogas. Nenhuma dessas técnicas ainda é eficaz o suficiente para ser testada em humanos, mas com a continuação da pesquisa com animais, os transplantes de órgãos terão uma taxa de sucesso maior e o regime de drogas às vezes perigoso após o transplante pode ser reduzido ou mesmo eliminado.

Os animais de companhia se beneficiam da pesquisa contínua com animais em transplantes de órgãos. Embora a maioria dos transplantes de órgãos ainda não seja possível para cães e gatos, os transplantes de rim são cada vez mais comuns. Em gatos, tudo o que é necessário é um exame de sangue para encontrar uma correspondência, mas o sistema imunológico dos cães é mais difícil. A pesquisa sobre transplantes de órgãos é translacional, ajudando tanto humanos quanto cães. Recentemente, os veterinários foram pioneiros no transplante de cães, descobrindo que, se a medula óssea for transplantada junto com um rim, a rejeição é muito menos provável. A contínua pesquisa com animais em transplantes de órgãos está ajudando a aumentar e melhorar a vida dos humanos, bem como a vida de nossos amigos peludos.

Paralisia

Os primatas não humanos oferecem aos pesquisadores uma visão valiosa dos tratamentos e possíveis curas para a paralisia. Devido à semelhança entre os sistemas nervosos de primatas humanos e não humanos, eles são essenciais para estudos de paralisia. A estimulação elétrica epidural (EES), primeiro bem-sucedida na restauração da função em ratos, desde então tem sido bem-sucedida na restauração do movimento em macacos paralisados. Pesquisadores da École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), na Suíça, desenvolveram um dispositivo sem fio que estimula o movimento muscular em macacos Rhesus Macaque. Dois implantes facilitam a comunicação entre o cérebro e os músculos, contornando a região da coluna que teria inibido esse sinal. Os macacos ficaram paralisados ​​em uma perna, mas graças a este dispositivo puderam andar novamente em duas semanas. Esses desenvolvimentos oferecem grande esperança de que, com a pesquisa em animais, eventualmente seremos capazes de oferecer tratamentos transformadores para aqueles que sofrem de paralisia.

Animais de companhia desempenham um papel importante em nossa compreensão e tratamento da paralisia. Os gatos ajudaram a estudar a paralisia facial aguda ou paralisia de Bell. O nervo facial de gatos e humanos é extremamente semelhante. Isso permite que a pesquisa felina ajude humanos com paralisia facial, bem como gatos com paralisia do nervo facial, uma doença comum em gatos domésticos de pêlo comprido. Cães com paralisia laríngea idiopática (ILP) e mielopatia degenerativa (DM) se assemelham muito a ALS (doença de Lou Gehrig), oferecendo a oportunidade de desenvolver tratamentos translacionais. Compartilhando uma versão da mutação genética de ALS, esses modelos animais maiores permitem uma maior compreensão da ALS, bem como do DM, cães paralisantes. Com esses cães, os pesquisadores podem trabalhar em direção a tratamentos de ALS, bem como tratamentos para cães com ILP e DM.

A pesquisa com animais oferece informações valiosas sobre tratamentos posteriores para humanos, mas também oferece cura para animais de estimação. O estudo da paralisia é aquele em que a pesquisa com animais é inestimável. Por meio de modelos animais podemos entender melhor a paralisia, melhorando os tratamentos e oferecendo esperança de uma eventual cura.

Doença de Parkinson e # 039s

Os modelos animais são a forma mais eficaz de estudar o desenvolvimento do Parkinson e têm sido fundamentais para os tratamentos atuais. Embora nenhum medicamento ainda reverta a doença, ainda existem vários medicamentos para controlar os sintomas de uma pessoa. Macacos e camundongos são os modelos animais mais populares para o estudo da doença, mas os coelhos também ajudaram a revolucionar o tratamento da DP. O vencedor do Prêmio Nobel Avid Carlsson descobriu o papel da dopamina na capacidade do cérebro de controlar o movimento por meio de testes com coelhos cujo movimento foi restaurado com injeções da droga L-dopa. L-dopa é uma droga eficaz para alguns, mas seus efeitos diminuem com o tempo. Os inibidores da monoamina oxidase (MAO), desenvolvidos com ratos e saguis, aumentam os níveis de dopamina e podem ser usados ​​nos estágios iniciais ou junto com a L-dopa para aumentar a eficácia em estágios posteriores.

A estimulação cerebral profunda (DBS), uma técnica cirúrgica para regular o circuito nervoso que cria sintomas, é um tratamento eficaz para algumas pessoas que vivem com Parkinson, cujos sintomas não podem ser controlados com medicamentos. O DBS melhorou os movimentos de macacos com Parkinson antes de ser testado em humanos e aprovado pelo FDA em 2002. Os modelos de macaco MPTP foram fundamentais para o desenvolvimento do DBS, que ajudou mais de 80.000 pacientes a controlar seus sintomas. Este modelo também faz parte de uma terapia genética inovadora para aumentar uma enzima no cérebro que alivia os sintomas em ratos e macacos.

Novos desenvolvimentos empolgantes na pesquisa do Parkinson se concentram na alfa-sinucleína, uma proteína que se tornou proeminente em terapias pioneiras. Uma forma anormal de alfa-sinucleína está presente em pessoas com Parkinson. Esta proteína foi identificada em macacos e depois em humanos e agora nosso conhecimento está sendo usado para criar um exame de sangue para o mal de Parkinson para permitir o tratamento precoce.

A cura ainda não foi encontrada para o Parkinson, mas os sintomas podem ser aliviados ou melhorados. A pesquisa em animais continua melhorando os tratamentos e trabalhando para a prevenção e uma eventual cura. O mal de Parkinson é uma doença que os pesquisadores estão confiantes que pode ser vencida com pesquisas em animais, aliviando o sofrimento de milhões de pessoas afetadas em todo o mundo.

Poliomielite

Datada de milhares de anos, a poliomielite era uma doença devastadora e desconcertante. A doença circulou em níveis baixos até o início do século 20, quando atingiu proporções epidêmicas, o que levou a pesquisas vigorosas sobre como deter o vírus. Várias vacinas foram tentadas, mas sem sucesso. Em 1935, duas equipes de pesquisa, depois de testes com camundongos, testaram uma vacina que foi descontinuada após ferir cobaias, tanto chimpanzés quanto humanos. Em 1954, a primeira vacina inativada contra a poliomielite foi produzida pelo americano Jonas Salk. Cultivando o vírus em células renais de macaco, ele então as inativou usando a formalina química, semelhante ao formaldeído. Esta vacina provou ser eficaz em quase 2 milhões de crianças inscritas nos ensaios e tornou-se amplamente disponível em 1955. Em 1960, o cientista polio-americano Albert Sabin criou uma vacina oral contra a poliomielite com a ajuda de “aproximadamente 9.000 macacos, 150 chimpanzés e 133 humanos voluntários. ” Devido à sua facilidade de administração durante a injeção, a vacina de Salk foi descontinuada em 1968 em favor da vacina oral.

A Iniciativa Global de Erradicação da Pólio começou em 1988 para ajudar a interromper a doença nos países em desenvolvimento. Incidências globais de pólio foram 99% erradicadas. Em 2016, a poliomielite circula apenas no Afeganistão e no Paquistão. A Iniciativa ainda está trabalhando para eliminar a poliomielite nos últimos lugares onde a doença ainda ocorre. Ainda é recomendado que crianças em todo o mundo recebam a vacina para proteção contra casos importados. Erradicado no hemisfério ocidental, é fácil esquecer a devastação causada pela pólio. A poliomielite ainda seria uma ameaça à saúde global hoje, se não fosse pela pesquisa com animais. Camundongos e principalmente primatas não humanos foram cruciais para o desenvolvimento da vacina que eliminou 99% da poliomielite em todo o mundo. A Organização Mundial da Saúde espera eliminar o último 1% até 2019. Por causa da pesquisa com animais e da engenhosidade e perseverança humana, o mundo poderá em breve estar completamente livre da poliomielite.

