Carta do Especialista! 🧐
Sexta-feira, 11 de fevereiro 2022
Hoje vou abordar a possibilidade de editar genes de mosquitos para reduzir a disseminação de doenças e utilização de inseticidas.
Contarei a você sobre dois novos materiais: um plástico duas vezes mais forte que o aço e outro que se autorrepara. Em relação a inteligência artificial, um truque muito interessante, que poderá ampliar ainda mais o uso desta importante tecnologia. E fecho com o mundo dos implantes neurais.
Bem…Bora lá saber mais? Abaixo segue um resumo dos artigos, mas se você quiser acessá-los por completo, os links estão no meu blog: https://bit.ly/3gAyl6n
🦟 Será que Crispr poderia “virar o jogo” sobre a resistência dos insetos aos pesticidas?
Muitos insetos, como os mosquitos que espalham malária, desenvolveram uma tolerância a produtos químicos. Mas…E se pudéssemos reiniciar seus genes?
Enquanto a pandemia de COVID tomou conta de nosso mundo em 2020, outra doença estava infectando silenciosamente mais de 220 milhões de pessoas no continente africano: a malária. Naquele ano, a doença levou a mais de 600.000 mortes, a maioria crianças. Causada pelo parasita Plasmodium, a doença se espalha através das picadas de mosquitos Anopheles fêmeas infectadas.
Uso de inseticida e pulverização têm sido algumas das estratégias mais eficazes para combater a doença mas, após décadas usando esses produtos químicos, eles tiveram sua potência diminuída.
Pesquisadores da UC San Diego e do Instituto Tata de Genética e Sociedade na Índia desenvolveram uma nova maneira de revidar: através da edição de genes Crispr, eles substituíram um gene resistente a inseticidas em moscas frutíferas pela forma normal do gene e propagaram a mudança através de insetos no laboratório.
”Creio que esta tecnologia oferece uma solução alternativa, já que não há uma nova categoria de inseticidas desenvolvida há mais de 30 anos”, diz Ethan Bier, professor de biologia celular e de desenvolvimento da UC San Diego e autor sênior do artigo.
A edição genética é um tipo de tecnologia que anula as leis da hereditariedade, ao espalhar um traço através de uma população mais rapidamente do que aconteceria naturalmente, forçando esse gene a criar descendentes de uma população. Neste caso, a mudança essencialmente reinicia o pool genético para o que era antes dos insetos evoluírem resistência a um determinado pesticida.
Bier e outros cientistas concordam que uma aplicação de edição genética é improvável de funcionar a longo prazo.
Mesmo que você pudesse eliminar mosquitos em uma área, a jornada do Aedes aegypti nos mostra que a praga pode viajar meio mundo, aparecer em um novo lugar e estabelecer uma nova população. Uma edição genética como a que a equipe de Bier desenvolveu pode precisar ser aplicada sazonalmente, especialmente se vários genes resistentes estiverem presentes dentro de uma população ou novos surgem.
”Isso não é uma bala de prata”, diz Bier. “Você nunca ganha quando tenta jogar o jogo evolutivo com insetos.”
George Annas, professor de direito e ética em saúde na Universidade de Boston, diz que qualquer iniciativa de manipulação genética precisará de amplo apoio público das pessoas que vivem nessa área antes que possa ser testada fora de um laboratório.
Os eticistas há muito levantaram outras preocupações sobre os potenciais efeitos ecológicos da liberação desta tecnologia na natureza, incluindo preocupações com “efeito bumerangue”. Annas, autora de um código de ética para pesquisa de terapias genéticas, quer que os pesquisadores desenvolvam um mecanismo para interromper os efeitos de uma edição genética se algo inesperado acontecer quando for aplicada. “Não estou dizendo que vamos desenvolver um super mosquito, mas isso não está fora do reino da possibilidade”, diz ele. “Uma manipulação genética pode piorar as coisas e você certamente não quer fazer isso.”
