Заманбап илимий тенденциялар - бул дүйнө жүзүндөгү миңдеген лабораториялар өздөрүнүн жогорку адистештирилген тармагын бир топ кеңири масштабда изилдеп жаткан чоң жана кеңири аракет. Бул бизди курчап турган дүйнөнү жакшыраак түшүнүү үчүн илимий мурастын жана кылымдык технологиялык жетишкендиктердин логикалык кесилиши.
Көздүн торчолук нейрондук эсептөөлөрүнөн баштап космостук плазма физикасына чейин барган сайын спецификалык дисциплиналарга өзгөчө көңүл буруу керек. Кандай илимий багыттар бар жана кайсылары эң актуалдуу?
Биомедициналык инженерия жана биофизика
Бул кызыктай көрүнүшү мүмкүн, бирок медицинадагы кээ бир көйгөйлөр технологиянын жардамы менен гана чечилет. Биомедициналык инженерия - бул протеиндик инженерия, өлчөө системалары жана атомдордун жана бүтүндөй организмдердин жогорку резолюциядагы оптикалык сүрөттөрү сыяктуу ар түрдүү тармактарды камтыган өнүгүп келе жаткан дисциплина. Бул каалоо үчүнфизикалык билимдердин жашоо илимдери менен интеграциясы - адамдын ден соолугундагы прогресс.
Учурдагы изилдөө багыттары
Изилдөө багыттарын камтыйт, мисалы:
- Биофотоника - флуоресценция менен клеткаларды жана ткандарды визуалдаштыруу ыкмаларын иштеп чыгуу. Оптикалык методдор биологиялык молекулаларды изилдөө үчүн колдонулат.
- Жүрөк-кан тамыр ооруларын аныктоо жана сандык аныктоо ыкмаларын иштеп чыгуу.
- Татаал биологиялык системалар - татаал биологиялык системаларды түшүнүү үчүн жаңы куралдарды жана математикалык моделдерди иштеп чыгуу.
- Макромолекулярдык жыйын. Макромолекулаларды изилдөө, анын ичинде көп компоненттүү комплекстерди жана молекулалык машиналарды чогултуу.
- Иммунохимиялык диагностика - "лабораториялык изилдөөлөр" сыяктуу ооруларды аныктоо үчүн жаңы технологияларды түзүү.
- Инвазивдүү эмес оптикалык сүрөт - ткандарды жана органдарды баалоо жана көзөмөлдөө үчүн реалдуу убакыт диагностикалык ыкмаларын иштеп чыгуу.
Акыркы жетишкендиктерге клеткалардын жана организмдердин микроскопиялык жана макроскопиялык дүйнөсүн изилдөө үчүн арналган бир нече жогорку чечилиштеги оптикалык сүрөттөө куралдарынын иштелип чыгышы кирет.
Клетка биологиясы
Дагы бир маанилүү жана тынымсыз өнүгүп келе жаткан илимий багыт бул клетка биологиясы. Бардык тирүү жандыктар структуралык жана функциялык бирдиктерден турат. Ошентип, уюлдукЖетишсиздик клетканын анормалдуу өсүшүнөн улам пайда болгон рактан тартып нерв кыртышынын өлүмүнөн келип чыккан нейродегенеративдик ооруларга чейин көптөгөн ооруларда маанилүү роль ойнойт. Бир нече биологиялык системаларды камтыган алты негизги аймак бар:
- Апоптоз. Ар бир дени сак организмде клеткалар апоптоз деп аталган программаланган клетка өлүмүнүн кылдат жөнгө салынган процесси аркылуу өлүшөт. Бул неврология, иммунология, картаюу жана өнүгүү үчүн негиз болгон көптөгөн биологиялык системаларга, ошондой эле рак, аутоиммундук жана дегенеративдик оорулар сыяктуу патологияларга мүнөздүү.
- Клетка цикли - Иштеп жаткан мини структуралар биздин өмүр бою кылдат көзөмөлдөнгөн түрдө өсүп жана бөлүнүүнү улантууда. Бул циклди жөнгө салуучу молекулярдык жана клеткалык окуялар нормалдуу өсүү жөнгө салуу бузулган көптөгөн оорулар үчүн маанилүү болуп саналат.
