Trendrapport biologi
Dataspel i hjärnan, bakterier som räddar världen och det första artificiella livet – det här är den kommande säsongens viktigaste biologitrender.
Trendrapporten publicerades i Bon 44, sommar 2008.
Hösten 2008 är det varken lågkonjunkturen eller Avalanches andra som kommer förändra ditt liv. det är den nya biologin. Dataspel i hjärnan, bakterier som räddar världen och det första artificiella livet – det här är den kommande säsongens viktigaste biologitrender.
SPEL UNDER HUDEN
Vad: Spel som styrs direkt av våra tankar, hjärtslag och känslor
Vem: Emotiv, EmSense, NeuroSky, Mindball
När: Emotiv släpper sitt första headset julen 2008
Futur: Full hjärnkontroll över avancerade spel. Tumkraft ersätts av tankekraft. Spel som injicerar hjärnan med känslor, dofter och smaker (Sony har redan tagit patent på teknik som sänder smaker via microvågor in i hjärnan)
Referenser:
http://www.emotiv.com
http://www.emsense.com
http://www.neurosky.com
http://www.mindball.se
2008 är året då dataspelen kryper under huden på oss – bokstavligt talat. Efter den osannolika framgången med Nintendo Wii har spelbranschen fokuserat allt mer på nya sätt att spela, snarare än på nya spelgenrer. Och allra hetast är biologi. Med så kallad biofeedback håller man på att bygga grunden till en ny generation spel som styrs av kroppens impulser.
De nya konsolerna kommer att kunna läsa av spelarens puls, nervsignaler i huden och till och med hjärnvågor. En rad spelföretag har redan flyttat spelen bakom pannbenet och gjort hjärnan till joystick. Mest uppmärksammat är San Francisco-baserade Emotiv, som tidigare i år presenterade ett headset med 16 sensorer som läser av signaler i hjärnans motoriska centrum.
Det motoriska centret reagerar bara du tänker på eller föreställer dig en kroppsrörelse; headsetet tolkar dessa signaler och överför dem till spelet. Emotivs headset ska släppas redan till jul och kommer att kosta runt 300 dollar. Andra företag som utvecklat liknande teknik som är redo för marknaden är NeuroSky och EmSense. EmSense har en spelkontroll som även mäter hjärtpuls och hudrespons (GSR) med samma metod som används i lögndetektorer.
Företaget har sedan flera år tillbaka erbjudit spelutvecklare tekniken för att testa biologiska reaktioner på nya spel. Genom att avläsa var och när de flesta spelare reagerar kan man styra och förstärka spelupplevelsen. Tekniken är långt ifrån fulländad, men kan redan nu bli ett intressant komplement till vanliga spel. Till sin release har Emotiv bland annat omarbetat ett Harry Potter-spel där du fortfarande kan styra din karaktär med spelkontrollen, men kasta eldklot och frammana magiska formler med tankekraft. Ännu mer intressant är spel som Mindball Game, skapat av företaget med samma namn.
Två spelare med headset tävlar om vem som kan hålla sitt sinne mest koncentrerat i ett slags meditativ brottningsmatch. Låt hjärnornas kamp börja.
BODYBUILDING
Vad: Glöm robotarmar och pacemakers. Det är dags att skriva ut en ny kropp
Vem: Anthony Atala, Oron Catts, Ionat Zurr
När: I dag och i morgon
Futur: Printa ett nytt hjärta och odla en extra arm. Organtransplantationer ersätts av nya tekniker där kroppsdelar skrivs ut, växer tillbaka självmant eller odlas fram av dina egna celler. Modeindustrin odlar skinn och päls. Konstnärer skulpterar i levande kött
Referenser:
The Tissue Culture and Art
Project: http://www.tca.uwa.edu.au,
Anthony Atala, Wake Forest
University: http://www.wfirm.org
Det blir allt tydligare att vi i framtiden inte kommer att ersätta förlorade lemmar med robotproteser, utan helt enkelt bara låta dem växa tillbaka. Det senaste året har flera stora genombrott skett på området. Det allra största kom när amerikanska och japanska forskare i november 2007 rapporterade att de hade utvecklat ett nytt enkelt sätt att framställa stamceller från vanliga hudceller. Stamceller är ett slags urcell som kan utvecklas till alla de andra 220 celltyper vi har i kroppen.
Framsteget kan ta luften ur den känsliga debatten om det moraliskt tvivelaktiga med att skörda stamceller från mänskliga
embryon. I aprilnumret av Scientific American sammanfattade man forskningen kring naturlig återväxt av organ och konstaterade att vi bara är tio år ifrån att låta en förlorad arm växa tillbaka helt naturligt. Forskare vid Stanford University har upptäckt att det i en cell som fibroblasten (ett slags bindvävs-cell) finns ett lagrat minne av hur vår kropp ser ut, även stympade delar.