Fonte: Wired
👨🏻🔬 Cientistas do MIT criam um superplástico 2 vezes mais forte que o aço
E sim, deverá que ser reciclável também!
Apesar das consequências ambientais, que tem demonizado o uso do plástico em nossa sociedade, como um material por si só, ele é maravilhoso: leve, forte, moldável. O plástico possibilitou o desenvolvimento de aviões e eletrônicos.
E é preciso muito pouca energia para produzir, ao contrário de vidro ou aço.
É por isso que a nova pesquisa do MIT, que acabou de ser publicada na estimada revista Nature, é tão emocionante: a equipe desenvolveu uma forma totalmente nova de plástico apelidada de 2DPA-1. É duas vezes mais forte que o aço sob testes de carga, com apenas um sexto do volume de material. É capaz de conduzir eletricidade e bloquear gás.
Em última análise, o material terá aplicações de todos os tipos, desde a forma como construímos os aparelhos que temos em nossas mãos, até os edifícios em que vivemos, já que as patentes por trás do 2DPA-1 já estão sendo licenciadas por empresas privadas.
Michael Strano, professor de engenharia química do MIT e principal autor do artigo, explica porque o 2DPA-1 é tão avançado, através de uma rápida aula de química: “Quando você olha para polímeros – também conhecidos como plásticos – em uma escala molecular, você verá uma bagunça de moléculas numa estrutura parecida com o espaguete.
A estrutura dos fios tem força. Mas lacunas entre eles é que são os pontos fracos. Na estrutura elas são porosas, permitindo que o gás passe. É por isso que você pode sentir o cheiro do jantar de através de um saco plástico. Imagine um prato de espaguete: o molho sempre vai para o fundo”, diz Strano.
O 2DPA-1, por outro lado, organiza seus polímeros como discos planos em vez de espaguete 3D. Dispostos como uma folha de papel, com uma molécula de espessura, esses discos se ligam uns aos outros com a ligação molécula-molécula mais forte da natureza: a ligação hidrogênio.
Além disto, o material também é relativamente prático de produzir, muito semelhante à fabricação da maioria dos outros plásticos.
Um plástico melhor pode nos permitir usar menos plástico para alguns dos mesmos produtos. Strano também observa que, pelos seus estudos o 2DPA-1 também deve ser reciclável. Desta maneira podemos visualizar dois futuros simultâneos para a indústria do plástico: a de plásticos super fortes (como 2DPA-1) para usos permanentes como edifícios, que podem superar materiais como o aço enquanto reduzem sua pegada de carbono e a de outros tipos de plásticos ultra compostáveis de origem natural, que podemos jogar fora sem a culpa.
Fonte: Fast Company
🔬 Com uma pequena ajuda, novo material óptico se autorrepara
Bem…Pra abordar este assunto, teremos hoje uma aula de química…Se prepare…rs
Uma equipe de pesquisa liderada pelo Berkeley Lab, publicada na ACS Nano e na Advanced Materials, demonstrou que pequenos nanocírculos concêntricos conseguem se autoreparar em um material óptico, com precisão e eficiência, superando um problema de longa data na nanociência — impurezas moleculares.
As novas descobertas poderiam permitir a fabricação em larga escala de nanocompósitos – materiais em que pelo menos um de seus componentes apresentam dimensões nanométricas – multifuncionais, com materiais feitos de diferentes componentes, em uma escala de um bilionésimo de metro.
Tais materiais poderiam permitir a fabricação de um tipo avançado de fibra óptica, para telecomunicações de banda larga de alta velocidade e revestimentos multifuncionais para edifícios, automóveis e aeroespaciais.
Como relatado na ACS Nano, a nova técnica consegue realizar diversas misturas de polímeros e nanopartículas, formando espontaneamente pequenos anéis aninhados poucos minutos depois de adicionar uma impureza, como uma pequena molécula orgânica, à mistura.
