Орчин үеийн шинжлэх ухааны чиг хандлага нь дэлхийн өнцөг булан бүрт байгаа мянга мянган лабораториуд өөрсдийн өндөр мэргэшсэн салбарыг илүү өргөн хүрээнд судалж буй томоохон бөгөөд өргөн хүрээний ажил юм. Энэ бол бидний эргэн тойрон дахь ертөнцийн талаарх ойлголтыг ахиулах шинжлэх ухааны өв болон олон зуун жилийн технологийн дэвшлийн логик огтлолцол юм.
Торлог бүрхэвчийн мэдрэлийн тооцоололоос эхлээд сансрын плазмын физик хүртэл улам бүр тодорхой болсон салбаруудад онцгой анхаарал хандуулах хэрэгтэй. Шинжлэх ухааны ямар чиглэлүүд байдаг бөгөөд аль нь хамгийн их хамааралтай вэ?
Биоанагаахын инженерчлэл ба биофизик
Хачирхалтай мэт санагдаж болох ч анагаах ухааны зарим асуудлыг зөвхөн технологийн тусламжтайгаар шийдэж болно. Биоанагаахын инженерчлэл нь уургийн инженерчлэл, хэмжилтийн систем, атом ба бүхэл бүтэн организмын өндөр нарийвчлалтай оптик дүрслэл зэрэг олон талт салбаруудыг хамарсан шинээр гарч ирж буй салбар юм. Энэ хүсэлБиеийн мэдлэгийг амьдралын шинжлэх ухаантай нэгтгэх - хүний эрүүл мэндийн дэвшил.
Одоогийн судалгааны чиглэл
Судалгааны чиглэлүүд орно:
- Биофотоник - флюресценцээр эс, эд эсийг дүрслэх аргыг боловсруулах. Биологийн молекулуудыг судлахад оптик аргуудыг ашигладаг.
- Зүрх судасны дүрслэл - зүрх судасны өвчнийг илрүүлэх, тоон үзүүлэлтийг тодорхойлох аргуудыг боловсруулах.
- Биологийн нарийн төвөгтэй системүүд - биологийн нарийн төвөгтэй системийг ойлгох шинэ арга хэрэгсэл, математик загвар боловсруулах.
- Макромолекулын нэгдэл. Макромолекулуудын судалгаа, үүнд олон бүрэлдэхүүн хэсэгтэй цогцолборууд болон молекул машинуудын угсралт.
- Дархлаа-химийн оношлогоо - "лабораторийн судалгаа" гэх мэт өвчнийг тодорхойлох шинэ технологи бий болгох.
- Инвазив бус оптик дүрслэл - Эд, эрхтнийг үнэлэх, хянах бодит цагийн оношлогооны аргуудыг боловсруулах.
Сүүлийн үеийн ахиц дэвшилд эс болон организмын микроскоп болон макроскопийн ертөнцийг судлах зориулалттай өндөр нарийвчлалтай оптик дүрслэлийн хэд хэдэн хэрэгслийг хөгжүүлсэн болно.
Эсийн биологи
Өөр нэг чухал бөгөөд байнга хөгжиж буй шинжлэх ухааны салбар бол эсийн биологи юм. Бүх амьд оршнолууд нь бүтцийн болон үйл ажиллагааны нэгжүүдээс бүрддэг. Тиймээс үүрэнДутагдал нь эсийн хэвийн бус өсөлтөөс үүдэлтэй хорт хавдраас эхлээд мэдрэлийн эд эсийн үхлийн үр дүнд үүсдэг мэдрэлийн дегенератив эмгэг хүртэл олон өвчинд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Олон тооны биологийн системийг хамарсан зургаан гол бүс байдаг:
- Апоптоз. Эрүүл организм бүрт эсүүд апоптоз гэж нэрлэгддэг програмчлагдсан эсийн үхлийн нарийн зохицуулалттай үйл явцаар үхдэг. Энэ нь мэдрэл судлал, дархлаа судлал, хөгшрөлт, хөгжил, хорт хавдар, аутоиммун, дегенератив өвчин зэрэг эмгэг судлалын үндэс суурь болох олон биологийн системд түгээмэл тохиолддог.
- Эсийн мөчлөг - Үйл ажиллагаа явуулж буй жижиг бүтэц нь бидний амьдралын туршид анхааралтай хянагдсан байдлаар ургаж, хуваагдсаар байдаг. Энэ мөчлөгийг зохицуулдаг молекул болон эсийн үйл явдлууд нь өсөлтийн хэвийн зохицуулалт тасалдсан олон өвчний хувьд маш чухал юм.
