สล็อต UFABET เว็บเล่นสล็อต สมัครเล่นเกมสล็อต เล่นสล็อต UFABET ประการแรก ยุคน้ำแข็งคืออะไร? เมื่อโลกมีอุณหภูมิเย็นเป็นเวลานานนับล้านถึงหลายสิบล้านปี ทำให้เกิดแผ่นน้ำแข็งและธารน้ำแข็งปกคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่บนพื้นผิว

เรารู้ว่าโลกมี ยุคน้ำแข็งที่สำคัญมา แล้วอย่างน้อยห้ายุค ครั้งแรกเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 2 พันล้านปีก่อนและกินเวลาประมาณ 300 ล้านปี ล่าสุดเริ่มต้นเมื่อประมาณ 2.6 ล้านปีที่แล้ว และในความเป็นจริง เรายังคงอยู่ในทางเทคนิค

แล้วทำไมตอนนี้โลกถึงไม่ปกคลุมด้วยน้ำแข็งล่ะ? นั่นเป็นเพราะว่าเราอยู่ในยุคที่เรียกว่า “interglacial” ในยุคน้ำแข็ง อุณหภูมิจะผันผวนระหว่างระดับที่เย็นกว่าและอุ่นกว่า แผ่นน้ำแข็งและธารน้ำแข็งจะละลายในช่วงที่อากาศอบอุ่น ซึ่งเรียกว่าอินเทอร์กลาเซียล และขยายตัวในช่วงที่เย็นกว่า ซึ่งเรียกว่าน้ำแข็ง

ขณะนี้เราอยู่ในยุคน้ำแข็งยุคน้ำแข็งล่าสุด ซึ่งเริ่มต้นเมื่อประมาณ 11,000 ปีที่แล้ว

ภูมิอากาศของโลกต้องผ่านวงจรการอุ่นและความเย็นซึ่งได้รับอิทธิพลจากก๊าซในชั้นบรรยากาศ และการแปรผันของวงโคจรรอบดวงอาทิตย์
มันเป็นอย่างไรในยุคน้ำแข็ง?
เมื่อคนส่วนใหญ่พูดถึง “ยุคน้ำแข็ง” พวกเขามักจะหมายถึงยุคน้ำแข็งสุดท้ายซึ่งเริ่มต้นเมื่อประมาณ 115,000 ปีที่แล้วและสิ้นสุดเมื่อประมาณ 11,000 ปีที่แล้วพร้อมกับการเริ่มต้นของยุคน้ำแข็งในปัจจุบัน

ในช่วงเวลานั้น ดาวเคราะห์ดวงนี้เย็นกว่าในปัจจุบันมาก เมื่อถึงจุดสูงสุด เมื่อแผ่นน้ำแข็งปกคลุมพื้นที่ส่วนใหญ่ของทวีปอเมริกาเหนือ อุณหภูมิเฉลี่ยทั่วโลกอยู่ที่ประมาณ46 องศาฟาเรนไฮต์ (8 องศาเซลเซียส) ซึ่งเย็นกว่าค่าเฉลี่ยรายปีทั่วโลกในปัจจุบันถึง 11 องศาฟาเรนไฮต์ (6 องศาเซลเซียส)

ความแตกต่างนั้นอาจฟังดูไม่มากนัก แต่ส่งผลให้อเมริกาเหนือและยูเรเซียส่วนใหญ่ถูกปกคลุมไปด้วยแผ่นน้ำแข็ง โลกยังแห้งกว่ามากและระดับน้ำทะเลก็ต่ำกว่ามากเนื่องจากน้ำส่วนใหญ่ของโลกติดอยู่ในแผ่นน้ำแข็ง สเตปป์หรือที่ราบหญ้าแห้งเป็นเรื่องธรรมดา สะวันนาหรือที่ราบหญ้าที่อบอุ่นกว่า และทะเลทรายก็เช่นกัน

สัตว์ หลายชนิดที่อยู่ในยุคน้ำแข็งอาจคุ้นเคยกับคุณ เช่น หมีสีน้ำตาล แคริบู และหมาป่า แต่ก็มีสัตว์ขนาดใหญ่ที่สูญพันธุ์ไปเมื่อ สิ้นสุดยุคน้ำแข็ง เช่นแมมมอธ มาสโตดอน แมวเขี้ยวดาบและสลอธดินยักษ์

มีแนวคิดที่แตกต่างกันว่าทำไมสัตว์เหล่านี้จึงสูญพันธุ์ ประการหนึ่งคือมนุษย์ล่าพวกมันจนสูญพันธุ์เมื่อพวกมันสัมผัสกับสัตว์ขนาดใหญ่

นักวิทยาศาสตร์และคนงานรวมตัวกันรอบๆ กระดูกขากรรไกรและมีเขาที่ยื่นออกมาจากพื้นดิน
กำลังขุดโครงกระดูกมาสโตดอนที่สนามกอล์ฟ Burning Tree ในเมืองเฮลธ์ รัฐโอไฮโอ ธันวาคม 1989 โครงกระดูกดังกล่าวถูกพบโดยคนงานที่กำลังขุดบ่อน้ำ ซึ่งมีความสมบูรณ์ 90% ถึง 95% และมีอายุมากกว่า 11,000 ปี เจมส์เซนต์จอห์น / Flickr , CC BY
เดี๋ยวก่อน มีมนุษย์ในยุคน้ำแข็งเหรอ?!
ใช่แล้ว คนอย่างพวกเราก็เคยผ่านยุคน้ำแข็งมาแล้ว เนื่องจากสายพันธุ์ของเราHomo sapiensถือกำเนิดขึ้นเมื่อประมาณ 300,000 ปีก่อนในแอฟริกาเราจึงแพร่กระจายไปทั่วโลก

ในช่วงยุคน้ำแข็ง ประชากรบางส่วนยังคงอยู่ในแอฟริกาและไม่ได้รับผลกระทบจากความหนาวเย็นอย่างเต็มที่ คนอื่นๆ ย้ายไปยังส่วนอื่นๆ ของโลก รวมถึงสภาพแวดล้อมที่หนาวเย็นและเป็นน้ำแข็งของยุโรป