Varíola

A varíola devastou o desenvolvimento da civilização ocidental, espalhando-se por todo o mundo por mercadores e exploradores. No século 18, a varíola ceifou cerca de 400.000 vidas por ano, e um terço dos sobreviventes ficou cego. Já em 430 aC, os sobreviventes foram chamados para cuidar dos recém-infectados, mostrando conhecimento prévio da imunidade dos sobreviventes. A variolação, dando às pessoas material desde feridas de varíola por meio de arranhões no braço ou inalação, foi o primeiro esforço para conter a doença. A técnica veio de Istambul para a Inglaterra no início do século 18 e, embora os pacientes ainda desenvolvessem os sintomas da doença, ela era fraca e apresentava menos risco de vida. Uma vacina foi desenvolvida pela primeira vez por Edward Jenner em 1796. Jenner, depois de perceber que as leiteiras que já tinham varíola bovina nunca desenvolveram os sintomas típicos da varíola após a variolação. Jenner pegou material de uma ferida de varíola bovina e injetou em um menino. Meses depois, após múltiplas exposições ao vírus da varíola, o menino permaneceu livre da varíola. Depois de mais testes, a vacinação começou a se espalhar enquanto Jenner distribuía o inoculante entre outros médicos. A pesquisa e o desenvolvimento nos séculos 19 e 20 envolveram o material da varíola bovina sendo extraído de bezerros e depois purificado para produzir a vacina. No entanto, a erradicação global levou quase dois séculos devido à falta de fundos e comprometimento. Finalmente, em 8 de maio de 1980, a 33ª Assembleia Mundial da Saúde declarou oficialmente o mundo livre da varíola. Esta vacina e sua distribuição em massa não teriam sido possíveis sem o uso de bezerros para colher o material da varíola bovina.

A vacina contra a varíola foi a primeira vacinação de todos os tempos e começou com vacinas vivas atenuadas com micróbios vivos como uma possível cura para outras doenças como o sarampo e a varicela. Vacinas como essas estão tão difundidas agora que são fáceis de considerar, mas sem o uso de animais em pesquisas não seriam uma possibilidade. Sem a pesquisa com animais, a varíola ainda seria uma doença que afeta um grande número de pessoas, em vez de uma memória não tão distante.

Células-tronco

A pesquisa em animais tem sido crucial para nossa compreensão das células-tronco, especialmente os roedores que têm desempenhado um papel contínuo em seu desenvolvimento. Desde 1961, os pesquisadores têm usado animais para entender as células-tronco, começando com a identificação da replicação das células nervosas em ratos. Em 1981, as células-tronco embrionárias foram derivadas de embriões de camundongos, o que levou à capacidade de derivar células-tronco de embriões humanos em 1988. Para melhor aproveitar o vasto potencial das células-tronco, os cientistas injetam células-tronco embrionárias humanas em camundongos com sistema imunológico suprimido para estudar o processo de diferenciação, bem como identificar se as células são pluripotentes, ou seja, uma única célula pode se especializar em qualquer tecido de um organismo. Ser capaz de direcionar a transformação de células embrionárias em tipos específicos de células seria capaz de tratar a perda de visão e audição, bem como doenças como diabetes.

O primeiro isolamento e cultura bem-sucedidos de células-tronco pluripotentes de primatas ocorreu em 1995 no Wisconsin Regional Primate Research Center. Este foi o início de uma compreensão maior das células pluripotentes e levou ao desenvolvimento de como os cientistas podem utilizar melhor essas células para fins terapêuticos. A pesquisa com primatas em células-tronco continuou a progredir e, em 2013, os pesquisadores Qiang Shi e Gerald Shatten programaram células embrionárias de babuíno para restaurar uma artéria danificada, oferecendo esperança no futuro de que as células-tronco humanas serão capazes de direcionar diretamente e reparar o dano. A manipulação de células-tronco com modelos animais permite um melhor entendimento das doenças, facilitando a descoberta de novos tratamentos medicamentosos e ensaios clínicos mais eficazes.

As células-tronco adultas são células não especializadas encontradas entre células já especializadas. Eles reparam e protegem o tecido em que são encontrados. Os cientistas estão tentando descobrir como aproveitar totalmente o potencial dessas células, aumentando sua quantidade para regenerar seu tecido de origem. Um teste comum para identificar células-tronco adultas é extrair células de um animal e colocá-las em outro, isolando células-tronco adultas como aquelas que repovoam o tecido após a transferência. As células cancerosas compartilham muitas propriedades com as células-tronco adultas, portanto, essas células-tronco têm um potencial imenso para terapias eficazes contra o câncer. Ainda restam dúvidas sobre as células-tronco adultas e, por sua vez, como melhor aplicá-las para o tratamento de doenças, mas por meio de modelos de pesquisa em animais está sendo feito um progresso significativo na utilização de toda a capacidade das células-tronco adultas e embrionárias.

Testes com células-tronco usando animais de companhia também estão ocorrendo para ajudar a combater e tratar doenças em cães e gatos. O estudo de tumores é aquele em que há mais semelhanças entre humanos e animais de companhia do que humanos e roedores, mas ainda falta a utilização de modelos de doenças de animais de companhia. A pesquisa com células-tronco de animais domésticos tem o potencial de transformar a medicina regenerativa. Milhões de animais de estimação desenvolverão uma doença em sua vida que corresponde a doenças humanas, como artrite e doenças renais, então os testes com animais de companhia oferecem aos pesquisadores a oportunidade de tratar e curar melhor os animais de estimação e também os humanos.

Cirurgia

Nossa compreensão do coração depende da pesquisa com animais. A ecocardiografia, que permite aos médicos investigarem com segurança as funções do coração, foi desenvolvida pela primeira vez com corações de bezerros. Essa tecnologia ainda está sendo aprimorada hoje com o uso de roedores, cães e porcos para melhorar a detecção de problemas cardíacos. As cardiopatias congênitas afetam 40.000 nascimentos por ano e seriam invariavelmente fatais sem as cirurgias cardíacas desenvolvidas com pesquisas em animais. Os dois defeitos cardíacos congênitos mais comuns são o defeito do septo atrial (CIA) e o defeito do septo ventricular (CIV). Ambos podem ser reparados com uma cirurgia para fechar o orifício no coração com material sintético. A tetralogia de Fallot é a terceira DAC mais comum e pode ser reparada com um procedimento de Blalock-Taussig, um procedimento desenvolvido e realizado em cães com doenças cardíacas congênitas. Modelos suínos também foram desenvolvidos para estimular a CHD e estão ajudando a melhorar os procedimentos e medicamentos para tratar a CHD. A pesquisa com animais está ajudando bebês nascidos com CHD a viver vidas longas e saudáveis ​​até a idade adulta.

A revascularização do miocárdio é o procedimento cardíaco mais comum, outro procedimento desenvolvido por meio de cirurgias caninas experimentais. A aorta canina possui muitas semelhanças com a aorta humana, tornando-se um modelo relevante e eficaz para o desenvolvimento de técnicas de cirurgia cardíaca. Tanto os humanos quanto os cães se beneficiam do uso de animais na pesquisa e desenvolvimento de doenças cardíacas e cirurgias. O primeiro cão a ser submetido a uma cirurgia de coração aberto foi uma mistura de Doberman-Shepard alemão chamado Taylor em 2015, corrigindo um raro defeito cardíaco congênito. Em um ano recente, o número estimado de cirurgias cardíacas realizadas foi tão alto quanto 500.000 Taylor e outros animais de estimação podem se juntar a este número de cirurgias cardíacas bem-sucedidas que mudaram muitas vidas para um futuro mais saudável e feliz.


É hora de fazer híbridos humano-chimpanzé

É um pouco exagerado, mas de forma alguma impossível ou mesmo improvável que um híbrido ou uma quimera combinando um ser humano e um chimpanzé pudesse ser produzido em um laboratório. Afinal, humanos e chimpanzés (ou bonobos) compartilham, pela maioria das estimativas, cerca de 99% de seu DNA nuclear. Admitindo-se que essa diferença de 1 por cento presumivelmente envolva alguns alelos-chave, a nova ferramenta de edição de genes CRISPR oferece a perspectiva (para alguns, o pesadelo) de adicionar e excluir genes-alvo conforme desejado. Como resultado, é razoável prever a possibilidade - eventualmente, talvez, a probabilidade - de produzir "humanzés" ou "chimfumanos". Tal indivíduo não seria uma combinação exata de partes iguais de cada combinação, mas não seria nem humano nem chimpanzé: antes, algo no meio.

Se essa perspectiva não for chocante o suficiente, aqui está uma sugestão ainda mais controversa: fazer isso seria uma ideia excelente.

O ano de 2018 é o bicentenário de Mary Shelley Frankenstein, legendado o Prometeu moderno. Não aprendemos que a arrogância prometeica leva apenas ao desastre, assim como os esforços do fictício Dr. Frankenstein? Mas também há outros desastres, atualmente em curso, como o abuso grotesco de animais não humanos, facilitado pelo que pode muito bem ser o mito teologicamente mais doloroso de todos os tempos: que os seres humanos são descontínuos do resto do mundo natural, desde fomos especialmente criados e dotados de almas, ao passo que “eles” - todas as outras criaturas - não o foram.