- Гликобиологи. Гликанууд нь нүүрс усны биологийн чухал анги юм. Гликан холбогч уураг (лектин) нь тодорхой бүтцийн гликануудтай холбогдож, эсийг таних, хөдөлгөөн хийх, тодорхой эд эс рүү буцах, дохио өгөх, ялгах, эсийн наалдац, бичил биетний эмгэг жам, дархлааг таних зэрэгт чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
- Митохондри. "Эрчим хүчний байшин"-ын барилгын материал гэгддэг митохондри нь чихрийн шижингээс Паркинсоны өвчнөөс сэргийлж, амьд үлдэхийн тулд шаардлагатай энергийн эсүүдийг хангадаг.
- Хөдөлгөөнт байдал - Тархинаас үүссэн бичил харуурын мэдрэлийн эс нь нугасны суурь хүртэл үйл явцаа сунгаж, молекулуудыг хэмжээтэй харьцуулахад асар их зайд шилжүүлэх ёстой. Эрдэмтэд эс, тэдгээрийн дотоод молекул, органелл хэрхэн хөдөлж байгааг судлахын тулд янз бүрийн арга, арга барил ашигладаг.
- Уургийн тээвэрлэлт. Уургууд нь цөмд үүсдэг бөгөөд дараа нь эсийн үүргээ биелүүлэхийн тулд тэдгээрийг зохих ёсоор байрлуулах ёстой. Тиймээс уургийн тээвэрлэлт нь бүх эсийн системийн гол үүрэг бөгөөд түүний үйл ажиллагааны доголдол нь цистик фиброзоос Альцгеймерийн өвчин хүртэлх өвчинтэй холбоотой байдаг.
Амьдралын эсийн үндэс
Амьдралын эсийн үндэс нь орчин үеийн биологийн эрин үед ойлгомжтой мэт санагдаж болох ч 19-р зууны эхэн үед анхны микроскопууд гарч ирэх хүртэл энэ нь зөвхөн таамаг төдий байсан. Хүний энгийн эсийн хэмжээ нь бидний нүдээр харж чадах бүх зүйлээс тав дахин бага юм. Иймээс эсийн эмгэг физиологи зэрэг бүтцийн нэгжийн дотоод үйл ажиллагааны талаарх бидний ойлголтын ахиц дэвшил нь шинжлэх ухааны энэ салбарын технологийн дэвшилтэй зэрэгцэн явж байгаа бөгөөд тэдгээрийг дүрслэх, судлах боломжтой юм.
Хромосомын биологи
Геномикийн салбарын эргэн тойрон дахь өнөөгийн сэтгэл хөдлөлийн үед генүүд нь ДНХ-ийн богинохон хэсэг бөгөөд хромосом гэж нэрлэгддэг илүү том бүтцийн нэг хэсэг гэдгийг мартах нь амархан. Сүүлийнх нь гистон гэж нэрлэгддэг уургуудын эргэн тойронд ороосон ДНХ-ийн хроматинтай ээдрээтэй утаснуудаас тогтдог. Организм хэрхэн хөгжиж, үйл ажиллагаа явуулж, эрүүл байхыг тодорхойлоход адил чухал үүрэг гүйцэтгэдэг нь одоо мэдэгдэж байна.
Эпигенетик гэдэг нь "генетикийн дээр" гэдэг нь бидний ДНХ-ийн түвшинд тохиолдож болох өөрчлөлтөөс гадна геном дахь хүрээлэн буй орчны өөрчлөлтийг судалдаг шинжлэх ухаан юм. Генийн үйл ажиллагааны эдгээр хэлбэлзэл нь гистоны уураг гэх мэт тэдгээрийн эргэн тойрон дахь элементүүдийн өөрчлөлт эсвэл генийн илэрхийлэлийг хянадаг транскрипцийн элементүүдийн өөрчлөлтүүд орно. ДНХ-ийн өөрчлөлтөөс ялгаатай нь эпигенетик хэлбэлзэл нь ихэвчлэн үеийнхээс хамаардаг.
Өөрөөр хэлбэл эпигенетик өөрчлөлт нь ихэвчлэн эцэг эхээс хүүхдэд дамждаггүй. Энэхүү харьцангуй шинэ судалгааны чиглэл нь бидний хэвийн хөгжил, өвчний талаарх ойлголтыг өөрчилсөн бөгөөд одоо дараагийн үеийн эмчилгээний ахиц дэвшилд нөлөөлж байна. Төрөл бүрийн чиглэлээр судалж байна, үүнд:
- Таргалалт. Бидний геном дахь эпигенетик өөрчлөлтүүд нь өөх тосны хуримтлал зэрэг хүний нарийн төвөгтэй өвчинд үүрэг гүйцэтгэдэг гэж эртнээс сэжиглэж ирсэн. Шинжлэх ухааны шинэ чиглэл нь хүрээлэн буй орчны хүчин зүйлс өвчний хөгжилд хэрхэн нөлөөлж болохыг судалж байна.