และพวกเขาไม่ได้อยู่คนเดียว ในตอนต้นของยุคน้ำแข็ง มีโฮมินินสายพันธุ์อื่นๆ อยู่ทั่วยูเรเซีย เช่น มนุษย์นีแอนเดอร์ทัลในยุโรป และเดนิโซแวน ผู้ลึกลับ ในเอเชีย ทั้งสองกลุ่มนี้ดูเหมือนจะสูญพันธุ์ไปแล้วก่อนสิ้นสุดยุคน้ำแข็ง

มีแนวคิดมากมายว่าสายพันธุ์ของเราอยู่รอดจากยุคน้ำแข็งได้อย่างไร ในเมื่อลูกพี่ลูกน้องที่เป็นมนุษย์ของเราไม่รอด บางคนคิดว่าเกี่ยวข้องกับความสามารถในการปรับตัวของเรา และวิธีที่เราใช้ทักษะและเครื่องมือทางสังคมและการสื่อสาร และดูเหมือนว่ามนุษย์ไม่ได้ลดลงในช่วงยุคน้ำแข็ง พวกเขาย้ายเข้าไปอยู่ในพื้นที่ใหม่แทน

เชื่อกันมานานแล้วว่ามนุษย์ไม่ได้เข้าสู่ทวีปอเมริกาเหนือจนกระทั่งแผ่นน้ำแข็งเริ่มละลาย แต่รอยเท้าฟอสซิลที่พบในอุทยานแห่งชาติไวท์แซนด์สในรัฐนิวเม็กซิโกแสดงให้เห็นว่ามนุษย์อยู่ในอเมริกาเหนือมาตั้งแต่อย่างน้อย 23,000 ปีที่แล้ว ซึ่งใกล้เคียงกับจุดสูงสุดของยุคน้ำแข็งครั้งสุดท้าย

• ป๊อกเด้งออนไลน์ สมัครเล่นไพ่ป๊อกเด้ง เว็บเล่นป๊อกเด้ง ไพ่ป๊อกเด้ง
• สมัครเล่นสล็อต สมัครสล็อตจีคลับ สมัครสล็อตรอยัล สมัครเว็บ Slot
• สมัคร GClub สมัครเว็บจีคลับ V2 สมัคร GClub มือถือ สมัครจีคลับ
• เว็บแทงฟุตบอล เว็บพนันบอล เว็บบอลออนไลน์ เล่นพนันบอล
• สมัครเล่นบาคาร่า เว็บไพ่บาคาร่า เว็บบาคาร่าจีคลับ เว็บแทงไพ่ GClub

สวัสดีเด็ก ๆ ที่อยากรู้อยากเห็น! คุณมีคำถามที่ต้องการให้ผู้เชี่ยวชาญตอบหรือไม่? ขอให้ผู้ใหญ่ส่งคำถามของคุณไปที่CuriousKidsUS@theconversation.com กรุณาบอกชื่อ อายุ และเมืองที่คุณอาศัยอยู่

และเนื่องจากความอยากรู้อยากเห็นไม่มีการจำกัดอายุ ผู้ใหญ่ โปรดแจ้งให้เราทราบด้วยว่าคุณสงสัยอะไรเช่นกัน เราไม่สามารถตอบทุกคำถามได้ แต่เราจะพยายามอย่างเต็มที่ ผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ประจำปี 2023ตกเป็นของ Katalin Karikó และ Drew Weissman จากการค้นพบว่าการดัดแปลงmRNAซึ่งเป็นรูปแบบหนึ่งของสารพันธุกรรมที่ร่างกายใช้ในการผลิตโปรตีน สามารถลดการตอบสนองต่อการอักเสบที่ไม่พึงประสงค์และปล่อยให้ส่งเข้าสู่เซลล์ได้ แม้ว่าผลกระทบของการค้นพบนี้อาจไม่ปรากฏให้เห็นชัดเจนในช่วงเวลาที่พวกเขาค้นพบความก้าวหน้าเมื่อกว่าทศวรรษที่แล้ว แต่งานของพวกเขาได้ปูทางไปสู่การพัฒนาวัคซีนป้องกันโควิด-19 ของไฟเซอร์-BioNTech และ Moderna ตลอดจนการใช้งานด้านการรักษาอื่นๆ อีกมากมายในปัจจุบัน ในการพัฒนา.

เราขอให้ André O. Hudson นักชีวเคมีและนักจุลชีววิทยาที่ Rochester Institute of Technology อธิบายว่าการวิจัยขั้นพื้นฐานเช่นเดียวกับผู้ชนะรางวัลโนเบลในปีนี้ได้วางรากฐานสำหรับวิทยาศาสตร์อย่างไร แม้ว่าจะไม่รู้สึกถึงผลกระทบที่กว้างขวางจนกระทั่ง ปีต่อมา

วิทยาศาสตร์พื้นฐานคืออะไร?
การวิจัยขั้นพื้นฐานซึ่งบางครั้งเรียกว่าการวิจัยขั้นพื้นฐาน เป็นการวิจัยประเภทหนึ่งโดยมีเป้าหมายครอบคลุมในการทำความเข้าใจปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ เช่น วิธีการทำงานของเซลล์ หรือวิธีที่นกบินได้ นักวิทยาศาสตร์กำลังถามคำถามพื้นฐานว่าอย่างไร ทำไม เมื่อไร ที่ไหน และอย่างไร เพื่อลดช่องว่างแห่งความอยากรู้อยากเห็นและความเข้าใจเกี่ยวกับโลกธรรมชาติ

บางครั้งนักวิจัยทำการวิจัยขั้นพื้นฐานโดยหวังว่าจะพัฒนาเทคโนโลยีหรือยาจากงานนั้นได้ในที่สุด แต่สิ่งที่นักวิทยาศาสตร์หลายคนมักทำในแวดวงวิชาการคือการถามคำถามพื้นฐานพร้อมคำตอบที่อาจนำไปประยุกต์ใช้จริงหรือไม่ก็ได้