Ännu närmre i tiden ligger en annan spännande utveckling. Anthony Atala, chef för den medicinska avdelningen vid Wake Forest University, är en föregångare inom ”bodyprinting”.
Tidigare har han byggt om HP-skrivare, som i stället för bläck laddas med celler. På samma sätt som en vanlig skrivare fylls med patroner i olika färger kan deras variant laddas med flera olika sorters celler. Skrivaren lägger celler lager på lager och bygger på så sätt upp ett organ, till exempel en artär, en åder eller en hjärtklaff.
Nyligen tog universitetet patent på en uppdaterad version, en 3D-skrivare som klarar att skriva ut vilket organiskt material som helst – från hud till ben, inälvor och nervvävnad. De stora framstegen inom forskningen gynnar i första hand medicinen men kan även påverka modet och konsten.
Bland annat ska inte steget vara långt till att odla fram artificiell päls och skinn. Konstnärerna Oron Catts och Ionat Zurr, som ställde ut på MoMA i våras, har redan börjat skulptera med celler. Inom ramen för sitt omtalade The Tissue Culture and Art Project har de odlat fram en liten jacka av hudceller. Deras nya projekt går ett steg längre: de återupplivar döda djur genom att hålla vävnaden levande från djur som slaktats.
SPEL UNDER HUDEN
Vad: Spel som styrs direkt av våra tankar, hjärtslag och känslor
Vem: Emotiv, EmSense, NeuroSky, Mindball
När: Emotiv släpper sitt första headset julen 2008
Futur: Full hjärnkontroll över avancerade spel. Tumkraft ersätts av tankekraft. Spel som injicerar hjärnan med känslor, dofter och smaker (Sony har redan tagit patent på teknik som sänder smaker via microvågor in i hjärnan)
Referenser:
http://www.emotiv.com
http://www.emsense.com
http://www.neurosky.com
http://www.mindball.se
2008 är året då dataspelen kryper under huden på oss – bokstavligt talat. Efter den osannolika framgången med Nintendo Wii har spelbranschen fokuserat allt mer på nya sätt att spela, snarare än på nya spelgenrer. Och allra hetast är biologi. Med så kallad biofeedback håller man på att bygga grunden till en ny generation spel som styrs av kroppens impulser. De nya konsolerna kommer att kunna läsa av spelarens puls, nervsignaler i huden och till och med hjärnvågor.
En rad spelföretag har redan flyttat spelen bakom pannbenet och gjort hjärnan till joystick. Mest uppmärksammat är San Francisco-baserade Emotiv, som tidigare i år presenterade ett headset med 16 sensorer som läser av signaler i hjärnans motoriska centrum. Det motoriska centret reagerar bara du tänker på eller föreställer dig en kroppsrörelse; headsetet tolkar dessa signaler och överför dem till spelet.
Emotivs headset ska släppas redan till jul och kommer att kosta runt 300 dollar. Andra företag som utvecklat liknande teknik som är redo för marknaden är NeuroSky och EmSense. EmSense har en spelkontroll som även mäter hjärtpuls och hudrespons (GSR) med samma metod som används i lögndetektorer. Företaget har sedan flera år tillbaka erbjudit spelutvecklare tekniken för att testa biologiska reaktioner på nya spel. Genom att avläsa var och när de flesta spelare reagerar kan man styra och förstärka spelupplevelsen.
Tekniken är långt ifrån fulländad, men kan redan nu bli ett intressant komplement till vanliga spel. Till sin release har Emotiv bland annat omarbetat ett Harry Potter-spel där du fortfarande kan styra din karaktär med spelkontrollen, men kasta eldklot och frammana magiska formler med tankekraft. Ännu mer intressant är spel som Mindball Game, skapat av företaget med samma namn. Två spelare med headset tävlar om vem som kan hålla sitt sinne mest koncentrerat i ett slags meditativ brottningsmatch. Låt hjärnornas kamp börja. trendrapport
LEVANDE MASKINER
Vad: Biologisk massa i maskiner, datorer och robotar
Vem: Charles Higgins, Thomas DeMarse
När: Det kommande decenniet
Futur: En mushjärna i din laptop, flugögon i kameran och en blodhunds luktsinne i din mobil. Allt livligare hårdvara. Utvecklad artificiell intelligens. Mer känslosam teknik
Referenser:
Genesis Machines: The New Science of Biocomputing av Martyn Amos (2006)
Robot Control: From Silicon Circuitry to Cells av Soichiro Tsuda, Klaus-Peter Zauner och Yukio-Pegio Gunji (2006)
Våra maskiner blir allt mer levande. Biologin har börjat flytta in i tekniken. Konkret betyder det att man har börjat föra samman celler, nerver och delar av insekter med datorer, robotar och annan teknik. Charles Higgins, professor i neurobiologi och datorvetenskap vid University of Arizona, experimenterar till exempel med insekter för att utveckla bättre sinnen hos robotar.
