Divulgació

Les fites científiques de l’any

El 2022 ens deixa amb una ciència que podria marcar una nova era en disciplines com la biomedicina, l’astronomia i la salut mental

8 min
Imatge generada per inte·lligència artificial
Dossier Les fites científiques de l’any

En arribar aquestes dates és habitual fer balanç tot buscant allò que ha estat més impactant, destacat o trencador. També en el món de la ciència, on el més habitual és que els nous coneixements es recolzin en els vells i obrin la porta a d’altres que tan sols s’intueixen. És així com s’avança fins que, de sobte, algú sap veure un concepte trencador o un desenvolupament que ho canvia tot. El 2022 no ha estat cap excepció a aquesta norma no escrita. Els resultats obtinguts han estat d’extraordinari valor en tots els casos i, en alguns, poden significar l’inici de temps nous de recerca en biomedicina, astronomia i salut mental. I en intel·ligència artificial, per descomptat. Fem-ne un repàs.

Imatge proporcionada per la NASA el 12 de juliol de 2022 mostrant el cúmul de galàxies SMACS 0723, capturat pel telescopi espacial James Webb.

Els ulls del James Webb

Poques coses han impactat tant la comunitat científica com les imatges trameses pel telescopi espacial James Webb. En vol des del Nadal del 2021, durant el seu llarg trajecte ha anat recopilant imatges de molt alta resolució de l’espai profund. Algunes ens han aproximat a la nebulosa de l’Àliga, considerada el bressol d’estrelles més productiu de la nostra Via Làctia. Gràcies a les imatges obtingudes amb potents càmeres d’infrarojos, molt més nítides que no pas les que havia pogut enviar el telescopi Hubble, el seu antecessor, els astrofísics miraran d’entendre com neixen les estrelles i quina és la seva evolució primerenca.

La segona gran instantània del James Webb prové del planeta WASP-39 b, un astre gasós impossible per a la vida tal com l’entenem, però extraordinàriament interessant per la quantitat de dades que acompanyen la imatge. Gràcies a ella, els científics han pogut determinar per primera vegada a la història quina és la composició de l’atmosfera d’aquest exoplaneta situat a uns 700 milions d’anys llum. I aquestes són només les dades preliminars, cosa que fa preveure més d’un resultat sorprenent en el futur tant sobre exoplanetes com sobre l’espai profund.

Una jugadora de videojocs en plena partida online multijugador.

Totes les proteïnes possibles

De fa uns anys, DeepMind, companyia participada per Google i especialitzada en intel·ligència artificial (IA), excel·leix en el desenvolupament de solucions per a jocs cooperatius o en equip extraordinàriament complexos. La clau rau en una tècnica matemàtica anomenada aprenentatge per reforç. Aquesta tècnica permet a les màquines aprendre a acomplir tasques portant a l’extrem el mètode d’assaig i error. Sobre aquesta mateixa base, el 2020 DeepMind va posar a disposició de la comunitat científica una eina revolucionària, AlphaFold, que permetia obtenir la forma tridimensional de 350.000 proteïnes. Entre elles, les del genoma humà. Enguany ha publicat prediccions sobre la forma de totes les proteïnes conegudes per la ciència amb un marge d’encert superior al 60%, xifra que aspiren a millorar. Si ho aconsegueixen, acceleraran la recerca biomèdica de manera substancial. Coneixent l’estructura d’una proteïna es poden dissenyar fàrmacs que interfereixin en processos clau d’una malaltia i, per tant, trobar noves teràpies molt més ràpidament. L’estalvi en temps de recerca i recursos econòmics es podria reduir fins a límits insospitats.

María Teresa Echalecu té un robot assistencial al seu pis, facilitat per l'Ajuntament de Barcelona.