มนุษย์และอาณาจักรสัตว์โดยรวมมีความอยากรู้อยากเห็น การวิจัยขั้นพื้นฐานทำให้เกิดอาการคัน

การค้นพบทางวิทยาศาสตร์พื้นฐานใดบ้างที่ยังคงมีอิทธิพลอย่างมากต่อการแพทย์
รางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ประจำปี 2023ยกย่องผลงานวิทยาศาสตร์ขั้นพื้นฐานที่ทำขึ้นในช่วงต้นทศวรรษ 2000 การค้นพบของ Karikó และ Weissman เกี่ยวกับการปรับเปลี่ยน mRNA เพื่อลดการตอบสนองการอักเสบของร่างกายต่อ mRNA ทำให้นักวิจัยคนอื่นๆ สามารถใช้ประโยชน์จาก mRNA ในการพัฒนาวัคซีนได้

อีกตัวอย่างหนึ่งคือการค้นพบยาปฏิชีวนะซึ่งเกิดจากการสังเกตที่ไม่คาดคิด ในช่วงปลายทศวรรษ 1920 นักจุลชีววิทยา อเล็กซานเดอร์ เฟลมมิง กำลังเพาะพันธุ์แบคทีเรียในห้องทดลองของเขา และพบว่า จานเพาะเชื้อของเขาปนเปื้อนเชื้อราPenicillium notatum โดยไม่ได้ตั้งใจ เขาสังเกตว่าทุกที่ที่เชื้อราเติบโต มันจะขัดขวางหรือยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย เขาสงสัยว่าทำไมถึงเป็นเช่นนั้น และต่อมาได้แยกเพนิซิลินออก ซึ่งได้รับการอนุมัติให้ใช้ทางการแพทย์ในช่วงต้นทศวรรษ 1940

งานนี้ทำให้เกิดคำถามเพิ่มเติมที่นำไปสู่ยุคของยาปฏิชีวนะ รางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ประจำปี 1952 มอบให้กับเซลมาน วัคส์มันจากการค้นพบสเตรปโตมัยซินซึ่งเป็นยาปฏิชีวนะตัวแรกที่ใช้รักษาวัณโรค

เพนิซิลลินถูกค้นพบโดยบังเอิญ
การวิจัยขั้นพื้นฐานมักเกี่ยวข้องกับการเห็นสิ่งที่น่าประหลาดใจ ต้องการทำความเข้าใจว่าทำไม และตัดสินใจตรวจสอบเพิ่มเติม การค้นพบตั้งแต่เนิ่นๆ เริ่มต้นจากการสังเกตขั้นพื้นฐาน โดยถามคำถามง่ายๆ ว่า “อย่างไร” หลังจากนั้นพวกเขาก็ได้เข้าสู่เทคโนโลยีทางการแพทย์ที่ช่วยมนุษยชาติ

เหตุใดจึงใช้เวลานานมากในการเปลี่ยนจากวิทยาศาสตร์พื้นฐานที่ขับเคลื่อนด้วยความอยากรู้อยากเห็นมาสู่ผลิตภัณฑ์หรือเทคโนโลยีใหม่
การค้นพบการปรับเปลี่ยน mRNA ถือได้ว่าดำเนินไปอย่างรวดเร็วตั้งแต่วิทยาศาสตร์พื้นฐานไปจนถึงการประยุกต์ใช้ เวลาผ่านไปไม่ถึง 15 ปีระหว่างการค้นพบของ Karikó และ Weissman และวัคซีนป้องกันโควิด-19 ความสำคัญของการค้นพบนี้มีความสำคัญเป็นอันดับแรกเมื่อมีโรคระบาดและชีวิตนับล้านที่พวกเขาช่วยชีวิตไว้ได้

งานวิจัยพื้นฐานส่วนใหญ่จะไม่ออกสู่ตลาดจนกว่าจะหลายทศวรรษหลังจากการตีพิมพ์ครั้งแรกในวารสารวิทยาศาสตร์ เหตุผลหนึ่งก็คือเพราะมันขึ้นอยู่กับความต้องการ ตัวอย่างเช่นโรคในเด็กกำพร้าที่ส่งผลกระทบต่อคนจำนวนไม่มากจะได้รับความสนใจและเงินทุนน้อยกว่าสภาวะที่แพร่หลายในประชากร เช่น มะเร็งหรือเบาหวาน บริษัทต่างๆ ไม่ต้องการใช้จ่ายหลายพันล้านดอลลาร์เพื่อพัฒนายาที่ให้ผลตอบแทนจากการลงทุนเพียงเล็กน้อย ในทำนองเดียวกัน เนื่องจากผลตอบแทนจากการลงทุนสำหรับการวิจัยขั้นพื้นฐานมักไม่ชัดเจน จึงอาจเป็นเรื่องยากที่จะขายเพื่อสนับสนุนทางการเงิน

อีกเหตุผลหนึ่งคือวัฒนธรรม นักวิทยาศาสตร์ได้รับการฝึกฝนให้ไล่ตามเงินทุนและสนับสนุนงานของพวกเขาไม่ว่าจะหาได้จากที่ไหนก็ตาม แต่บางครั้งมันก็ไม่ง่ายอย่างที่คิด

ตัวอย่างที่ดีของเรื่องนี้คือเมื่อจีโนมมนุษย์ถูกจัดลำดับครั้งแรกในช่วงต้นทศวรรษ 2000 หลายๆ คนคิดว่าการเข้าถึงลำดับที่ครบถ้วนจะนำไปสู่การรักษาและการรักษาโรคต่างๆ มากมาย แต่นั่นไม่เป็นเช่นนั้นเนื่องจากการแปลการวิจัยขั้นพื้นฐานไปยังคลินิกมีความแตกต่างหลายประการ สิ่งที่ได้ผลในเซลล์หรือสัตว์อาจไม่แปลไปสู่คน มีหลายขั้นตอนและหลายชั้นในกระบวนการที่จะไปถึงที่นั่น