För varför försöka återskapa något som evolutionen redan fulländat, när man i stället kan sno det? Levande sinnen är än så länge överlägsna tekniska sensorer när det gäller att registrera omvärlden. Det finns ännu inga kameror som kan slå en flugas ögon. Datorer som använder insekters ögon och hundars luktsinne kan på ett överlägset bättre sätt övervaka och skapa en bild av sin omgivning än dagens tillgängliga teknik.
Charles Higgins byggde förra året en 30 centimeter hög robot som styrdes av en malhjärna. Även robotens ögon hade Higgins tagit från en mal. Resultatet var att roboten kunde reagera på sin omgivning och väja för hinder. ”Jag insåg att jag spenderade 60 000 dollar på att härma en liten del av en flugas hjärna när jag kunde få bättre teknik från en mal som kostade fyra dollar”, sa Charles Higgins till New Scientist tidigare i år.
För ett par år sedan skapade Thomas DeMarse, professor i biomedicin vid University of Florida, en modifierad råtthjärna genom att täcka ett galler av elektroder med nervceller från en råttas hjärna. Cellerna växte samman med elektroderna och skapade en hybrid mellan en dator och en hjärna. ”Hjärnan” kopplades sedan via en laptop ihop med en flygsimulator och kunde själv styra ett F-22-flygplan genom hårt väder. ”Hjärnan lär sig, precis som en mänsklig hjärna gör”, förklarade DeMarse för Discovery Channel.
”Först visste den inte hur den skulle kontrollera planet eftersom den inte hade någon erfarenhet. Men efter ett tag lärde den sig.”
Hjärnan ska, enligt DeMarse, i framtiden kunna styra flygplan i farliga situationer som krigs- och räddningsuppdrag. Enligt Charles Higgins är korsningen mellan biologi och teknik framtiden. Som han uttryckte det i New Scientist: ”Det är hit datorer är på väg. Vi kommer att ha några levande komponenter och några ickelevande i våra datorer. De kommer blandas på det sätt som fungerar bäst.”
CYBORGDJUR
Vad: Teknik implanteras i insekter och andra djur
Vem: DARPA, Su Xuecheng
När: Nu
Futur: Anlita en spionmyra och byt ut ditt inbrottslarm mot en fluga på väggen! Implantat i djur som får dem att lyda oss och hindrar dem från att anfalla. Effektivare sätt att kommunicera med ditt husdjur
Referenser:
The Complex: How the Military Invades Our Everyday Lives av Nick Turse (2008)
Flesh and Machines: How Robots Will Change Us av Rodney A. Brooks (2002)
Sammansmältningen av biologi och teknik handlar inte bara om att biologi implanteras i maskiner. Den motsatta utvecklingen, att implantera teknik i djur, är än mer intensiv. På en konferens om MEMS (microelectromechanical systems – det vill säga väldigt, väldigt små maskiner) i Arizona i januari presenterades insektsrikets svar på Frankensteins monster. En forskargrupp från Boyce Thompson Institute i Ithaca, New York visade hur de med elektriska signaler kunde styra flygrörelserna hos en mal.
Finansiären bakom projektet var DARPA, den amerikanska arméns utvecklingsorgan. Målet: att skapa små radiostyrda spioner. Forskningen är en fortsättning på den som fysiologen José Delgado påbörjade under femtiotalet då han stimulerade klumpiga muskelrörelser hos tjurar genom att skjuta elektroniska impulser rakt in i deras hjärnor. Sedan dess har mycket hänt.
Härom året presenterade ett kinesiskt team lett av Su Xuecheng vid Shandong University ett projekt där man hade implanterat elektroder i hjärnan på en duva. Med hjälp av en enkel laptop med trådlöst nätverk kunde man sedan styra duvans flygrörelser.
DARPA har haft liknande projekt med hajar, men fördelen med insekter är uppenbar: de upptäcks inte. Insekter kan övervaka med ljud och video, och även peka ut mål att attackera. Ett annat användningsområde är att dra nytta av insekters överlägsna luktsinne för att spåra sprängmedel, kemikalier och gaser. En del insekter kan uppfatta enskilda doftmolekyler i luften på flera mils håll.