Capa do livro de Frankenstein. Bernie Wrightson

Claro, tudo o que sabemos sobre a evolução (e agora, é muito) exige o contrário, uma vez que a mensagem para levar para casa mais fundamental da evolução é a continuidade. E é de fato por causa da continuidade - especialmente daqueles genes compartilhados - que os humanos ou chimphumans provavelmente poderiam ser produzidos. Além disso, proponho que a mensagem fundamental para levar para casa dessa criação seria colocar uma estaca no coração dessa destrutiva campanha de desinformação de descontinuidade, de hegemonia humana sobre todas as outras coisas vivas. Há uma imensa pilha de evidências já demonstrando continuidade, incluindo, mas não se limitando a fisiologia, genética, anatomia, embriologia e paleontologia, mas é quase impossível imaginar como o defensor mais obstinado de humanos com um status biológico único descontinuamente poderia continue a manter essa posição se for confrontado com uma combinação real e funcional entre humanos e chimpanzés. 1

Também é possível, no entanto, que minha sugestão seja duplamente fantasiosa, não apenas no que diz respeito à sua viabilidade biológica, mas também se tal “criação” teria o impacto que proponho - e espero. Assim, os chimpanzés são amplamente conhecidos por serem muito semelhantes aos seres humanos: eles fazem e usam ferramentas, se envolvem em comportamentos sociais complexos (incluindo comunicação elaborada e laços duradouros entre mãe e filho), eles riem, sofrem e se reconciliam afirmativamente após os conflitos. Eles até se parecem conosco. Embora tal reconhecimento tenha contribuído para a indignação sobre o abuso de chimpanzés - bem como de outros primatas em particular - em atos de circo, experimentos de laboratório e assim por diante, não gerou resistência notável à caça, aprisionamento e ingestão de outras espécies animais, que, junto com os próprios chimpanzés ainda são considerados pela maioria das pessoas como "outros" e não aspectos de "nós mesmos". (Além disso, os chimpanzés são consumidos com entusiasmo em partes da África equatorial, onde são um componente valorizado da "carne do mato".)

É pelo menos discutível que o benefício final de ensinar aos seres humanos sua verdadeira natureza valeria o sacrifício pago por alguns infelizes.

Em seu livro, Menos que humanos: por que rebaixamos, escravizamos e exterminamos os outros, David Livingstone Smith examinou como a desumanização anda de mãos dadas com o racismo e o genocídio. Smith revelou um padrão de longa data em que as pessoas, apesar de reconhecerem que outros seres humanos aparecer para ser humano, muitas vezes mantém que em sua essência - seja lá o que isso signifique - esses outros continuam a ser menos que humanos. Portanto, é inteiramente possível que preconceitos comparativamente teimosos persistam, mesmo que nossa continuidade biológica com outras coisas vivas se torne inegável. Além disso, certamente se sabe que as pessoas obscurecem verdades inconvenientes: Diz-se que quando a esposa do Bispo de Worcester ouviu falar da escandalosa teoria de Darwin, ela exclamou: “Descendeu dos macacos? Minha querida, esperemos que não seja verdade, mas se for verdade, esperemos que não se torne amplamente conhecido! ”

Por outro lado, parece igualmente provável que, diante de indivíduos que são claramente intermediários entre o humano e o macaco, ficará dolorosamente óbvio que uma distinção rígida entre os dois não é mais sustentável. Mas o que dizer daqueles indivíduos presumivelmente infelizes assim produzidos? Nem peixes nem aves, não se encontrariam intoleravelmente indeterminados e incipientes, condenados a um inferno de indeterminação biológica e social? Isso é possível, mas pelo menos é discutível que o benefício final de ensinar aos seres humanos sua verdadeira natureza valeria o sacrifício pago por alguns infelizes. Além disso, também é discutível que tais indivíduos podem não ser tão infelizes. Para cada chimphuman ou humanzee frustrado por sua incapacidade de escrever um poema ou programar um computador, pode haver um igualmente encantado com sua habilidade de fazê-lo enquanto se balança em um galho de árvore. E - mais importante - para qualquer ser humano atualmente insistente na especialidade de sua espécie, em detrimento final de literalmente milhões de outros indivíduos de milhões de outras espécies, tal desenvolvimento poderia muito bem ser um verdadeiro expansor da mente e destruidor de paradigmas.

Nos primórdios da biologia, quando reinava a criação especial, acreditava-se amplamente que as espécies eram rígidas e fixas, cada uma especialmente criada como tal. Agora sabemos melhor. Conforme reconhecido atualmente, uma espécie é um grupo de indivíduos que se cruzam naturalmente, ou seja, uma população dentro da qual os genes são trocados regularmente. Além disso, embora as pessoas gostem de pensar em termos de sim / não, ou / ou dicotomias, também sabemos que as fronteiras entre as espécies são inconstantes e flexíveis: por exemplo, espécies perfeitamente "boas", como patos-reais e patos-rabo-de-gato muitas vezes cruzam-se, produzindo híbridos que podem ser a ruína até mesmo para observadores de pássaros experientes. Grizzlies e ursos polares também hibridizam ocasionalmente, produzindo ursos "grolar".

Um estudo recente dos genomas de corvos - que ocupam grande parte do hemisfério norte - descobriu que essa espécie havia se dividido em duas, com uma população menor limitada à Califórnia. Então, essas duas espécies de corvos se recombinaram há várias centenas de milhares de anos, formando a única espécie de corvo holártico que conhecemos hoje. 1 Tal “reversão da especiação” pode muito bem ser um fenômeno mais difundido do que se pensava anteriormente. Elefantes e mastodontes evidentemente cruzaram-se antes de serem extintos. 2 Lobos, coiotes e cães domésticos têm se hibridizado nas últimas décadas, e é claro que algumas populações de modernos Homo sapiens contêm até 5% de genes neandertais, e alguns ou todos nós também podemos abrigar uma canalha desconhecida daqueles misteriosos hominídeos conhecidos como denisovanos. A bióloga evolucionista de Princeton Rosemary Grant - que, junto com seu marido Peter, há muito estudou a especiação entre os tentilhões de Galápagos - sugere que muitas espécies animais (incluindo nós) são provavelmente "assombradas pelos fantasmas do passado de cruzamento".

Genes que ganharam o jogo da fama

A fama é algo que se apega a alguém ou a alguma coisa, uma qualidade conquistada ou ganha sem nenhum motivo. É também uma força de conexão. Uma pessoa ou coisa famosa forma um centro de uma rede que nos une. CONSULTE MAIS INFORMAÇÃO

Portanto, não se pode excluir a possibilidade de que a combinação de humanos e chimpanzés possa anunciar, ou ameaçar, algo biologicamente novo em nosso - e no deles - horizonte.

Um híbrido é um cruzamento entre indivíduos de ascendência genética distinta, o que significa que, tecnicamente, quase todos são híbridos, exceto clones, gêmeos idênticos ou talvez pessoas produzidas por incesto próximo. Mais útil, falamos de hibridização como o processo pelo qual membros de diferentes subespécies são cruzados (acasalamento de Labradores e poodles, por exemplo, para produzir labradoodles), ou - mais raramente - espécies diferentes, caso em que os híbridos resultantes são frequentemente inviável, seja estéril (por exemplo, mulas, híbridos feitos pelo cruzamento de cavalos e burros), ou simplesmente incomum (por exemplo, tigres, que ocasionalmente foram gerados pela hibridização de tigres e leões, ou ligres, produzidos vice-versa). Os híbridos são misturas genéticas, com essencialmente todas as células do corpo contendo quantidades iguais de DNA de cada um dos pais. Isso, é claro, é verdade para todos os indivíduos produzidos sexualmente, só que, com os híbridos, esses dois pais provavelmente são parentes mais distantes do que o normal.

Hoje em dia, um humanzee ou chimphuman não está além da imaginação.

As quimeras, por outro lado, são um pouco diferentes. Eles derivam do que é essencialmente um processo de enxerto, em que duas linhagens genéticas (o mais interessante, espécies diferentes) são combinadas para produzir um indivíduo que é parte de um genótipo e parte de outro, dependendo de quais células são amostradas e em que ponto no desenvolvimento embrionário. Provavelmente porque é mais fácil imaginar criaturas produzidas pela combinação de partes do corpo identificáveis ​​de diferentes animais do que imaginar uma forma intermediária e mesclada, quimeras, mais do que híbridos, há muito povoam a imaginação humana. Ganesh, o deus hindu com corpo humano e cabeça de elefante, é uma quimera, assim como os cavalos-centauros humanos da mitologia ocidental. A "quimera" clássica da lenda grega tinha a cabeça e o corpo de um leão, uma cauda que se transformara em cabeça de cobra e - para tornar uma criatura ainda mais estranha - cabeça de cabra, às vezes voltada para a frente e às vezes para trás.