”Isso nos surpreendeu completamente”, disse o autor sênior Ting Xu, cientista sênior da Divisão de Ciências de Materiais do Berkeley Lab e professor de ciência e engenharia de química e materiais na UC Berkeley. “Na nanociência, um material normalmente tem que ter ingredientes perfeitos com afinidades químicas ou compatibilidades, mas quando fizemos a observação pela primeira vez há mais de 10 anos, não conseguimos explicar — mas acontece que, aumentando a diversidade de ingredientes, o sistema complexo ganha a capacidade de se autorreparar e contornar imperfeições de forma controlada.”
”Esta é uma abordagem mais tolerante para os fabricantes projetarem nanomateriais funcionais em grande escala comercial”, disse Xu. “A formulação não está mais restrita a uma combinação específica de blocos de construção, e você pode ajustar quais moléculas usar com base nas necessidades finais.”
Em outra experiência, a equipe de Xu produziu nanocírculos autorreparáveis de apenas 500 nanômetros de diâmetro — tão pequenos quanto ou ainda menores que comprimentos de onda de luz. ”E isso é realmente importante se quisermos usar essas estruturas microscópicas para controlar a propagação da luz” em comunicações de fibra óptica, disse Jie Yao, cientista do corpo docente da Divisão de Ciências de Materiais do Berkeley Lab e professor associado de ciência e engenharia de materiais na UC Berkeley, que co-liderou o estudo de Materiais Avançados com Xu.
Estes nanomateriais podem dobrar ou até triplicar a largura de banda das fibras ópticas convencionais para comunicações de internet, acrescentou Yao, e avançar novas tecnologias de comunicação sem fio.
A nova técnica também poderia economizar tempo e dinheiro da indústria. “Com a abordagem da equipe Xu, leva apenas alguns minutos para fazer uma nanoestrutura, de modo que o custo é reduzido e a abordagem é facilmente repetível e adequada para a produção em massa”, disse ele.
”Acreditamos que os nanocompósitos são o futuro dos materiais funcionais”, disse Xu. “Depois de mais de uma dúzia de anos de exploração, finalmente superamos um gargalo na tradução do que os pesquisadores aprendem no laboratório para a fabricação do mundo real. Isso é muito gratificante.
Bem…Talvez você tenha que reler este artigo…rs…Mas achei muito interessante!
Fonte: Phy org
👁️ Um novo truque permite que a inteligência artificial enxergue em 3D
Alguns algoritmos agora podem compor uma cena 3D a partir de imagens 2D — criando possibilidades em videogames, robótica e condução autônoma.
A onda atual de inteligência artificial poderia ser rastreada de volta até 2012 quando, em um concurso acadêmico, se mediu o quão bem os algoritmos poderiam reconhecer objetos em fotografias. Naquele ano, pesquisadores descobriram que alimentar um banco de dados, com milhares de imagens, aplicando um algoritmo inspirado vagamente na forma como os neurônios em cérebro trabalham, produziu um enorme salto na precisão dos resultados.
O avanço provocou uma explosão na pesquisa acadêmica e na atividade comercial que transformou empresas e indústrias.
Agora, um novo truque, que envolve treinar o mesmo tipo de algoritmo de IA para transformar imagens 2D em uma rica visão 3D de uma cena, está mexendo nos mundos tanto da computação gráfica quanto da IA. A técnica tem o potencial de revolucionar campos que vão do entretenimento à arquitetura, como videogames, realidade virtual, robótica e condução autônoma.
Alguns especialistas acreditam que isso pode até ajudar as máquinas a perceberem e raciocinarem sobre o mundo de uma maneira mais inteligente ou mais humana.
A nova abordagem, apelidada de “renderização neural”, surgiu da fusão de ideias que circulam em computação gráfica e IA, mas o interesse explodiu em abril de 2020, quando pesquisadores da UC Berkeley e do Google mostraram que uma rede neural poderia capturar uma cena fotorealisticamente em 3D simplesmente vendo várias imagens 2D dela.
”Faço visão computacional há 20 anos, mas quando vi esse vídeo, fiquei tipo ‘Uau, isso é simplesmente incrível'”, diz Frank Dellaert, professor da Georgia Tech.