ทำไมวิทยาศาสตร์พื้นฐานจึงมีความสำคัญ?
สำหรับฉัน เหตุผลที่สำคัญที่สุดก็คือการวิจัยขั้นพื้นฐานคือวิธีที่เราฝึกอบรมและให้คำปรึกษาแก่นักวิทยาศาสตร์ในอนาคต

ในสภาพแวดล้อมทางวิชาการ การบอกนักเรียนว่า “ไปพัฒนาวัคซีน mRNA กันเถอะ” กับ “mRNA ทำงานอย่างไรในร่างกาย” มีอิทธิพลต่อวิธีที่นักเรียนเข้าถึงวิทยาศาสตร์ พวกเขาออกแบบการทดลองอย่างไร? พวกเขาเริ่มการศึกษาไปข้างหน้าหรือข้างหลัง? พวกเขาโต้แย้งหรือระมัดระวังในการนำเสนอสิ่งที่ค้นพบหรือไม่?

ภาพระยะใกล้ของนักวิทยาศาสตร์สวมถุงมือไนไตรล์มองกล้องจุลทรรศน์ที่ลอยอยู่เหนือจานเพาะเชื้อ
มีหลายขั้นตอนระหว่างการแปลสิ่งที่ค้นพบในห้องปฏิบัติการเป็นคลินิก มาร์โก VDM/E+ ผ่าน Getty Images
นักวิทยาศาสตร์เกือบทุกคนได้รับการฝึกอบรมภายใต้การวิจัยขั้นพื้นฐานเกี่ยวกับวิธีการถามคำถามและดำเนินการตามวิธีการทางวิทยาศาสตร์ คุณต้องเข้าใจว่า mRNA ได้รับการแก้ไขอย่างไร เมื่อใด และที่ไหน ก่อนที่คุณจะสามารถเริ่มพัฒนาวัคซีน mRNA ได้ ฉันเชื่อว่าวิธีที่ดีที่สุดในการสร้างแรงบันดาลใจให้กับนักวิทยาศาสตร์ในอนาคตคือการสนับสนุนให้พวกเขาเพิ่มความอยากรู้อยากเห็นเพื่อสร้างความแตกต่าง

ตอนที่ฉันเขียนวิทยานิพนธ์ ฉันอาศัยการศึกษาที่ตีพิมพ์ในช่วงปลายทศวรรษที่ 1800 และต้นทศวรรษที่ 1900 การศึกษาจำนวนมากเหล่านี้ยังคงถูกอ้างถึงในบทความทางวิทยาศาสตร์ในปัจจุบัน เมื่อนักวิจัยแบ่งปันผลงานของตน แม้ว่าอาจจะไม่ใช่วันนี้หรือพรุ่งนี้ หรือ 10 ถึง 20 ปีต่อจากนี้ แต่ก็จะเป็นประโยชน์กับคนอื่นในอนาคต คุณจะทำให้งานของนักวิทยาศาสตร์ในอนาคตง่ายขึ้นอีกนิด และฉันเชื่อว่านั่นเป็นมรดกอันยิ่งใหญ่ที่จะมี

ความเข้าใจผิดทั่วไปเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์พื้นฐานคืออะไร?
เนื่องจากการใช้วิทยาศาสตร์พื้นฐานทันทีอาจมอง เห็นได้ยากมาก จึงเป็นเรื่องง่ายที่จะคิดว่าการวิจัยประเภทนี้เป็นการสิ้นเปลืองเงินหรือเวลา เหตุใดนักวิทยาศาสตร์จึงเพาะพันธุ์ยุงในห้องทดลองเหล่านี้ หรือเหตุใดนักวิจัยจึงศึกษานกอพยพ? มีการโต้แย้งแบบเดียวกันนี้กับดาราศาสตร์ เหตุใดเราจึงใช้เงินหลายพันล้านดอลลาร์เพื่อนำสิ่งของขึ้นสู่อวกาศ? เหตุใดเราจึงมองไปยังขอบจักรวาลและศึกษาดาวฤกษ์เมื่อพวกมันอยู่ห่างออกไปหลายล้านล้านปีแสง มันส่งผลต่อเราอย่างไร?

มีความจำเป็นที่จะต้องมีความรู้ทางวิทยาศาสตร์มากขึ้นเพราะการไม่มีความรู้อาจทำให้เข้าใจได้ยากว่าเหตุใดการวิจัยขั้นพื้นฐานจึงจำเป็นต่อความก้าวหน้าในอนาคตที่จะมีผลกระทบสำคัญต่อสังคม

ในระยะสั้น คุณค่าของการวิจัยขั้นพื้นฐานอาจมองเห็นได้ยาก แต่ในระยะยาว ประวัติศาสตร์ได้แสดงให้เห็นว่าหลายสิ่งที่เรามองข้ามไปในตอนนี้ เช่น อุปกรณ์ทางการแพทย์ทั่วไป เช่นรังสีเอกซ์ เลเซอร์และMRIมาจากสิ่งพื้นฐานที่ผู้คนค้นพบในห้องปฏิบัติการ

และยังคงลงลึกถึงคำถามพื้นฐาน เราเป็นสายพันธุ์ที่แสวงหาคำตอบในสิ่งที่เราไม่รู้ ตราบใดที่ความอยากรู้อยากเห็นเป็นส่วนหนึ่งของมนุษยชาติ เราก็มักจะค้นหาคำตอบอยู่เสมอ ทุกเดือนตุลาคม ฟิสิกส์จะมีข่าวพร้อมการมอบรางวัลโนเบล งานที่ได้รับการยอมรับผ่านรางวัลอันทรงเกียรติที่สุดนี้มักจะดูห่างไกลจากชีวิตประจำวันของเรา โดยมีรางวัลที่มอบให้สำหรับสิ่งต่างๆ เช่น ” วิธีการทางแสงสำหรับการศึกษาการสั่นพ้องของเฮิร์ตเซียนในอะตอม ” และ ” การอธิบายโครงสร้างควอนตัมของปฏิกิริยาที่อ่อนแอทางไฟฟ้า ”