Una conversa amb una màquina

Allò que va imaginar Arthur C. Clark, magistralment transportat al cinema per Stanley Kubrick a la seva 2001, una odissea a l’espai (1968), podria tenir un reflex a la realitat. L’autor va idear HAL 9000, un supercomputador dotat d’intel·ligència artificial, capaç de tenir converses coherents, resoldre problemes complexos i tenir alguna cosa semblant a emocions. Les formes i el context han canviat, però ja és possible tenir una xerrada “documentada” amb un agent d’IA, l’anomenat ChatGPT. El sistema s’ha mostrat coherent en la recerca i presentació d’informació sobre temes ben diversos. Li cal, però, tenir la informació precisa i la capacitat per fugir de generalitats i llocs comuns en les seves respostes. Qüestió de temps, asseguren des d’OpenAI, el laboratori que l’ha posat a punt. Del mateix origen és DALL-E, centrat en la generació d’imatges a partir de descripcions textuals. En la seva segona versió, presentada fa uns mesos, ja ofereix imatges de qualitat i sorprenentment creatives, el mateix que fa IMAGEN, impulsada per Google. La IA està entrant en territoris fins ara reservats només als humans, com l’escriptura i les imatges creatives.

Imatge d'arxiu de porcs a una granja de Ventalló

La inesperada resurrecció

Tenim el costum d’associar la mort al darrer batec del cor. Una investigació publicada a la revista Nature l’agost passat per científics de la universitat de Yale, però, ho posa en dubte. Després de provocar la mort “convencional” a una trentena de porcs, els van connectar una hora després al sistema OrganEX de perfusió amb una variant d’hemoglobina modificada. El resultat va ser sorprenent: la major part dels seus òrgans funcionaven amb relativa normalitat tot i haver estat privats de sang i d’oxigen tanta estona. Si els òrgans reprenien les seves funcions també ho feien, per lògica, les seves cèl·lules, que mantenien fins i tot la capacitat de reproduir-se. No obstant, no es va detectar cap senyal d’activitat cerebral. L’experiment no demostra que es pugui perllongar la vida artificialment. En tot cas, posa de manifest que la mort es pren el seu temps fins que desactiva totes les cèl·lules del cos i que això es podria aprofitar per ampliar les opcions del trasplantament d’òrgans.

A partir de cèl·lules mare creen un embrió artificial amb cor i cervell

Els primers embrions artificials

D'alguna manera, era previsible que algú acabés trobant la clau de volta per superar les restriccions de tota mena que assetgen l'estudi del desenvolupament embrionari, sobretot les ètiques i legals. Ho va aconseguir el 2019 un equip de la Universitat de Michigan en generar embrions sintètics –no viables– gràcies a l'ús de cèl·lules mare. I ho han tornat a fer investigadors de l’Institut Weizmann d’Israel, que han desenvolupat per primera vegada embrions de ratolins totalment sintètics, és a dir, sense fer servir ni esperma, ni òvuls, ni úter. L’experiment, publicat a la revista Cell, va unir cèl·lules mare de ratolins, extretes de la pell i cultivades en una placa de Petri, per crear un embrió que es va fer créixer en un ventre artificial durant vuit dies. A la fi, hi havia un tracte intestinal primigeni, els inicis d’un cervell i un cor que bategava. Els resultats seran essencials per a l’estudi de les primeres fases del desenvolupament embrionari que, tot i la seva rellevància, és ple de buits. Moltes malalties, fins i tot les més tardanes, mostren signes tot just després de la implantació de l'embrió a l'úter. També ajudaran a entendre millor com algunes mutacions condueixen a malalties del desenvolupament.

El coet Space Launch System (SLS) amb la càpsula de la tripulació Orion, s'enlaira del complex de llançament 39-B en la missió no tripulada Artemis1 a la Lluna a Cap Canaveral