- Эмнэлзүйн туршилт ба эм боловсруулах. Төрөл бүрийн хавдар дахь эпигенетик хорт хавдрын эмчилгээний үүргийг судалж байна. Энэ нь ердийн хими эмчилгээний нэгэн адил хорт хавдар болон хэвийн барилгын блокуудыг устгахын оронд хэвийн бус эсүүдийг онилж, "дахин програмчилж" чадна гэж найдаж байна.
- Эрүүл мэндийн тусламж үйлчилгээ. Хөгжлийн бүх үе шатанд хооллолт, химийн бодист өртөх нь эпигенетик өөрчлөлтийг үүсгэж, зарим генийг идэвхжүүлж, унтрааж болно. Эрдэмтэд эдгээр элементүүд нийт хүн амд хэрхэн сөргөөр нөлөөлж байгааг судалж байна.
- Зан үйлийн шинжлэх ухаан. Эпигенетик өөрчлөлтүүд нь хар тамхи, архинд донтох зэрэг олон өвчинтэй холбоотой байдаг. Хүрээлэн буй орчны хүчин зүйлс геномыг хэрхэн өөрчилдгийг ойлгох нь сэтгэлзүйн эмгэгийг эмчлэх шинэ арга замыг гэрэлтүүлж чадна.
Квантын биологи
Бөөмс бидний мэдрэхүйг эсэргүүцэж, нэг газраас алга болж, өөр газарт дахин гарч ирэх, эсвэл хоёр газар зэрэг байх үед ийм квант нөлөөллийн талаар физикчид зуу гаруй жилийн турш мэддэг байсан. Гэхдээ эдгээр үр нөлөөг лабораторийн далд туршилтаар тайлбарладаггүй. Эрдэмтэд квант механик нь биологийн үйл явцад ч хамаатай гэж сэжиглэх нь нэмэгдсээр байна.
Магадгүй хамгийн сайн жишээ бол ургамал (мөн зарим бактери) нарны гэрлийн энергийг ашиглан өөрт хэрэгтэй молекулуудыг бүтээдэг гайхалтай үр ашигтай систем болох фотосинтез юм. Энэ үйл явц нь үнэндээ "суперпозиция" үзэгдэлд тулгуурлаж болох бөгөөд жижиг энергийн багцууд бүх боломжит замыг судалж, дараа нь хамгийн үр ашигтай зам дээр тогтдог. Шувууны навигаци, ДНХ-ийн мутаци (квант хонгилоор дамжуулан), тэр ч байтугай бидний үнэрлэх мэдрэмж ч квант нөлөөнд тулгуурладаг байх магадлалтай.
Хэдийгээр энэ нь маш их таамаг дэвшүүлж, маргаантай газар юмСудалгааны үр дүнд олж авсан мэдээлэл нь шинэ эм, биомиметик систем (биометрик бол шинэ материал, машин бүтээхэд биологийн систем, бүтцийг ашигладаг шинжлэх ухааны өөр нэг хөгжиж буй салбар юм) өдрийг хүлээж байна.
Нийгэм ба зан үйлийн шинжлэх ухаан
Молекулын болон эсийн түвшингээс гадна зан үйл, нийгмийн хүчин зүйлүүд өвчин, эрүүл мэндэд хэрхэн нөлөөлж байгааг ойлгох нь өвчнийг ойлгох, эмчлэх, урьдчилан сэргийлэхэд амин чухал юм. Ийм шинжлэх ухааны судалгаа нь өргөн хүрээний салбар, хандлагыг хамарсан олон талт том салбар юм.
Мэргэжлийн дотоод шинжилгээний хөтөлбөрийн үзэл баримтлал нь биоанагаах ухаан, зан үйл, нийгмийн шинжлэх ухааныг нэгтгэж, эрүүл мэндийн нарийн төвөгтэй, яаралтай асуудлыг шийдвэрлэхэд хамтран ажилладаг. Дараах аргуудаар зан үйлийн үйл явц, биопсихологи болон хэрэглээний салбаруудыг судлах шинжлэх ухааны салбаруудыг хөгжүүлэхэд анхаарлаа хандуулж байна:
- Өвчин эсвэл биеийн байдал зан үйл, нийгмийн үйл ажиллагаанд үзүүлэх нөлөөллийн судалгаа.
- Өвчний эхлэл ба явцтай холбоотой зан үйлийн хүчин зүйлсийг тодорхойлох, ойлгох.
- Эмчилгээний үр дүнгийн судалгаа.
- Эрүүл мэндийг дэмжих, өвчнөөс урьдчилан сэргийлэх судалгаа.