Não está claro se o meu chimphuman imaginado será um híbrido (produzido pela fertilização cruzada de gametas humanos e não humanos) ou uma quimera, criada em um laboratório por meio de técnicas de manipulação genética. Estou apostando no último. De qualquer forma, as misturas humano-chimpanzé não são uma ideia nova.

Durante a década de 1920, um biólogo russo com o nome maravilhosamente eslavo Ilya Ivanovich Ivanov parece ter feito os primeiros esforços sérios e cientificamente informados para criar um híbrido genético entre chimpanzés e seres humanos. Ivanov tinha as qualificações perfeitas: além de possuir um interesse especial na criação de híbridos interespecíficos, ele foi um dos primeiros especialistas em inseminação artificial, que alcançou renome internacional como um pioneiro de sucesso quando se tratava de criação de cavalos. Antes de seu trabalho, mesmo os garanhões e éguas mais apreciados eram limitados a se reproduzir por "cobertura natural" - ou seja, à maneira antiga, uma montada de cada vez. Mas Ivanov descobriu que por diluição apropriada e cuidadosa do sêmen do garanhão, combinado com o uso hábil do equivalente equino de um baster de peru, ele poderia gerar até 500 potros de um único garanhão geneticamente bem dotado. Sua conquista causou sensação mundial, mas nada em comparação com o que ele tentou a seguir.

Ilya Ivanovic Ivanov Wikimedia

Aconteceu inicialmente no Instituto de Pesquisa de Primatologia Médica, o mais antigo centro de pesquisas sobre primatas do mundo, localizado em Sukhumi, capital da Abecásia, atualmente uma região disputada no estado da Geórgia, ao longo do Mar Negro. Ao mesmo tempo, o Instituto Sukhumi era a maior instalação de pesquisa em primatas. Não por acaso, acredita-se que Stalin se interessou por tais esforços, com o objetivo de desenvolver o “novo homem soviético” (ou meio-homem, ou meio-mulher).

Nem o interesse soviético em combinar material genético humano e não humano se limitou aos biólogos russos. O romancista Mikhail Bulgakov, mais conhecido - pelo menos no Ocidente - por sua fantasia, O Mestre e Margarita, também escreveu Coração de Cachorro, uma sátira mordaz sobre os alpinistas sociais do início da era soviética, em que uma glândula pituitária de um bêbado é implantada em um cachorro vadio, que subsequentemente se torna mais e mais humano, embora não visivelmente mais humano à medida que elimina todos os "quadrúpedes errantes ”(Gatos) da cidade. Maxim Gorky estava a bordo, escrevendo com aprovação que Lenin e seus aliados bolcheviques estavam "produzindo um experimento científico mais severo no corpo da Rússia", que acabaria por atingir "a modificação do material humano".

Modificações semelhantes também se tornaram um grampo da biologia soviética, como quando S.A. Voronov tentou a “terapia de rejuvenescimento”, uma série de tentativas fracassadas de restaurar a função sexual em homens idosos ricos por meio do transplante de fatias de testículos de macaco. Mas foi Ivanov quem fez os esforços mais sérios para combinar macacos humanos e não humanos. No início de sua carreira, além da inseminação artificial bem-sucedida de cavalos, Ivanov criou uma variedade de animais híbridos, incluindo “zeedonks” (zebras + burros) e diferentes combinações de pequenos roedores (camundongos, ratos e porquinhos-da-índia). Por um tempo, na década de 1990, uma versão fictícia de Ivanov foi o personagem principal em um programa de televisão da era russa, retratando-o como o "Red Frankenstein".

Em 1910, Ivanov anunciou, em um Congresso Mundial de Zoólogos em Graz, Áustria, que poderia ser possível produzir um híbrido humano-macaco por meio de inseminação artificial. Em meados da década de 1920, trabalhando em um laboratório em Conakry (então parte da Guiné Francesa) sob os auspícios do altamente respeitado Instituto Pasteur da França, Ivanov tentou exatamente isso, buscando sem sucesso inseminar fêmeas de chimpanzés com esperma humano. (Não sabemos de quem, e também presumimos - embora não saibamos com certeza - que a tentativa de inseminação foi por meios artificiais em vez de naturais.) Então, em 1929, no recém-criado Instituto de Pesquisa de Primatas Sukhumi, ele se esforçou para reverter doador e receptor, tendo obtido o consentimento de cinco mulheres voluntárias para serem inseminadas - mais uma vez, presumivelmente por métodos artificiais em vez de “cobertura natural” - com esperma de chimpanzés e orangotangos. Inconvenientemente, no entanto, os doadores primatas não humanos morreram antes de fazer suas “doações” e, por motivos que não são claros, o próprio Ivanov caiu em desgraça política e foi enviado para a Sibéria em 1930; morreu alguns anos depois.

Todo tipo de coisa pode ser feito se quiserem, é outra questão.

Ninguém sabe exatamente o que motivou os primeiros experimentos de fertilização de Ilya Ivanov. Talvez fosse o fascínio do possível, de tal forma que, tendo descoberto o poderoso martelo gerador de híbrido de em vitro fertilização, tudo - incluindo óvulos e espermatozoides, com um de humano e a contraparte de primatas não humanos - parecia fascinantemente com um prego. Ou talvez ele tenha sido motivado pela perspectiva de obter favores de Stalin, ou da fama (ou infâmia) se tivesse conseguido, ou talvez como um ardente bolchevique ateu Ivanov foi inspirado pela perspectiva de refutar o dogma religioso.

Em qualquer caso, a história de Ivanov não é especialmente bem conhecida fora da Rússia, e na medida em que os ocidentais ficam sabendo dela, eles tendem a ridicularizá-la como um episódio absurdo de alcançar um suposto "planeta dos macacos (comunistas)", ou para invocar contra a imoralidade de tal tentativa, o que é cada vez mais viável. Para ter certeza, seus esforços brutos na hibridização de espécies cruzadas não estão nem perto da fruição, simplesmente porque, embora o DNA humano e do chimpanzé sejam extremamente semelhantes, os humanos têm 46 cromossomos, enquanto os chimpanzés têm 48, obtendo esperma de qualquer espécie para combinar com ovos do outro para produzir descendentes viáveis ​​é - para colocá-lo literalmente - inconcebível.

Hoje em dia, no entanto, um humanzee ou chimphuman não está além da imaginação. Houve muitos avanços na pesquisa biomédica que não apenas enfatizam a continuidade entre os seres humanos e outros animais, mas que o fazem explicitamente no interesse do aperfeiçoamento humano. Os esforços de pesquisa estão em andamento visando produzir órgãos (rins, fígados, etc.) que se desenvolvem dentro do corpo de um animal - os porcos são as espécies-alvo preferenciais - e cujas impressões digitais genéticas são suficientemente próximas do Homo sapiens contrapartida para ser aceita pelo sistema imunológico de um receptor humano, embora também seja capaz de funcionar no lugar do órgão danificado do receptor. Uma célula da pele humana, por exemplo, pode ser induzida bioquimicamente para se tornar uma "célula-tronco pluripotente", capaz de se diferenciar em qualquer tipo de tecido humano. Se, digamos, um fígado substituto for desejado, essas células-tronco podem ser introduzidas em um embrião de porco após o primeiro uso de CRISPR para inativar os genes produtores de fígado do embrião. Se tudo correr bem, a quimera porco-humano resultante terá o corpo de um porco, mas contendo um fígado essencialmente humano, que então estaria disponível para transplante em uma pessoa cujo fígado está falhando.

Depois de anos de oposição, o Instituto Nacional de Saúde dos Estados Unidos anunciou em agosto de 2016 que pretende suspender sua moratória na pesquisa com células-tronco, que promete tratar (talvez até curar) muitas doenças humanas graves, como cirrose, diabetes, e Parkinson. Atualmente proibido - e provavelmente continuará sendo - está o financiamento de estudos que envolvam a injeção de células-tronco humanas em primatas embrionários, embora a inserção dessas células em adultos seja permitida. Na medida em que existe uma linha biológica separando os seres humanos de outras espécies, deve ficar claro que essa linha é definitivamente permeável, não dura e rápida, e se baseia mais no julgamento ético e político do que na ciência ou tecnologia. Todo o tipo de coisas posso ser feito se eles deve, é outra questão.