Destí, la Lluna

Artemis I és la primera missió d’un ambiciós projecte espacial impulsat per la NASA i l’ESA, la seva homònima europea, amb l’objectiu primer de tornar a la Lluna. D’alguna manera, ve a ser la continuació de les missions Apolo que ja ho van aconseguir fa 50 anys, però amb tecnologia molt més sofisticada i, per descomptat, actualitzada a tots els nivells, des de les comunicacions fins al pilotatge. Si es compleixen les previsions, això passarà el 2025, quan una tripulació humana en què hi haurà una dona per primera vegada, aterri al nostre satèl·lit. Serà l’Artemis III. Abans, s’ha enlairat, no sense problemes, l’Artemis I, que ha fet l’orbita a la Lluna i ha tornat a la Terra sense incidències. Les úniques, en el moment de l’enlairament, endarrerit una primera vegada per problemes d’última hora durant la càrrega de combustible i del sistema de comunicacions, i una segona bàsicament per la climatologia. A la tercera, es van complir totes les expectatives. El programa Artemis vol utilitzar la Lluna per projectar-se cap a Mart durant la dècada de 2030, cosa que implica establir una base lunar. És a dir, recerca intensiva en nous materials, sistemes informàtics i de comunicacions i mecanismes de supervivència a llarg termini, com ho són la generació d’oxigen o d’aliments. És el retorn de l’era espacial amb totes les seves lletres.

Representació de com devia ser el nord de Groenlandia fa dos milions d'anys a partir de l'ADN recuperat de centenars d'espècies al permafrost.

Els paisatges de Groenlàndia de fa dos milions d’anys

Groenlàndia no ha sigut sempre com és ara, un desert immens i glaçat on la vida terrestre es limita pràcticament a unes poques espècies de líquens i molses. El paisatge d’aquesta illa, a gairebé un milió de quilòmetres del Pol Nord, reflectia fa dos milions d’anys un espai amb temperatures més properes a les del nord d’Europa o d’Amèrica. Segons revela l’anàlisi de l’ADN antic efectuat per investigadors de la universitat de Cambridge a partir del material alliberat per organismes en el seu pas pel territori —el que es coneix com ADN ambiental—, hi habitaven més d'un centenar d'espècies de plantes, com bedolls, àlbers i flors emparentades amb les roses. També hi vivien animals com l'extint mastodont (semblant a un elefant contemporani), llebres, rosegadors i caribús, així com una gran diversitat de fauna marina. La costa, amb aigua més temperada, estava habitada per crancs que ara no hi podrien viure. Aquest ecosistema, molt més ric que l'actual, es va poder originar perquè el clima dominant a la regió era entre 10 i 17 graus més càlid que ara, segons evidencien els resultats publicats. Com que no s'ha pogut localitzar ni un sol fòssil d'aquests éssers vius, l'eina principal ha sigut l'anàlisi de l'ADN ambiental trobat al permagel, la capa congelada del terra. El material genètic recuperat és el doble d'antic que el del mamut trobat a Sibèria, considerat el més antic fins ara. També dona pistes de com podria ser el seu ecosistema en un futur més càlid. Segons els investigadors, aquest sistema no té equivalent modern i conèixer-lo obre un nou capítol a la història de l'evolució que "canviarà les regles del joc".

Colors psicodèlics

L’esclat de la psiquiatria psicodèlica

Els costums i usos antics ens han ensenyat que hi ha molècules contingudes en plantes i fongs que tenen la capacitat d’alterar l’estat mental. Tradicionalment, en rituals i cerimònies religioses; més recentment, en pràctiques lúdiques i d’oci. Entre aquestes hi ha la psilocibina, que es pot trobar en multitud de fongs, els que coneixem com a bolets al·lucinògens. Durant els anys 60 del segle passat, el seu consum es va associar a la contracultura i al moviment hippy. La moral de l’època va portar a prohibir-los amb l’excusa dels anomenats “mals viatges”. La recerca, recuperada a l’entorn del 2010, comença ara a oferir fruits d’alt valor afegit en la lluita contra la depressió resistent. Segons els resultats d’un assaig clínic en fase II, l’administració d’una dosi única de psilocibina ha demostrat uns efectes ràpids i duradors en pacients que no responien a cap alternativa terapèutica. Això sí, s’ha de fer amb acompanyament d’especialistes i en un entorn adequat. La psilocibina forma part d’un grup de substàncies amb efectes psicodèlics actualment en estudi, com l’aiahuasca, la mescalina, la ibogaïna i la MDMA, el popular èxtasi. L’esketamina completa el que ja es defineix com a nou paradigma en psiquiatria.

Dossier Les fites científiques de l’any
Vés a l’ÍNDEX
stats