อย่างไรก็ตาม ความก้าวหน้าอันน่ายกย่องเหล่านี้ในความเข้าใจพื้นฐานของเราเกี่ยวกับโลก มักจะส่งผลที่เป็นประโยชน์ต่อสังคมอย่างแท้จริง

ยกตัวอย่างเพียงบางส่วนเท่านั้น ฟิสิกส์ที่ชนะรางวัลโนเบลได้ให้คอมพิวเตอร์แบบพกพา ไฟ LED ที่มีประสิทธิภาพ การสร้างแบบจำลองสภาพภูมิอากาศ และการฉายรังสีรักษามะเร็ง

แม่เหล็กบางและคอมพิวเตอร์พกพา
ในปี 2550 รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ได้รับรางวัลร่วมกันระหว่าง Peter Grünberg และ Albert Fert สำหรับการค้นพบ ” ความต้านทานสนามแม่เหล็กขนาดยักษ์ ”

ในช่วงปลายทศวรรษ 1980 Grünberg และ Fert (และกลุ่มวิจัยของพวกเขา) กำลังศึกษาชั้นแม่เหล็กที่บางมากอย่างอิสระ พวกเขาทั้งสองสังเกตเห็นว่ากระแสไฟฟ้าไหลผ่านชั้นต่างๆ แตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับทิศทางของสนามแม่เหล็ก

ทีมงานเหล่านี้ต้องการทำความเข้าใจคุณสมบัติพื้นฐานของแม่เหล็กที่บางมาก อย่างไรก็ตาม การค้นพบของพวกเขานำไปสู่สิ่งที่เรามองข้ามไปในตอนนี้ นั่นก็คือ คอมพิวเตอร์พกพา

รูปถ่ายของฮาร์ดไดรฟ์ที่เปิดอยู่บนพื้นหลังสีเหลือง
เอฟเฟกต์ ‘ความต้านทานแม่เหล็กขนาดยักษ์’ ช่วยให้ผู้ค้นพบได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปี 2550 และทำให้ฮาร์ดไดรฟ์แบบพกพาเป็นไปได้ ชัตเตอร์
ในเวลานั้น คอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่จะเก็บข้อมูลไว้ในฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ที่ทำจากวัสดุแม่เหล็ก หากต้องการอ่านข้อมูลจากไดรฟ์ จำเป็นต้องใช้เซ็นเซอร์สนามแม่เหล็กที่มีขนาดเล็กมากและแม่นยำมาก

การค้นพบความต้านทานสนามแม่เหล็กขนาดยักษ์ทำให้เกิดการพัฒนาเซ็นเซอร์ที่มีความไวมากขึ้น ซึ่งทำให้ฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์และคอมพิวเตอร์มีขนาดเล็กลง (ทุกวันนี้ ฮาร์ดดิสก์แบบแม่เหล็กกำลังถูกแซงหน้าโดยโซลิดสเตตไดรฟ์ ที่มีขนาดเล็กกว่าด้วยซ้ำ )

อ่านเพิ่มเติม: วิธีจัดเก็บข้อมูลบนแม่เหล็กที่มีขนาดเท่าอะตอมเดี่ยว

กล่าวโดยสรุป เราจะไม่มีแล็ปท็อปหากไม่มีการค้นพบที่ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ปี 2007

ผลของการวิจัยนี้ – เช่นเดียวกับการวิจัยพื้นฐานมากมาย – เป็นสิ่งที่ไม่คาดคิดโดยสิ้นเชิง

ช่วงเวลาแห่งหลอดไฟ
อย่างไรก็ตาม บางครั้งการวิจัยทางฟิสิกส์อาจมีเป้าหมายเชิงปฏิบัติมาโดยตลอด ตัวอย่างหนึ่งคือการแสวงหาระบบแสงสว่างที่ประหยัดพลังงาน

หลอดไส้แบบเก่าไม่มีประสิทธิภาพมากนัก เนื่องจากทำงานโดยการให้ความร้อนแก่ลวดจนเรืองแสง จึงสิ้นเปลืองพลังงานมากในรูปของความร้อน ในความเป็นจริง พลังงานที่พวกเขาใช้น้อยกว่า 10% ไปเพื่อผลิตแสงสว่าง

ในช่วงทศวรรษ 1980 นักวิทยาศาสตร์ได้ตระหนักว่าไดโอดเปล่งแสง หรือ LED ซึ่งเป็นส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กที่ปล่อยแสงสีเฉพาะ จะสร้างแหล่งกำเนิดแสงที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น แต่มีปัญหาเกิดขึ้น แม้ว่า LED สีแดงและสีเขียวจะได้รับการพัฒนาในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 แต่ก็ไม่มีใครรู้วิธีสร้าง LED สีน้ำเงิน

LED เป็นวัสดุประกบกันบางๆ ที่ตอบสนองต่อไฟฟ้าในลักษณะเฉพาะเจาะจง เมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่จากระดับพลังงานหนึ่งไปอีกระดับหนึ่งภายในวัสดุ มันจะปล่อยแสงสีเฉพาะออกมา

แสงทั้งสามสี (แดง เขียว และน้ำเงิน) จำเป็นต่อการสร้างแสงสีขาวที่ผู้คนต้องการในบ้านและที่ทำงาน

ภาพถ่ายแถบไฟ LED สีฟ้าตัดกับพื้นหลังสีเข้ม
การประดิษฐ์ไฟ LED สีฟ้าทำให้สามารถสร้างแสงสีขาวได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าหลอดไส้ ชัตเตอร์
ในช่วงต้นทศวรรษ 1990 ในช่วงสุดยอดของการทำงานเกือบ 30 ปีโดยหลายกลุ่ม พบไฟ LED สีน้ำเงินที่หายไป ในปี 2014 อิซามุ อาคาซากิ, ฮิโรชิ อามาโนะ และชูจิ นากามูระได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์จากการค้นพบนี้