Considerar favoravelmente a perspectiva de um humanzee ou chimphuman provavelmente não será apenas controverso, mas, para muitas pessoas, totalmente imoral. Mas eu proponho que gerar humanzees ou chimphumans seria não apenas ético, mas profundamente ético, mesmo se não houvesse perspectivas de aumentar o bem-estar humano. Como poderia até mesmo o fundamentalista religioso mais decididamente homocêntrico e denegridor dos animais sustentar que Deus nos criou à sua imagem e que nós e apenas nós abrigamos uma centelha do divino, distinta de todas as outras formas de vida, uma vez confrontados com seres vivos que são indiscutivelmente intermediário entre humanos e não humanos?

Em qualquer caso, a insistência absurda de que os seres humanos são exclusivamente criados à imagem de Deus e dotados de uma alma, enquanto outros seres vivos são meros brutos não apenas permitiu, mas encorajou uma atitude em relação ao mundo natural em geral e outros animais em particular que foi, na melhor das hipóteses, indiferente e, com mais frequência, francamente antagônico, chauvinista e, em muitos casos, intoleravelmente cruel. É somente por causa desse mito egoísta que algumas pessoas têm sido capazes de justificar manter outros animais em condições horríveis como fazendas industriais nas quais eles são literalmente incapazes de se virar, para não mencionar impedidos de experimentar qualquer coisa que se pareça com uma vida plena. É apenas por causa desse mito egoísta que algumas pessoas concedem os embriões de Homo sapiens um lugar especial como pessoas em espera, magicamente dotadas de uma humanidade notável que lhes dá direito a consideração legal e moral especial, indisponível para nossos parentes não humanos. É somente por causa desse mito egoísta que muitas pessoas têm sido capazes de negar a ligação evolucionária gritante e evidente entre elas e outras formas de vida.

Quando as reivindicações são feitas sobre o "direito à vida", invariavelmente, o referente é humano vida, uma distinção rígida só possível por causa da presunção de que a vida humana é de alguma forma singularmente distinta de outras formas de vida, embora tudo o que sabemos sobre biologia demonstre que isso é simplesmente falso. Que maneira melhor, mais clara e mais inequívoca de demonstrar isso do que criando organismos viáveis ​​que não são nem humanos nem animais, mas comprovadamente intermediários?

David P. Barash é professor emérito de psicologia da Universidade de Washington. Este artigo foi um pouco modificado de um capítulo em seu próximo livro -Brilhantemente através de um vidro: usando a ciência para ver nossa espécie como ela realmente é—Que será publicado no verão de 2018, pela Oxford University Press.

1. Kelarns, A., et al. Evidência genômica de reversão de especiação em corvos. Nature Communications 9 (2018). Recuperado de doi: 10.1038 / s41467-018-03294-w

2. Palkopoulou, E., et al. Uma história genômica abrangente de elefantes extintos e vivos. Proceedings of the National Academy of Sciences (2018). Obtido em doi: 10.1073 / pnas.1720554115


Esses loops são estabilizados por uma proteína designada CTCF ("fator de ligação CCCTC" nomeado para a sequência de nucleotídeos à qual se liga). O CTCF em um local do DNA forma um dímero com o CTCF em outro local do DNA ligando as duas regiões. O CTCF possui 11 dedos de zinco. Eles também podem ser estabilizados por coesina & mdash o mesmo complexo de proteínas que mantém as cromátides irmãs juntas durante a mitose e a meiose.

Michael R. Botchan e seus colegas produziram evidências visuais desse modelo de ação intensificadora. Eles criaram uma molécula de DNA artificial com

  • vários (4) sites promotores para Sp1 cerca de 300 bases de uma extremidade. Sp1 é um fator de transcrição de dedo de zinco que se liga à sequência 5 'GGGCGG 3' encontrada nos promotores de muitos genes, especialmente genes "quothousekeeping".
  • vários (5) sites potenciadores cerca de 800 bases da outra extremidade. Estes são ligados por uma proteína de ligação ao potenciador designada E2.
  • 1860 pares de bases de DNA entre os dois.

BLOG: Fórum Heidelberg Laureate

O campo da inteligência artificial (IA) cresceu tremendamente nos últimos anos. Ele já está sendo implantado quase que rotineiramente em alguns setores e provavelmente é seguro dizer que estamos vendo uma revolução da IA.

Mas a inteligência artificial permaneceu, bem, artificial. A IA & # 8212 ou os computadores & # 8212 podem realmente ser orgânicos (como em, biológicos)?

Os pesquisadores tentaram abordar o problema de diferentes ângulos, desde simplesmente aprender com os processos biológicos até usar estruturas biológicas como software (ou mesmo hardware) e inserir chips diretamente no cérebro. Todas as abordagens apresentam suas próprias vantagens e desafios.

Para começar, uma razão para procurar alternativas biológicas é a energia. A maneira como a IA funciona hoje em dia usa bastante de energia.Em um estudo recente, pesquisadores da Universidade de Massachusetts, em Amherst, descobriram que, embora os modelos de IA precisem de milhares de watts para treinar em um modelo específico, seriam necessários apenas 20 watts de inteligência natural. Quando você também leva em consideração os custos de energia para operar um computador (que geralmente não é baseado em energia renovável), torna-se ainda mais problemático.

Aqui está uma análise dos custos e da energia que eles calcularam para vários modelos de IA:

Em termos de equivalentes de CO2, o treinamento de BERT emite quase tanto quanto um voo de ida e volta entre Nova York e Califórnia. Créditos da imagem: Strubell et al / ArXiv.

& # 8220Como resultado, esses modelos são caros para treinar e desenvolver, tanto financeiramente, devido ao custo de hardware e eletricidade ou tempo de computação em nuvem, quanto ambientalmente, devido à pegada de carbono necessária para alimentar o hardware de processamento de tensor moderno, & # 8221 os pesquisadores escrevem.

Claro, muitas vezes você não treina um modelo em um conjunto de dados e isso geralmente leva centenas de execuções, o que aumenta ainda mais o gasto de energia. Ainda há espaço para melhorias em termos de eficiência de IA, mas quanto mais complexos os modelos se tornam, mais energia provavelmente usarão.

Deve ser dito que em alguns campos, a IA já pode ver padrões muito além da capacidade atual do cérebro humano, e pode ser desenvolvida ainda mais nos próximos anos & # 8212, mas com toda essa energia usada, o cérebro biológico ainda parece ter uma grande vantagem em termos de eficiência.

Afinal, uma IA ainda é adequada apenas para uma tarefa muito restrita, enquanto humanos e outros animais navegam em inúmeras situações.

Software orgânico, hardware orgânico

Ele & # 8217s não apenas a parte do software & # 8212 usando biologia como hardware também ganhou força.

Várias abordagens estão sendo pesquisadas. Os chamados & # 8220wetware computers & # 8221, que são essencialmente computadores feitos de matéria orgânica, ainda são amplamente conceituais, mas existem alguns protótipos que se mostram promissores.

O nascimento do campo ocorreu por volta de 1999, com o trabalho de William Ditto no Georgia Institute of Technology. Ele construiu um neurocomputador simples com capacidade de adição usando neurônios sanguessugas, que foram escolhidos por causa de seu grande tamanho.

Não é fácil manipular correntes dentro dos elétrons e aproveitá-los para cálculos, mas funcionou & # 8212, embora o resultado final tenha sido uma prova de conceito mais do que qualquer outra coisa. Apesar de todo o seu poder e uso eficiente de energia, os sinais dentro dos neurônios frequentemente pareciam caóticos e difíceis de controlar. Ditto disse acreditar que, ao aumentar o número de neurônios, os sinais caóticos se auto-organizariam em um padrão de estrutura (como nas criaturas vivas), mas isso é mais uma teoria do que um fato comprovado.

No entanto, a pesquisa de Ditto & # 8217 foi virtualmente pioneira em um novo campo, trazendo-o do reino da ficção científica para a realidade. No entanto, embora nossa capacidade tecnológica tenha melhorado dramaticamente desde 1999, nossa compreensão da biologia subjacente progrediu mais lentamente. Daniel Dennett, professor da Tufts University em Massachusetts, discutiu a importância de distinguir entre os componentes de hardware e software de um computador normal e o que está acontecendo em um computador orgânico. & # 8220A mente não é um programa executado no hardware do cérebro & # 8221 Dennett escreveu a famosa frase, argumentando que algum nível de progresso na ciência cognitiva é necessário para realmente fazer progresso com essa abordagem.