Rodney Brooks, grundare av robottillverkaren iRobots och professor i robotik vid MIT, sa förra året till The Times: ”Det här kommer att hända. Det är liksom inte som att utveckla en atombomb, vilket kostar miljardtals dollar. Det här kan göras billigt. Malar behöver ju väldigt lite föda och kan användas överallt.”
Teamet bakom cyborgmalen planterade in elektroniken redan på förpuppningsstadiet. Under förpuppningen bryts insekten ner från en larv till en biologisk vätska innan den återuppbyggs till en färdig insekt. Planterar man in tekniken vid rätt tidpunkt kan man låta den bli en naturlig del av den färdigutvecklade insekten. Användningsområdena för implantat i djur är många förutom de militära.
I människans strävan efter kontroll över djurriket har vi avlat djur till att bli lättkontrollerade. Vi har fått husdjur och matdjur som lätt kan tränas att lyda oss. Med ett chip i djurets hjärna skulle vi fullända processen. Vi skulle inte behöva tämja djuren. De skulle följa vår minsta vink. De skulle inte ens ha något val.
BIOLOGINS BILL GATES
....................................................
Vad: Det första artificiella livet
Vem: Craig Venter
När: Troligen under 2008
Futur: Nya djur- och växtarter påhittade och skapade av människan. Mediciner åt alla. Oändligt med energi. Ingen mer svält
Referenser:
Craig Venters självbiografi A Life Decoded: My Genome: My Life (2007)
J. Craig Venter Institute: http://www.jcvi.org,
http://www.syntheticgenomics.com
Det går inte att komma undan Craig Venter. På ett eller annat sätt kommer han att förändra ditt liv. Den kontroversielle biologen och Vietnamveteranen är en av världens i dag mest inflytelserika personer. Inte för inte har han kallats biologins Bill Gates. Craig Venter är lika framgångsrik som han är känd för att vara hänsynslös.
Han startade kapplöpning i forskarvärlden om att kartlägga den mänskliga arvsmassan och i fjol var han och ärkefienden James Watson de två första personerna i världen att få hela sin personliga arvsmassa dechiffrerad (vilket visade att Craig Venter bland annat har anlag för blött öronvax och Alzheimers).
Men Craig Venter nöjer sig inte med att läsa den genetiska koden, han vill även skriva den. Med andra ord: han vill skapa det första artificiella livet. Och han har kommit en bra bit på väg. I januari meddelade J. Craig Venter Institute att de skapat den längsta syntetiska dna-strukturen någonsin, en komplett kromosom baserad på den encelliga bakterien mycoplasma genitalium. Nästa steg blir att stoppa in den syntetiska kromosomen i en mycoplasma genitalium som fått sitt eget dna bortplockat, och på så sätt skapa en ny art: mycoplasma laboratorium.
Craig Venter tänker naturligtvis själv patentera den första syntetiska organismen. Redan förra sommaren lyckades J. Craig Venter Institute transplantera kromosomer mellan celler. Många forskare tror därför att det stora genombrottet kommer redan under 2008. Vad skulle det då betyda? För att använda Venters egna ord: ”De kommande 20 åren kommer syntetiska gener bli standard för att skapa vad som helst.” Och då menar han verkligen vad som helst.
Craig Venter hävdar på fullt allvar att jordens öde ligger i hans händer. Bland annat vill han stoppa växthuseffekten med hjälp av bakterier som äter upp koldioxiden. När han klarat av den lilla uppgiften tänker han lösa världens energiproblem genom att skapa bakterier som producerar en oändlig tillgång på biobränsle. Med samma metod vill han även ta död på svälten och skapa bakterier som bokstavligt talat bajsar ut mediciner.
Venter kan vara både framtidens största energimagnat och världens frälsare – eller, om man är mer dystopiskt lagd, det främsta hotet mot mänsklighetens fortlevnad. I sin klassiker The Sun, the Genome, and the Internet: Tools of Scientific Revolutions (1999) siar fysikern Freeman J. Dyson att barn i framtiden kommer att ha bioteknikspel på dagis; i stället för att leka med lera kommer de att skapa nya växter och djur genom att designa om frön och ägg. Han menar att utvecklingen kommer innebära ”en explosion av den biologiska mångfalden”, en helt ny flora av djur, växter och varelser skapade av människor.
Den här utvecklingen har vi egentligen redan påbörjat med hjälp av avling, odling och genetisk manipulation. I förlängningen öppnar den enorma möjligheter även för konst, design och mode, till exempel i form av levande skulpturer, fåtöljer som kramar dig och kläder som läker när de gått sönder