ชั้นของวัสดุที่เลือกมาทำแซนวิช รวมถึงคุณภาพของแต่ละชั้น จะต้องได้รับการปรับปรุงให้ดียิ่งขึ้นเพื่อสร้าง LED สีน้ำเงินดวงแรก นับตั้งแต่การค้นพบครั้งแรก นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุได้ปรับปรุงการออกแบบและการผลิตอย่างต่อเนื่องเพื่อทำให้ไฟ LED สีฟ้ามีประสิทธิภาพมากขึ้น

อ่านเพิ่มเติม: หน้าจอโทรศัพท์ของคุณเพิ่งได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์

แสงสว่างคิดเป็นสัดส่วนถึง 20% ของการใช้ไฟฟ้าทั้งหมด LED ใช้พลังงานประมาณหนึ่งในหกของหลอดไฟแบบไส้ อีกทั้งยังมีอายุการใช้งานยาวนานกว่ามากด้วยอายุการใช้งานประมาณ 25,000 ชั่วโมง

แบบจำลองสภาพภูมิอากาศ รังสี และอื่นๆ
ความพยายามด้านสิ่งแวดล้อมอาจไม่ใช่สิ่งที่คุณนึกถึงเมื่อคุณนึกถึงรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ อีกตัวอย่างหนึ่งที่เข้ามาในใจก็คือ การศึกษาระบบที่วุ่นวายและซับซ้อนซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อเราทุกคน: ภูมิอากาศของโลก

ครึ่งหนึ่งของรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปี 2021 มอบให้กับ Syukuro Manabe และ Klaus Hasselmann นักวิทยาศาสตร์ที่พัฒนา แบบจำลองใน ยุคแรกๆ สำหรับสภาพอากาศและภูมิอากาศของโลก งานของพวกเขายังเชื่อมโยงภาวะโลกร้อนกับกิจกรรมของมนุษย์ด้วย

ภาพขาวดำของผู้หญิงคนหนึ่ง
Marie Curie ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 1903 จากผลงานของเธอเกี่ยวกับกัมมันตภาพรังสี วิกิมีเดีย
จากผู้ได้รับรางวัลโนเบล สาขาฟิสิกส์จำนวน 222 คนตั้งแต่ปี พ.ศ. 2444 มีเพียงสามคนเท่านั้นที่เป็นผู้หญิง ผู้ที่โด่งดังที่สุดในสามคนนี้คือ Marie Curie ซึ่งคว้ารางวัลหนึ่งในสี่กลับบ้านในปี 1903

งานของกูรีในการทำความเข้าใจว่าอะตอมสามารถสลายตัวเป็นอะตอมประเภทอื่นได้อย่างไร ก่อให้เกิดรังสีนิวเคลียร์ ซึ่งเปลี่ยนแปลงชีวิตอย่างลึกซึ้งในศตวรรษที่ 20

การศึกษารังสีนิวเคลียร์นำไปสู่การพัฒนาอาวุธนิวเคลียร์ แต่ยังรวมถึงการฉายรังสีรักษาโรคมะเร็งด้วย และยิ่งไปกว่านั้น ยังนำไปสู่การหา อายุคาร์บอนเพื่อกำหนดอายุของสิ่งประดิษฐ์ ทำให้เราเข้าใจอารยธรรมโบราณ ได้ดีขึ้น

ดังนั้นเมื่อเราค้นหาว่าใครได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปี 2023 ไม่ว่าจะมีไว้เพื่ออะไร และกลุ่มเป้าหมายรวมถึงการวิจัยเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ควอนตัม “แสงช้า” และ “สสารที่ประกอบตัวเองได้” เราก็มั่นใจได้ในสิ่งหนึ่ง งานวิจัยที่ได้รับรางวัลมีแนวโน้มที่จะส่งผลกระทบต่อชีวิตของเราในรูปแบบที่ไม่ธรรมดาซึ่งอาจไม่ปรากฏชัดในตอนแรก วัคซีนป้องกันไวรัสโคโรนาที่ประสบความสำเร็จมากที่สุด 2 ชนิดที่พัฒนาในสหรัฐอเมริกา ได้แก่ วัคซีนไฟเซอร์และโมเดอร์น่า เป็นทั้งวัคซีน mRNA แนวคิดในการใช้สารพันธุกรรมเพื่อสร้างการตอบสนองทางระบบภูมิคุ้มกันได้เปิดโลกของการวิจัยและศักยภาพในการนำไปใช้ทางการแพทย์ซึ่งห่างไกลจากวัคซีนแบบเดิมๆ เดโบราห์ ฟูลเลอร์เป็นนักจุลชีววิทยาที่มหาวิทยาลัยวอชิงตัน ซึ่งศึกษาวัคซีนทางพันธุกรรมมานานกว่า 20 ปี เราได้พูดคุยกับเธอเกี่ยวกับอนาคตของวัคซีน mRNA สำหรับพอดแคสต์ The Conversation Weekly

ด้านล่างนี้เป็นข้อความที่ตัดตอนมาจากบทสนทนาดังกล่าวซึ่งได้รับการแก้ไขให้มีความยาวและชัดเจน

วัคซีนที่ใช้ยีนมีการพัฒนามานานแค่ไหนแล้ว?
วัคซีนประเภทนี้มีการใช้งานมาประมาณ 30 ปีแล้ว วัคซีนกรดนิวคลีอิกมีพื้นฐานมาจากแนวคิดที่ว่า DNA สร้าง RNA จากนั้น RNA ก็สร้างโปรตีน สำหรับโปรตีนใดๆ ก็ตาม เมื่อเราทราบลำดับหรือรหัสทางพันธุกรรมแล้ว เราก็สามารถออกแบบ mRNA หรือโมเลกุล DNA ที่กระตุ้นให้เซลล์ของบุคคลเริ่มสร้างโปรตีนได้