Enquanto isso, as abordagens que usam outros componentes biológicos têm feito progressos constantes. Uma equipe da UC Davis e Harvard demonstrou um computador de DNA que pode executar 21 programas diferentes, como classificação, cópia e reconhecimento de palíndromos.

Não foi o primeiro computador de DNA. Em 2002, J. Macdonald, D. Stefanovic e M. Stojanovic criaram um computador de DNA capaz de jogar jogo da velha contra um jogador humano, e mesmo antes disso, em 1994, pesquisadores trabalhando na Alemanha projetaram um computador de DNA que resolvia o problema Problema de turnê do cavaleiro do xadrez e # 8217s.

Cada vez mais, as pesquisas estão sugerindo computadores de DNA personalizáveis ​​de baixo consumo de energia, que oferecem um sistema de aprendizado orgânico semelhante ao do cérebro. Os pesquisadores do MIT também foram pioneiros em um computador baseado em células que pode reagir a estímulos.

“Você pode construir sistemas de computação muito complexos se integrar o elemento da memória junto com a computação”, disse Timothy Lu, professor associado de engenharia elétrica e ciência da computação e de engenharia biológica no Laboratório de Pesquisa de Eletrônica do MIT, na época.

Um organismo amebóide unicelular, um plasmódio do verdadeiro fungo viscoso Physarum polycephalum. Créditos da imagem: Masashi Aono.

Enquanto isso, um grupo de pesquisadores no Japão tomou um caminho diferente: eles desenvolveram um computador analógico baseado em ameba que oferece soluções eficientes para algo chamado "O Problema do Caixeiro Viajante" & # 8212, que é muito difícil para computadores comuns.

O problema do caixeiro viajante é enganosamente complicado: faz ao solucionador uma pergunta aparentemente simples. Você está visitando várias cidades diferentes para vender seus produtos (cada cidade apenas uma vez) e deve voltar para casa. Dadas todas as distâncias, qual é a rota mais curta possível que você pode fazer?

Se você tentar computá-lo (resolver todas as combinações possíveis), torna-se imensamente difícil (embora alguns algoritmos e heurísticas existam). As amebas colocadas em um sistema com 64 "cidades" (áreas com nutrientes que a ameba queria chegar) foram capazes de resolver o problema de forma incrivelmente rápida. Eles ainda eram um pouco mais lentos do que as máquinas mais rápidas, mas estavam próximos & # 8212 e se nossas melhores máquinas que consomem muita energia mal conseguem vencer uma simples ameba, talvez seja um caminho que valha a pena pesquisar mais.

O contrário

Usar estruturas biológicas para computação é uma abordagem. Outra é mesclar biologia com chips, usando o último para aumentar a primeira. Também neste campo as coisas têm avançado a um ritmo acelerado.

Por exemplo, em 2020, Elon Musk ganhou as manchetes (como costuma fazer), revelando uma porca chamada Gertrude que tinha um chip do tamanho de uma moeda implantado em seu cérebro.

& # 8220É & # 8217s como um Fitbit em seu crânio com fios minúsculos & # 8221 o empresário bilionário disse em um webcast apresentando a conquista. No início deste ano, sua start-up apresentou algo ainda mais notável: um macaco com um chip cerebral que lhe permitia jogar jogos de computador remotamente.

O macaco primeiro jogou jogos de computador normalmente, com um joystick. O chip registrou a atividade cerebral quando uma ação foi realizada, e não demorou muito para que o macaco fosse capaz de jogar o jogo diretamente com sinais cerebrais e nenhum toque real.

Musk está se inscrevendo para testes em humanos no ano que vem, e vários outros pesquisadores também estão procurando maneiras diferentes de usar chips injetáveis ​​em humanos.

Ainda é cedo, mas cada vez mais, estamos vendo maneiras pelas quais a matéria orgânica e os computadores interagem diretamente. Existem diferentes abordagens, todas com suas vantagens e desvantagens e, embora não estejamos olhando para robôs orgânicos ou IA ainda, mas da maneira como as coisas estão progredindo, eles não parecem tão rebuscados quanto uma mera década atrás .

Entrelaçar o biológico com o digital oferece vantagens distintas, desde a eficiência energética até a computação otimizada, mas, ao mesmo tempo, esse não é um desafio fácil & # 8212 e nem uma busca sem preocupações. Quando os mundos natural e artificial se fundem (como no caso da quebra do cérebro, por exemplo), as águas podem rapidamente se tornar turvas.

As implicações e a ética da área devem ser consideradas com cuidado. Muitas vezes, essas implicações surgem pouco mais do que uma reflexão tardia. A icônica citação de Jurassic Park vem à mente & # 8212 e talvez seja algo em que os Elon Musks do mundo também devam pensar:

Ian Malcolm [Jeff Goldblum]: Sim, sim, mas seus cientistas estavam tão preocupados em saber se podiam ou não, que não pararam para pensar se deviam.

Postado por Andrei Mihai

Andrei é comunicador de ciências e candidato a doutorado em geofísica. Ele é o co-fundador da ZME Science, onde publicou mais de 2.000 artigos. Andrei tenta misturar duas coisas que ama (ciência e boas histórias) para tornar o mundo um lugar melhor - um artigo por vez.

24 comentários

A abordagem mais promissora para a computação IA não é realmente mencionada neste artigo, ou seja, a computação neuromórfica.

A computação neuromórfica abre a oportunidade de construir redes neurais artificiais em hardware, ao contrário da abordagem atual de simulação de redes neurais artificiais em software.

Atualmente, a computação neuromórfica não é a melhor abordagem porque um computador de uso geral é mais adequado para experimentar arquiteturas totalmente novas, e novas arquiteturas de IA aparecem a cada dois ou três anos, pois estamos no meio de uma revolução da IA. Mas, uma vez que a melhor arquitetura seja encontrada e o campo estabelecido, essa arquitetura pode ser materializada em um hardware ideal, e esse hardware será neuromórfico.

Por que 1 quilograma de cérebro pode superar um supercomputador de 100 toneladas.
Os chips de silício de hoje têm estruturas 1000 vezes menores que um neurônio e operam 1 milhão de vezes mais rápido que os neurônios. E, de fato, um supercomputador pode multiplicar duas matrizes 1 bilhão de vezes mais rápido que um humano.

Tudo isso muda quando passamos para funções cognitivas superiores ou mesmo simples percepção e reconhecimento. Aqui, o cérebro humano supera o computador em muitos casos. E porque? Porque o cérebro é um produto evolucionário no qual software e hardware estão intimamente ligados.
As tentativas atuais, principalmente orientadas por software, para emular o cérebro são relativamente recentes & # 8211 recentes em comparação com os milhões de anos que a natureza gastou otimizando o cérebro.

Quando chegar o momento de os engenheiros perceberem qual é a essência da atividade do cérebro humano, bastará um pequeno chip para emular o cérebro. É a falta de conhecimento que é responsável pelo fraco desempenho dos computadores de hoje na emulação do cérebro.

Quando chegar a hora de os engenheiros perceberem qual é a essência da atividade do cérebro humano & # 8230

Isso provavelmente levará muito mais tempo do que a maioria dos cientistas e leigos curiosos esperariam ou esperariam. Eu preferiria compartilhar a opinião de Roger Penrose & # 8217, de que obviamente existem processos no cérebro, que são complexos demais para serem descritos com o conhecimento recente dos processos físicos. Roger Penrose é um físico teórico, muito engajado na neurociência. Ele também está ligado aos principais neurocientistas. Ele especula, provavelmente levará gerações de cientistas para chegar lá. Encontrar um modelo teórico unificador de gravitação e teoria quântica é apenas o primeiro passo, abrindo uma possibilidade para uma melhor compreensão dos processos físicos poderosamente orquestrados em um cérebro vivo.
Se for & # 8230, será necessário apenas um pequeno chip para emular o cérebro & # 8230 poderia ser melhor julgado depois disso.

Interfaces cérebro-computador como a última e definitiva interface de usuário.
As interfaces de computador evoluíram de cartões perfurados e fita perfurada como entrada e texto de impressora de linha como saída para interfaces de linha de comando, depois para interfaces gráficas de usuário e agora para telas sensíveis ao toque e sistemas de diálogo baseados em voz.
A próxima e última interface pode ser apenas pensamentos e a saída pode ser vozes e imagens sobrepostas ao que é percebido. Quase como as alucinações dos doentes mentais, apenas agora como mensagens, como a forma de saída do computador que se torna meu segundo eu.