- Эрүүл мэндэд үзүүлэх институци болон байгууллагын нөлөөллийн дүн шинжилгээ.
Гадаад цаг уур зүй
Цаг уур судлаачид дуртайЭкзо-далайн судлаачид болон экзогеологичид Дэлхийгээс бусад гаригуудад тохиолддог байгалийн үйл явцыг судлах сонирхолтой байдаг. Одоо одон орон судлаачид ойр орчмын биетүүдийн дотоод үйл ажиллагааг нарийвчлан судлах боломжтой болсон тул агаар мандал, цаг агаарын төлөв байдлыг улам бүр хянах боломжтой болсон. Бархасбадь болон Санчир гаригууд гайхалтай том боломжит системүүдээрээ судалгаа хийх гол нэр дэвшигчид юм.
Жишээ нь Ангараг гариг дээр шороон шуурга тогтмол болдог. Энэхүү шинжлэх ухаан, техникийн чиглэлээр цаг уур судлаачид манай нарны аймгийн гаднах гаригуудыг хүртэл судалдаг. Сонирхолтой нь тэд агаар мандал дахь органик шинж тэмдэг эсвэл нүүрстөрөгчийн давхар ислийн хэмжээ ихсэх замаар харь гаригийн амьдралын шинж тэмдгийг олж мэдэх нь аж үйлдвэрийн эрин үеийн соёл иргэншлийн шинж тэмдэг юм.
Nutrigenomics
Хүнсний геномик гэгддэг Nutrigenomics нь шинжлэх ухааны тэргүүлэх чиглэл юм. Энэ бол хоол хүнс болон ДНХ-ийн хариу урвалын нарийн төвөгтэй харилцан үйлчлэлийн судалгаа юм. Үнэн хэрэгтээ хоол хүнс нь хүний эрүүл мэндэд маш их нөлөөлдөг бөгөөд энэ нь молекулын түвшинд шууд утгаараа эхэлдэг. Энэ чиглэлээр ажиллаж буй эрдэмтэд удамшлын өөрчлөлт, хоол тэжээлийн хариу урвал, шим тэжээл нь бидний бүтцэд хэрхэн нөлөөлдөгийг ойлгохыг хичээж байна.
Нутригеномик нь хоёр янзаар ажилладаг - бидний генүүд бидний хоолны дэглэмд нөлөөлдөг ба эсрэгээр. Шинжлэх ухааны үйл ажиллагааны энэ чиглэлийн гол зорилго бол хувь хүний хоол тэжээлийг бий болгох явдал юм.бидний идэж буй зүйл, өөрсдийн өвөрмөц генетикийн үндсэн хуультай.
Танин мэдэхүйн эдийн засаг
Эдийн засаг нь ихэвчлэн гүн гүнзгий мэдлэгтэй холбоотой байдаггүй ч энэ салбар нь уламжлалт судалгааны салбаруудтай нэгдэх тусам өөрчлөгдөж магадгүй юм. Зан үйлийн эдийн засагтай андуурч болохгүй (бидний үйл ажиллагааны арга барил - бидний хийдэг зүйл - эдийн засгийн шийдвэр гаргах хүрээнд судалдаг) танин мэдэхүйн эдийн засаг нь бидний хэрхэн сэтгэдэг тухай юм. Энэ нутгийн талаар блог хөтөлдөг Ли Колдуэлл үүнийг дараах байдлаар тодорхойлсон:
"Танин мэдэхүйн эдийн засаг (эсвэл санхүү) … сонголт хийх үед тухайн хүний оюун санаанд юу болж байгааг хардаг. Шийдвэр гаргах дотоод бүтэц гэж юу вэ, мэдээлэл ухамсарт хэрхэн нэвтэрч, түүнийг хэрхэн боловсруулдаг вэ?, эцэст нь эдгээр бүх үйл явц бидний зан төлөвт хэрхэн илэрхийлэгддэг вэ?"
Өөр нэг байдлаар, танин мэдэхүйн эдийн засаг нь физик, зан үйлийн эдийн засаг нь инженерчлэл юм. Үүний тулд энэ чиглэлээр ажиллаж буй эрдэмтэд дүн шинжилгээгээ бага түвшинд эхлүүлж, томоохон хэмжээний эдийн засгийн зан үйлийн загварыг боловсруулахын тулд хүний шийдвэр гаргах үндсэн микрозагваруудыг бүрдүүлдэг. Үүнийг хийхэд нь туслахын тулд танин мэдэхүйн эдийн засагчид сахилга бат, тооцооллын эдийн засгийн холбогдох салбарууд, түүнчлэн оновчтой байдал, шийдвэрийн онол дахь шинжлэх ухаан, технологийн судалгааны үндсэн чиглэлүүдийг хардаг.