ครั้งแรกที่เราคิดถึงแนวคิดนี้ ในการใส่รหัสพันธุกรรมเข้าไปในเซลล์ของใครบางคน เรากำลังศึกษาทั้ง DNA และ RNA วัคซีน mRNA ทำงานได้ไม่ดีนักในตอนแรก พวกมันไม่เสถียรและทำให้เกิดการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันที่ค่อนข้างดีซึ่งไม่จำเป็นเสมอไป เป็นเวลานานมากที่วัคซีน DNA ครองตำแหน่งเบาะหน้า และการทดลองทางคลินิกครั้งแรกๆ เกิดขึ้นด้วยวัคซีน DNA

แต่เมื่อประมาณเจ็ดหรือแปดปีที่แล้ว วัคซีน mRNA เริ่มเป็นผู้นำ นักวิจัยได้แก้ไขปัญหาต่างๆ มากมาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งความไม่เสถียรและค้นพบเทคโนโลยีใหม่ๆ ในการส่ง mRNAเข้าสู่เซลล์ และวิธีการแก้ไขลำดับการเข้ารหัสเพื่อทำให้วัคซีนมีความปลอดภัยมากขึ้นในการใช้งานในมนุษย์

เมื่อปัญหาเหล่านั้นได้รับการแก้ไข เทคโนโลยีก็พร้อมที่จะกลายเป็นเครื่องมือปฏิวัติวงการแพทย์อย่างแท้จริง นี่เป็นเพียงช่วงที่โควิด-19 เข้ามา

ภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดของทรงกลมเป็นก้อนสีน้ำเงินของทีเซลล์
วัคซีน DNA และ mRNA มีประสิทธิภาพในการผลิตทีเซลล์ได้ดีกว่าวัคซีนปกติมาก NIAID/NIH ผ่าน Flickr
อะไรทำให้วัคซีนกรดนิวคลีอิกแตกต่างจากวัคซีนทั่วไป
วัคซีนส่วนใหญ่กระตุ้นการตอบสนองของแอนติบอดี แอนติบอดีเป็นกลไกภูมิคุ้มกันหลักที่ขัดขวางการติดเชื้อ เมื่อเราเริ่มศึกษา วัคซีนกรดนิวคลีอิก เราค้นพบว่าเนื่องจากวัคซีนเหล่านี้แสดงออกภายในเซลล์ของเรา พวกมันจึงมีประสิทธิภาพมากในการกระตุ้นการตอบสนองของทีเซลล์ การค้นพบนี้กระตุ้นให้เกิดความคิดเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีที่นักวิจัยสามารถใช้วัคซีนกรดนิวคลีอิกไม่เพียงแต่สำหรับโรคติดเชื้อเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการบำบัดด้วยภูมิคุ้มกันเพื่อรักษามะเร็งและโรคติดเชื้อเรื้อรัง เช่น เอชไอวี ไวรัสตับอักเสบบี และเริม รวมถึงความผิดปกติของภูมิต้านตนเอง และแม้กระทั่งสำหรับการบำบัดด้วยยีน .

วัคซีนสามารถรักษาโรคมะเร็งหรือโรคติดเชื้อเรื้อรังได้อย่างไร?
การตอบสนองของทีเซลล์มีความสำคัญมากในการระบุเซลล์ที่ติดเชื้อโรคเรื้อรังและเซลล์มะเร็งที่ผิดปกติ พวกเขายังมีบทบาทสำคัญในการกำจัดเซลล์เหล่านี้ออกจากร่างกาย

เมื่อเซลล์กลายเป็นมะเร็ง เซลล์จะเริ่มสร้างนีโอแอนติเจน ในกรณีปกติ ระบบภูมิคุ้มกันจะตรวจจับนีโอแอนติเจนเหล่านี้ รับรู้ว่ามีบางอย่างผิดปกติกับเซลล์และกำจัดมันออกไป สาเหตุที่บางคนเกิดเนื้องอกก็เนื่องมาจากระบบภูมิคุ้มกันของพวกเขาไม่สามารถกำจัดเซลล์เนื้องอกได้ค่อนข้างมาก เซลล์จึงแพร่กระจาย

ด้วยวัคซีน mRNA หรือ DNA เป้าหมายคือการทำให้ร่างกายของคุณสามารถจดจำนีโอแอนติเจนที่จำเพาะเจาะจงที่เซลล์มะเร็งผลิตได้ดีขึ้น หากระบบภูมิคุ้มกันของคุณสามารถรับรู้และ มองเห็นสิ่งเหล่านั้นได้ดีขึ้น มันจะโจมตีเซลล์มะเร็งและกำจัดพวกมันออกจากร่างกาย

กลยุทธ์เดียวกันนี้สามารถนำไปใช้กับการกำจัดการติดเชื้อเรื้อรังเช่น เอชไอวี ไวรัสตับอักเสบบี และเริมได้ ไวรัสเหล่านี้แพร่ระบาดในร่างกายมนุษย์และคงอยู่ในร่างกายตลอดไป เว้นแต่ระบบภูมิคุ้มกันจะกำจัดพวกมันออกไป เช่นเดียวกับวิธีที่วัคซีนกรดนิวคลีอิกสามารถฝึกระบบภูมิคุ้มกันให้กำจัดเซลล์มะเร็งได้ วัคซีนเหล่านี้สามารถใช้เพื่อฝึกเซลล์ภูมิคุ้มกันของเราให้จดจำและกำจัดเซลล์ที่ติดเชื้อเรื้อรังได้

เข็มฉีดยาที่ใส่เข้าไปในขวดวัคซีน
มีการทดลองที่กำลังดำเนินอยู่มากมายเพื่อทดสอบประสิทธิภาพของวัคซีน mRNA หรือ DNA ในการรักษาโรคมะเร็งหรือโรคเรื้อรัง Stefan Cristian Cioata/ช่วงเวลาผ่าน Getty Images
วัคซีนเหล่านี้มีสถานะเป็นอย่างไร?
การทดลองทางคลินิกครั้งแรกๆ ของวัคซีนกรดนิวคลี อิกบางส่วนเกิดขึ้นในช่วงทศวรรษปี 1990 และเป็นการทดลองเกี่ยวกับมะเร็งโดยเฉพาะมะเร็งผิวหนัง