As interfaces cérebro-computador são a forma mais direta de comunicação com um computador, e existe a crença de que um computador que lê meu cérebro pode responder instantaneamente aos meus pensamentos e fazer o que pretendo. Mas isso não é realmente verdade, porque meus pensamentos e ideias são mais frequentemente apenas pensamentos e ideias e não pretendem ser executados imediatamente. Isso é ilustrado pelo mind pong mencionado acima. O macaco usa um joystick, que não está conectado ao computador, mas ainda é movido pelo macaco, e movimento significa que você realmente pretende fazer algo, não apenas pensar em algo. Mas então a segunda parte de Mind Pong mostra que brincar apenas com os pensamentos é possível: o macaco só pensa e não move as mãos para jogar Pong. Mas, neste caso, o computador sabe que o macaco pretende brincar porque vai intencionalmente para a estação de jogo.
Se meus pensamentos são constantemente monitorados por uma interface cérebro-computador, o computador tem muito mais dificuldade em reconhecer o que é apenas um sonho, uma imaginação e o que realmente pretendo fazer.

Para pessoas saudáveis, uma interface cérebro-computador pode ser a melhor maneira de dizer a um computador o que estou pensando e o que estou sentindo. Isso poderia melhorar minha vida em um grau sem precedentes, mas também tornar minha vida um inferno se usado como tortura.

1) Na Experiência de Quase-Morte (EQMs), podemos perceber como uma experiência consciente como um único estímulo / pensamento é processado pelo cérebro. Passo a passo.
(com a pesquisa do Google [Kinseher NDERF denken_nte], um PDF de leitura livre pode ser encontrado, idioma alemão)

Mas este ACESSO DIRETO ao cérebro em funcionamento é completamente IGNORADO pela ciência até agora. Esta é uma das razões pelas quais os cientistas não entendem os procedimentos do cérebro em funcionamento. **)

2) Minúsculos eletrodos no cérebro serão destruídos pelo líquido biológico do cérebro muito em breve. Portanto: macacos com eletrodos na superfície do cérebro & # 8211 parecem ser bons experimentos, por um curto período de tempo, mas na realidade isso é apenas crueldade com os animais (Tierquälerei).
Adicional: os eletrodos que são colocados na superfície do cérebro & # 8211 se moverão. Isso significa que este equipamento precisa ser recalibrado permanentemente

3) Os pensamentos não têm duração permanente. Isso significa & # 8211 que um procedimento de trabalho contínuo por um longo período não é possível!

para **) & # 8211 alguns exemplos de procedimentos que podemos perceber com NDEs
A) Podemos descrever o PENSAMENTO como uma atividade de correspondência de padrões muito simples & # 8211 por três regras simples (página 4 do meu PDF)
B) As experiências são EMPILHADAS no cérebro em ordem hierárquica & # 8211, isso significa que nenhuma codificação de tempo é necessária. Isso reduz a quantidade de dados que são necessários para armazenar / recuperar memórias: uma quantidade reduzida de dados permite aumentar a velocidade de processamento
C) um detalhe importante para aumentar a velocidade de processamento neuronal é PRIMING: Priming permite reagir 1/3 mais rápido & # 8211 como sem priming (para reagir a um estímulo precisa de 200 milissegundos & # 8211 com priming, sem priming 300 milissegundos são necessários reagir)

A), B), C) são apenas três exemplos que podem ser encontrados quando os cientistas estudariam as EQMs

@Richard (citação): Minúsculos eletrodos no cérebro serão destruídos pelo líquido biológico do cérebro muito em breve. & # 8230 Adicional: eletrodos que são colocados na superfície do cérebro - irão se mover.
Sim: a eletrônica de hoje é incompatível com wetware.
Essa é a razão pela qual escrevi em um comentário muito anterior (alguns anos atrás) que a interface cérebro-computador definitiva virá na forma de um cérebro geneticamente modificado, que será capaz de se comunicar por ótica ou ondas de rádio.

@Holzherr
1) Nas EQMs, podemos perceber como uma percepção consciente como um único estímulo é processado pelo cérebro (conteúdos, estruturas).

Ignorar este acesso direto ao nosso cérebro é uma 'ciência' de muito má qualidade.

2) Um livro de Julia Shaw & # 8211 descreve muito bem como nosso cérebro está funcionando mal.
Pesquisadores de IA que desejam criar produtos de IA que são tão 'bons' quanto nosso cérebro & # 8211 devem ler este livro
´A ilusão de memória. Lembrando, Esquecendo e a Ciência da Falsa Memória´
´Das trügerische Gedächtnis & # 8211 Wie unser Gehirn Erinnerungen fälscht´

Em outras palavras: a pesquisa de IA que deseja criar produtos que são tão 'bons' quanto o nosso cérebro & # 8211 para produzir lixo é um desperdício de dinheiro

3A) Não quero discutir contos de fadas e / ou bobagens semelhantes: cérebros geneticamente modificados ainda são cérebros & # 8211 com a má qualidade dos cérebros.

Enquanto não compreendermos os procedimentos de funcionamento de nosso cérebro real & # 8211, não faz sentido criar cérebros modificados.
Pesquisadores sérios devem primeiro tentar entender nosso cérebro real & # 8211 antes de pensar sobre as modificações

3B) Uma comunicação com sistemas ópticos ou ondas de rádio não faz sentido & # 8211 porque um PENSAMENTO não tem duração / permanência

@KRichard (citação): ) Eu não quero discutir contos de fadas e / ou bobagens semelhantes: cérebros geneticamente modificados ainda são cérebros & # 8211 com a baixa qualidade dos cérebros.
Responder: Mas a terapia genética de partes do cérebro para restaurar funções perdidas já é uma realidade.
Exemplo: a retina é uma conseqüência do cérebro e, apenas algumas semanas atrás, a terapia genética da retina de um paciente cego (devido à retina pigmentosa) restaurou parcialmente sua visão inserindo um gene em sua retina que expressa um gene sensível à luz proteína encontrada nas algas. O paciente ainda precisa de óculos especiais para traduzir a luz natural nas frequências às quais a proteína das algas é mais sensível, mas ele pode ver novamente & # 8211, pelo menos parcialmente.
(Veja o artigo Gene das algas ajudou um cego a recuperar parte de sua visão)

Quanto à (citação) má qualidade de cérebros, há uma verdade abrangente: qualquer reconhecimento, mesmo o de uma inteligência artificial sofisticada, é falível, é inerentemente uma construção que pode dar errado. As pessoas subconscientemente sabem disso e fazem piadas sobre isso

@Holzherr
Um receptor geneticamente modificado não é um cérebro modificado.

Um receptor é uma terminação nervosa sensorial que transforma estímulos específicos em impulsos nervosos.

@KRichard: neurônios optogeneticamente modificados usados ​​na pesquisa do cérebro são um primeiro passo para um cérebro geneticamente modificado.
Aqui estão alguns trechos do artigo Optogenética: iluminando o cérebro & # 8217s segredos

A optogenética dá aos neurocientistas um nível sem precedentes de controle dos neurônios [porque os neurônios geneticamente modificados geram pulsos de ação quando atingidos pela luz]

& # 8211 Iluminar apenas certas regiões do cérebro permite que a manipulação seja direcionada a um espaço específico (com lasers, essa região pode ser minúscula).
& # 8211 O uso de pulsos de luz permite que a modulação seja direcionada a tempos específicos, proporcionando alta resolução temporal.
& # 8211 Limitar a modificação genética a tipos específicos de células torna possível estudar funções associadas apenas a essas células.

Nos 13 anos desde que Karl Deisseroth e sua equipe descreveram como realizar a optogenética, a técnica foi usada para estudar o cérebro em muitas áreas da função cerebral. Os exemplos incluem:

& # 8211 Moléculas optogenéticas de última geração controlam neurônios únicos
& # 8211 Perspectivas mais brilhantes para a dor crônica
& # 8211 Midbrain & # 8216start neurônios & # 8217 controlam se caminhamos ou corremos

Outra área onde a optogenética pode ter usos potenciais é na clínica. Atualmente, a estimulação cerebral profunda é um tratamento bem-sucedido para a doença de Parkinson & # 8217s. Trata-se do implante de eletrodos no cérebro que podem ser ligados e desligados para ajudar a aliviar os sintomas. Um tratamento alternativo poderia ser implantar LEDs no cérebro em vez de eletrodos e usá-los para estimular apenas os neurônios afetados pela doença.

Conclusão: Neurônios optogeneticamente modificados já são usados ​​em pesquisas sobre o cérebro e seguirão aplicações clínicas, como pode ser visto no artigo O potencial dos implantes cocleares optogenéticos

@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 é um devorador de energia?
Citação do artigo acima: Em termos de equivalentes de CO2, um treino de BERT emite quase tanto quanto um voo de ida e volta entre Nova York e Califórnia.