- Гликобиология. Гликандар карбонгидраттардын биологиялык маанилүү классы болуп саналат. Гликанды байланыштыруучу протеиндер (лектиндер) белгилүү структуралык гликандар менен байланышат жана клетканы таанууда, кыймылдоодо жана белгилүү ткандарга кайтууда, сигнал берүүдө, дифференциялоодо, клетканын адгезиясында, микробдук патогенезде жана иммунологиялык таанууда маанилүү роль ойнойт.
- Митохондрия. "Күч үйүнүн" курулуш материалы катары белгилүү болгон митохондриялар кант диабетинен Паркинсонго чейин оорудан сактануу үчүн жашоо үчүн керек болгон энергия клеткаларын камсыздайт.
- Мобилдүүлүк - Мээде пайда болгон жана процесстерин жүлүндүн түбүнө чейин жайган микроскопиялык нерв клеткасы молекулаларды анын көлөмүнө салыштырмалуу абдан чоң аралыкка жылдырышы керек. Окумуштуулар клеткалардын жана алардын ички молекулаларынын жана органеллдеринин кыймылын изилдөө үчүн ар кандай ыкмаларды жана ыкмаларды колдонушат.
- Белокторду ташуу. Белоктор ядродо жасалат, анан клеткалык ролун аткаруу үчүн алар туура жайгаштырылышы керек. Ошентип, белок ташуу бардык клеткалык системалар үчүн негизги болуп саналат жана анын дисфункциясы муковисцидоздон Альцгеймер оорусуна чейинки оорулар менен байланышкан.
Жашоонун уюлдук негизи
Жашоонун клеткалык негизи биологиянын заманбап доорунда ачык-айкын сезилиши мүмкүн, бирок он тогузунчу кылымдын башында биринчи микроскоптор иштелип чыкканга чейин, бул божомол гана болушу мүмкүн. Кадимки адам клеткасынын көлөмү биз көз менен көрө алган нерселерден болжол менен беш эсе кичине. Демек, структуралык бөлүмдөрдүн ички түзүлүштөрүн, анын ичинде клеткалык патофизиологияны түшүнүүдөгү прогресс, аларды сүрөттөө жана изилдөө үчүн жеткиликтүү болгон бул илимий тармактын технологияларындагы жетишкендиктер менен катар жүрөт.
Хромосомалардын биологиясы
Учурдагы геномика тармагындагы толкундануу менен гендер ДНКнын кыска бөлүктөрү жана хромосома деп аталган алда канча чоң структуралардын бир бөлүгү экенин унутуу оңой. Акыркылары гистондор деп аталган белокторго оролгон ДНКнын хроматин-татаал тилкелеринен турат жанаазыр организмдердин кантип өнүгүп, иштешин жана ден соолугун сактоону аныктоодо бирдей маанилүү ролду ойной турганы белгилүү.
Эпигенетика, түзмө-түз "генетикадан жогору" - бул геномдогу биздин ДНКнын деңгээлинде болушу мүмкүн болгон экологиялык өзгөрүүлөрдү изилдөөчү илим. Ген активдүүлүгүндөгү бул термелүүлөр гистон протеиндери сыяктуу аларды курчап турган элементтердин модификацияларын же ген экспрессиясын көзөмөлдөгөн транскрипциялык элементтердин модификацияларын камтыйт. ДНКдагы өзгөрүүлөрдөн айырмаланып, эпигенетикалык флуктуациялар көбүнчө муунга мүнөздүү.
Башкача айтканда, эпигенетикалык өзгөрүүлөр адатта ата-энеден балага берилбейт. Бул салыштырмалуу жаңы изилдөө линиясы биздин нормалдуу өнүгүү жана оору жөнүндөгү түшүнүгүбүздү өзгөрттү жана азыр кийинки муундагы дарылоонун жүрүшүнө таасир этүүдө. Ар түрдүү тармактар изилденип жатат, анын ичинде:
- Семирүү. Биздин геномубуздагы эпигенетикалык өзгөрүүлөр көптөн бери майдын топтолушу сыяктуу адамдын татаал ооруларында роль ойнойт деп шектелип келген. Жаңы илимий багыт экологиялык факторлор оорунун өнүгүшүнө кандай таасир этиши мүмкүн экенин изилдеп жатат.