Para quem trabalha com computação gráfica, explica Dellaert, a abordagem é um avanço. Criar uma cena 3D detalhada e realista normalmente requer horas de trabalho manual minucioso.
O novo método permite gerar essas cenas a partir de fotografias comuns em minutos. Ele também fornece uma nova maneira de criar e manipular cenas sintéticas Dellaert diz que a velocidade e a variedade de ideias que surgiram desde então foram de tirar o fôlego.
Outros têm usado a ideia para criar selfies em movimento (ou “nerfies”), que permitem que você gire a cabeça de uma pessoa com base em apenas alguns cliques; para criar avatares 3D a partir de uma única imagem; e desenvolver uma maneira de visualizar automaticamente cenas de formas diferentes.
O trabalho ganhou tração na indústria com uma velocidade surpreendente. Ben Mildenhall, um dos pesquisadores por trás da NeRF que agora está no Google, descreve o florescimento da pesquisa e do desenvolvimento como “uma onda lenta”.
Mais recentemente outros pesquisadores de Harvard mostraram uma maneira computacionalmente mais eficiente para uma rede neural renderizar uma cena: os métodos em que estão trabalhando podem permitir que os programas de IA identifiquem objetos por suas formas 3D, reconhecendo um carro ou um copo, mesmo que o design seja radicalmente diferente do que já viu antes.
Em outras palavras, NeRF e ideias relacionadas poderiam, em última análise, deixar a IA aprender sobre o mundo de uma forma mais sofisticada, abrindo o caminho para os robôs operarem em ambientes complexos e desconhecidos, sem cometerem erros.
Tenenbaum diz que evidências da ciência cognitiva também sugerem que o cérebro humano faz algo semelhante quando uma pessoa olha ao redor. “É complicado”, diz ele sobre as etapas computacionais envolvidas. “Mas o cérebro é complicado também.”
Fonte: Wired
💫 O ex-presidente de Elon Musk investiu na empresa rival da Neuralink, que a venceu em testes em humanos
Max Hodak anunciou que investiu na empresa rival de biotecnologia Synchron, que obteve permissão da FDA para iniciar os testes em humanos em julho de 2021. Ele declarou à Bloomberg que não queria que seu investimento fosse visto como um “soco” na Neuralink.
A Neuralink está trabalhando em um dispositivo implantado no cérebro das pessoas, com o objetivo de monitorar e, potencialmente, estimular a atividade cerebral. O dispositivo é composto por um microchip e fios que seriam enfiados através do crânio de um paciente na camada externa do cérebro. Mas, a empresa ainda não começou os testes em humanos.
Enquanto isso, a empresa rival Synchron também está desenvolvendo um dispositivo de interface neural, mas, em vez de ser implantado dentro do crânio, ele acessa o cérebro através de vasos sanguíneos. Em seu post no blog, Hodak chamou isso de “ideia elegante” e disse que tem servido como conselheiro do Synchron.
A Synchron anunciou em julho de 2021 que recebeu a luz verde da Food and Drug Administration para iniciar testes em humanos para seu dispositivo. Anunciou em dezembro que um de seus pacientes de testes humanos, um homem com esclerose lateral amiotrófica – uma doença neurodegenerativa também conhecida como doença de Lou Gehrig – havia usado o dispositivo implantado em seu cérebro para enviar um Tweet que dizia: “Olá Mundo”.
Hodak não disse quanto dinheiro investiu em Synchron e complementou: ”Tenho certeza de que eles também entrarão em humanos em breve também”, disse Hodak à Bloomberg, acrescentando que não vendeu nenhuma de suas ações em Neuralink.
A tecnologia de interface neural tem aplicações médicas potenciais, como permitir que pessoas paralisadas operem próteses e dispositivos com suas mentes, além de estudar e tratar condições neurológicas.
Admirável mundo novo, não concorda?
Fonte: Business Insider
Por hoje é só! Até a próxima semana 👋