Minha afirmação: o BERT é o oposto de um bebedor de eletricidade.

Minha história apoiando minha afirmação:
BERT é um modelo de linguagem pré-treinado que pode ser ajustado para uma variedade de propósitos, como responder a perguntas de alunos sobre questões legais ou médicas ou técnicas de inteligência artificial.
O BERT já está sendo usado em vários cursos de treinamento on-line interativos, onde pode responder às perguntas dos alunos e coletar problemas dos alunos que podem ser posteriormente tratados por instrutores humanos.

O BERT requer apenas pré-treinamento e ajuste fino para um domínio de aplicativo. Ajustes finos são bastante econômicos no uso de recursos de computador.

Conclusão: As emissões de CO2 para um pré-treinamento / ajuste fino de BERT são equivalentes a uma viagem de ida e volta de Nova York à Califórnia, mas pode servir a milhares de alunos e as emissões de CO2 por aluno são baixas.

Compare isso a um novo aplicativo de finanças escrito por um ex-colega de trabalho meu. Este colaborador já viajou várias vezes à África do Sul para apresentar seu novo aplicativo. Duvido que seu aplicativo de finanças seja da mesma escala e importância do BERT.

@Holzherr
O Prof. José Delgado provocou em 1964 um touro para realizar um ataque & # 8211 e interrompeu este ataque por um equipamento de controle remoto.
[Quelle: Reto Schneider: Das Buch der verrückten Experimente]

A estimulação cerebral profunda por eletrodos implantados é útil para pessoas que sofrem de doença de Parkinson e / ou epilepsia.

O tópico deste blog é a questão de se a computação biológica está se tornando realidade.
Minhas dicas descreveram grandes problemas para atingir esse objetivo: enquanto os cientistas ignorarem e negligenciarem o estudo de como o cérebro está funcionando & # 8211, eles nunca entenderão.

@KRichard (citação): O tópico deste blog é a questão de se a computação biológica está se tornando realidade.
Resposta: Sim, haverá Interfaces Cérebro-Computador e sim, a Interface deve ser mais biocompatível do que os fios de hoje, mas não, a maioria dos softwares futuros será executado em silício, não em células. Porque o silício é superior ao wetware biológico.

Mas a inteligência artificial permaneceu, bem, artificial. A IA - ou os computadores - podem realmente ser orgânicos (como em, biológicos)?

Responder: Os computadores podem realmente ser orgânicos e há uma amostra abrangente para isso: o cérebro humano.

Você não entende o verdadeiro problema:

Até agora os cientistas não entenderam como o cérebro está funcionando, modificar o cérebro sem entender seus procedimentos de trabalho & # 8211 é uma trapalhada.

Em ´Near-Death Experiences´ (NDEs) & # 8211, podemos perceber como uma experiência consciente como o cérebro está processando um único estímulo / pensamento: passo a passo.

Ignorar esse acesso direto ao cérebro em funcionamento é uma das razões pelas quais a ciência tem grandes problemas para compreender o cérebro em funcionamento. Ignorar este maravilhoso acesso às estratégias de trabalho do nosso cérebro completamente & # 8211 é muito embaraçoso e estúpido.
As estruturas / conteúdos das EQMs são bem conhecidos desde 1975 & # 8211, mas até agora as ciências não os analisam.

Encontrar, identificar e analisar padrões / estruturas idênticos é um dos melhores métodos da ciência para compreender problemas e criar novas ideias / teorias.

@KRichard (citação): Até agora os cientistas não entenderam como funciona o cérebro, modificar o cérebro sem entender seus procedimentos de funcionamento - é uma trapalhada.

Os pesquisadores e engenheiros de hoje não querem modificar o cérebro para permitir algo totalmente novo. Querem apenas modificá-lo, para que se comunique melhor e mais diretamente com o meio ambiente e com a eletrônica.

Até a inteligência artificial funciona atualmente de maneira diferente do cérebro. Os aplicativos de IA de hoje fazem apenas uma coisa. Eles não sabem o que fazem, eles não têm um eu, nenhuma curiosidade própria, nenhuma autonomia. Um aplicativo de IA que aprendeu a reconhecer alguns objetos pode reconhecer apenas os objetos aprendidos e nem mesmo é capaz de perceber que um novo objeto não está coberto pelo conjunto de treinamento. Em outras palavras: a abertura de um Ser natural está faltando nos programas de IA atuais.

O aprendizado de máquina de mundo aberto ainda não se materializou, mas vai se materializar. Em 20 anos, talvez.

Seria uma boa ideia ler o artigo da Wikipedia [José Manuel Rodriguez Delgado] & # 8211 e vários artigos que podem ser encontrados lá por um link.

Com esses textos, podemos aprender muito sobre as idéias da estimulação elétrica do cérebro.

Não há dúvida sobre a singularidade da estrutura / conteúdo cerebral individual de cada pessoa. Este é um grande problema & # 8211 porque não é possível desenvolver um equipamento padronizado para estimulação cerebral.

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. Também das, foi jeden Metabolismus ausmacht. E o que foi Wachstum? Es ist die Agglomeration von Kompatiblem (nicht Gleichem, das ergäbe kein Wachstum). Diesen Vorgang finden wir beim Denken, também 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) Holograma. 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. Então 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 também betreutes & # 8211 Lernen zeigt die richtigen Wege und verhindert Irrtümer). Aus vielen virtuellen Holograma setzt sich (ontogenetisch) ein übergreifendes Holograma zusammen, das sich als Steuerungsinstanz etabliert (psychologisch: ICH). Mit Tononi findet sich dort die maximale integrierte Information (und stellt Bewusstsein her).
Die Bewertung erfolgt beim Menschen durch einen Abgleich mit Normen (Freud: Über-Ich) e Status vital (sistema nervoso vegetativo). 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 endogene Mutation nicht hinreichend erklären. Woher sollte etwa der Zufall wissen, dass er Farbmutationen generieren soll, damit ein Käfer em grünem Habitat grün wird. Und so führt die Anwendung dieses Prinzips auch bei KI nicht zum Erfolg (Erfolg = KI konvergiert mit NI).

@Wolfgang Wegmann (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, também 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 em Möglichkeitsräume hinein und erschließt sich damit Realität.

@Wolfgang Stegenann (Zitat): Ich denke, das Embodiment ist das geringste Problem der KI.
Zustimmung, nicht das fehlende Modalidade 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 tão robusto sein, dass sie Überleben.
Heutige AI-Program sind aber nicht robust. 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 também nicht mit Objekten umgehen die ausserhalb des Trainingssets liegen, das sogenannte Fora de distribuição Problema. Das ist ein Problem, das zwar von AI-Forschern erkannt wurde, bisher aber nicht befriedigend gelöst wurde, weil ihre Programa bisher nicht wirklich mit der Realität konfrontiert wurden. Im Google-AI-Blog liest man dazu unter dem Título: Melhorando a detecção de fora de distribuição em modelos de aprendizado de máquina:

Der erfolgreiche Einsatz von maschinellen Lernsystemen erfordert, dass das System in der Lage ist, zwischen Daten zu unterscheiden, die anomal sind oder sich significativo von den beim Training verwendeten unterscheiden. Dies ist besonders wichtig für tiefe neuronale Netzwerkklassifizierer, die solche & # 8220Out-of-Distribution & # 8221 (OOD) -Eingaben mit hoher Zuverlässigkeit in & # 8220In-Distribution & # 8221-Klassen klassifizieren können. 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 neuronalen Netzwerks eine hohe Genauigkeit erreicht, die durch Kreuzvalidier ein auf den bekannten Klassen trainierter Klassifikator eines neuronalen Netzwerks eine hohe Genauigkeit erreicht, die durch Kreuzvalidier ein auf den bekannten Klassen trainierter Klassifikator eines neuronalen Netzwerks eine hohe Genauigkeit erreicht, die durch Kreuzvalidier ein auf den bekannten Klassen treinador 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, welches aber noch keinen Namen chapéu, solch ein Programm ist in der realen Anwendung problematisch. Aber heutige Klassifikationssysteme haben dieses Problema immer noch. Zusammen mit anderen Schwächen in der Robustheit.

A computação biológica está a caminho? Sim a caminho para aplicações biológicas
O DNA computacional e as células de computação são usados ​​para aplicações médicas, como aplicação de drogas direcionadas, para medicina de precisão, não para computação de alto desempenho.


Assista o vídeo: PORCO ALENTEJANO PATA NEGRA (Agosto 2022).