- Клиникалык сыноолор жана дарыларды иштеп чыгуу. Эпигенетикалык рак терапиясынын ар кандай шишиктерде ролу изилденип жатат, алар стандарттуу химиотерапиядагыдай рак жана нормалдуу курулуш блокторун өлтүрбөй, анормалдуу клеткаларды бутага алып, "кайра программалай алат" деген үмүттө.
- Саламаттык сактоо. Диета жана өнүгүүнүн бардык этаптарында химиялык заттардын таасири эпигенетикалык өзгөрүүлөргө алып келиши мүмкүн, бул белгилүү гендерди күйгүзүп же өчүрө алат. Окумуштуулар бул элементтер жалпы калкка кандай терс таасирин тийгизерин изилдеп жатышат.
- Жүрүм-турум илими. Эпигенетикалык өзгөрүүлөр көптөгөн оорулар менен, анын ичинде баңги жана алкоголдук көз карандылык менен байланышкан. Экологиялык факторлордун геномду кандайча өзгөртөөрүн түшүнүү психологиялык ооруларды дарылоонун жаңы жолдорун ачып бере алат.
Кванттык биология
Физиктер мындай кванттык эффекттер жөнүндө жүз жылдан ашык убакыттан бери билишет, бөлүкчөлөр сезимдерибизге каршы чыгып, бир жерден жок болуп, экинчи жерде кайра пайда болуп, же бир эле учурда эки жерде болгон. Бирок бул эффекттер жашыруун лабораториялык эксперименттерге таандык эмес. Окумуштуулар кванттык механика биологиялык процесстерге да колдонулушу мүмкүн деп шектенүүдө.
Мүмкүн эң сонун мисал фотосинтез, өсүмдүктөр (жана кээ бир бактериялар) күндүн нурунан келген энергияны колдонуп, керектүү молекулаларды кура турган укмуштуудай эффективдүү система. Көрсө, бул процесс чындыгында “суперпозиция” феноменине таянышы мүмкүн экен, анда энергиянын кичинекей пакеттери бардык мүмкүн болгон жолдорду изилдеп, андан кийин эң эффективдүү жолду тандашат. Ошондой эле канаттуулардын навигациясы, ДНК мутациялары (кванттык туннелдөө аркылуу) жана атүгүл жыт сезүү сезимибиз кванттык эффекттерге көз каранды болушу мүмкүн.
Бул өтө спекулятивдүү жана талаштуу аймак болсо да, кимпрактиктер изилдөөлөрдөн алынган маалымат жаңы дарыларга жана биомиметикалык системаларга алып келе турган күндү күтүп жатышат (биометрика илимдин дагы бир өнүгүп келе жаткан тармагы, мында биологиялык системалар жана структуралар жаңы материалдарды жана машиналарды түзүү үчүн колдонулат).
Социалдык жана жүрүм-турум илимдери
Молекулярдык жана клеткалык деңгээлден тышкары, жүрүм-турум жана социалдык факторлор ооруга жана ден-соолукка кандай таасир тийгизерин түшүнүү ооруну түшүнүү, дарылоо жана алдын алуу үчүн абдан маанилүү. Мындай илимдердеги изилдөөлөр көп кырдуу көп тармак болуп саналат, ал дисциплиналардын жана ыкмалардын кеңири спектрин камтыйт.
Интрапрофессионалдык талдоо программасынын концепциясы биомедициналык, жүрүм-турум жана коомдук илимдерди биргелешип, татаал жана шашылыш саламаттык сактоо көйгөйлөрүн чечүү үчүн бириктирет. Фокус төмөнкү ыкмалар аркылуу жүрүм-турум процесстерин, биопсихологиялык жана прикладдык тармактарды изилдеген илимий багыттарды өнүктүрүүгө багытталган:
- Оорунун же физикалык абалдын жүрүм-турумга жана социалдык ишке тийгизген таасирин изилдөө.
- Оорунун башталышы жана жүрүшү менен байланышкан жүрүм-турум факторлорун аныктоо жана түшүнүү.
- Дарылоонун натыйжаларын изилдөө.
- Ден соолукту чыңдоо жана оорулардын алдын алуу боюнча изилдөө.
- Ден соолукка институттук жана уюштуруучулук таасирин талдоо.
Экзометеорология
Экзометеорологдор жагатэкзо-океанографтар жана экзогеологдор Жерден башка планеталарда болуп жаткан табигый процесстерди изилдөөгө кызыгышат. Эми астрономдор жакын жердеги объектилердин ички түзүлүшүн жакшыраак карап көрө алгандыктан, алар барган сайын атмосфералык жана аба ырайынын үлгүлөрүн байкай алышат. Юпитер жана Сатурн укмуштуудай чоң потенциалдуу системалары менен изилдөө үчүн негизги талапкерлер.
Мисалы, Марста чаңдуу бороондор дайыма болуп турат. Бул илимий-техникалык багытта экзометеорологдор биздин Күн системасынын сыртындагы планеталарды да изилдешет. Кызыгы, алар атмосферадагы органикалык белгилерди же көмүр кычкыл газынын жогорулаган деңгээлин аныктоо аркылуу экзопланетада Жерден тышкаркы жашоонун белгилерин табышы мүмкүн – бул өнөр жай доорунун цивилизациясынын мүмкүн болгон белгилери.
Нутригеномика
Nutrigenomics, ошондой эле тамак-аш геномикасы катары белгилүү, илимдин артыкчылыктуу тармагы. Бул тамак-аш жана ДНК жооп ортосундагы татаал өз ара изилдөө болуп саналат. Чынында эле, тамак-аш адамдын ден соолугуна терең таасирин тийгизет - жана ал түзмө-түз молекулярдык деңгээлде башталат. Бул тармакта иштеген илимпоздор генетикалык вариациянын ролун, тамактануу реакциясын жана аш болумдуу заттардын структурабызга кандай таасир тийгизерин түшүнүүгө аракет кылып жатышат.
Нутригеномика эки тарапка тең иштейт – биздин гендер тамактануу каалоолорубузга таасир этет жана тескерисинче. Илимий ишмердүүлүктүн бул чөйрөсүнүн негизги максаты - жекелештирилген тамактанууну түзүү - эмнени салыштырууөзүбүздүн уникалдуу генетикалык түзүлүшүбүз менен эмне жейбиз.
Когнитивдик экономика
Экономика адатта терең билим жөнүндө эмес, бирок бул тармак салттуу изилдөө дисциплиналары менен интеграциялангандыктан өзгөрүшү мүмкүн. Жүрүм-турум экономикасы менен чаташтырбоо керек (биздин иш-аракетибиздин жолубузду изилдөө - биз эмне кылабыз - экономикалык чечимдерди кабыл алуу контекстинде), когнитивдик экономика биздин кандай ойлогонубуз жөнүндө. Бул аймак жөнүндө блог жазган Ли Колдуэлл аны төмөнкүчө аныктайт:
"Когнитивдик экономика (же финансы) … адам бул тандоону жасаганда анын оюнда эмне болуп жатканын карайт. Чечим кабыл алуунун ички структурасы кандай, маалымат аң-сезимге кантип кирет жана ал кантип иштетилет, анан, акыры, бул процесстердин баары биздин жүрүм-турумубузда кандайча чагылдырылат?"
Башкача айтканда, когнитивдик экономика – бул жүрүм-турум экономикасы инженердик болгон физика. Ушул максатта, бул тармакта иштеген илимпоздор төмөнкү деңгээлде анализин баштап, масштабдуу экономикалык жүрүм-турумдун моделин иштеп чыгуу үчүн адамдын чечимдерин кабыл алуунун негизги микрокалиптерин түзүшөт. Аларга муну кылууга жардам берүү үчүн когнитивдик экономисттер дисциплинанын жана эсептөө экономикасынын тиешелүү тармактарын, ошондой эле рационалдуулук жана чечим теориясы боюнча илимий жана технологиялык изилдөөлөрдүн негизги багыттарын карашат.