ปัจจุบัน มีการทดลองทางคลินิก mRNA ที่กำลังดำเนินอยู่หลายครั้งสำหรับการรักษามะเร็งผิวหนังชนิดเมลาโนมา มะเร็งต่อมลูกหมาก มะเร็งรังไข่ มะเร็งเต้านม มะเร็งเม็ดเลือดขาว ไกลโอบลาสโตมา และอื่นๆ และยังมีผลลัพธ์ที่น่าหวังอยู่บ้าง เมื่อเร็วๆ นี้ Moderna ได้ประกาศผลลัพธ์ที่น่าหวังด้วยการทดลองระยะที่ 1 โดยใช้ mRNA เพื่อรักษาเนื้องอกและมะเร็งต่อมน้ำเหลือง

ยังมีการทดลองที่กำลังดำเนินอยู่จำนวนมากเกี่ยวกับวัคซีน DNA ของมะเร็ง เนื่องจากวัคซีน DNA มีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการกระตุ้นการตอบสนองของทีเซลล์ เมื่อเร็วๆ นี้ บริษัทชื่อ Inovio แสดงให้เห็นผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อมะเร็งปากมดลูกที่เกิดจากไวรัส papilloma ในผู้หญิงที่ใช้วัคซีน DNA

วัคซีนกรดนิวคลีอิกสามารถรักษาความผิดปกติของภูมิต้านตนเองได้หรือไม่?
ความผิดปกติของระบบภูมิคุ้มกันอัตโนมัติเกิดขึ้นเมื่อเซลล์ภูมิคุ้มกันของบุคคลหนึ่งโจมตีส่วนหนึ่งของร่างกายของบุคคลนั้นจริงๆ ตัวอย่างนี้คือโรคปลอกประสาทเสื่อมแข็ง หากคุณมีโรคปลอกประสาทเสื่อมแข็งเซลล์ภูมิคุ้มกันของคุณกำลังโจมตีไมอีลินซึ่งเป็นโปรตีนที่เคลือบเซลล์ประสาทในกล้ามเนื้อของคุณ

วิธีกำจัดความผิดปกติของภูมิต้านตนเองคือการปรับเซลล์ภูมิคุ้มกันของคุณเพื่อป้องกันไม่ให้พวกมันโจมตีโปรตีนของคุณเอง ตรงกันข้ามกับวัคซีนซึ่งมีเป้าหมายเพื่อกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันให้จดจำบางสิ่งบางอย่างได้ดีขึ้น การรักษาโรคภูมิต้านตนเองจะพยายามทำให้ระบบภูมิคุ้มกันลดลง เพื่อหยุดการโจมตีสิ่งที่ไม่ควรเกิดขึ้น เมื่อเร็วๆ นี้ นักวิจัยได้สร้างวัคซีน mRNA ที่เข้ารหัสโปรตีนไมอีลินด้วยคำแนะนำทางพันธุกรรมที่ปรับแต่งเล็กน้อย เพื่อป้องกันไม่ให้กระตุ้นการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกัน แทนที่จะกระตุ้นทีเซลล์ปกติที่เพิ่มการตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน วัคซีนกลับทำให้ร่างกายผลิตทีเซลล์ควบคุมที่กดเฉพาะทีเซลล์ที่โจมตีไมอีลินโดยเฉพาะ

แผนภาพแสดง DNA ที่เปลี่ยนเป็น mRNA ซึ่งกลายเป็นโปรตีน
โรคต่างๆ มากมายเกิดขึ้นเมื่อผู้คนเกิดการกลายพันธุ์หรือขาดยีนบางตัว และวัคซีนกรดนิวคลีอิกอาจทำหน้าที่ทดแทนยีนที่หายไปชั่วคราวได้ ttsz/iStock ผ่าน Getty Images
การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีวัคซีนใหม่มีการใช้งานอื่นใดอีกบ้าง
การใช้งานครั้งสุดท้ายเป็นหนึ่งในสิ่งแรกที่นักวิจัยคิดเกี่ยวกับการใช้วัคซีน DNA และ mRNA สำหรับ: การบำบัดด้วยยีน บางคนเกิดมาโดยไม่มียีนบางชนิด เป้าหมายของการบำบัดด้วยยีนคือการจัดหาเซลล์ที่มีคำแนะนำที่ขาดหายไปซึ่งจำเป็นต่อการผลิตโปรตีนที่สำคัญ

[ ผู้อ่านมากกว่า 140,000 รายอาศัยจดหมายข่าวของ The Conversation เพื่อทำความเข้าใจโลก ลงทะเบียนวันนี้ .]

ตัวอย่างที่ดีของเรื่องนี้คือ โรคซิสติก ไฟโบรซิส ซึ่งเป็นโรคทางพันธุกรรมที่เกิดจากการกลายพันธุ์ในยีนตัวเดียว นักวิจัยกำลังตรวจสอบความเป็นไปได้ในการทดแทนยีนที่หายไปโดยใช้ DNA หรือวัคซีน mRNA และปล่อยให้ร่างกายของใครบางคนผลิตโปรตีนที่หายไปได้ชั่วคราว เมื่อมีโปรตีน อาการต่างๆ อาจหายไปอย่างน้อยก็ชั่วคราว mRNA จะคงอยู่ในร่างกายมนุษย์ได้ไม่นานนัก และจะไม่รวมเข้ากับจีโนมของมนุษย์หรือเปลี่ยนแปลงจีโนมในทางใดทางหนึ่ง ดังนั้นจึงต้องเพิ่มขนาดยาเพิ่มเติมเมื่อผลหมดไป การดื้อยาปฏิชีวนะถือเป็นความท้าทายด้านสุขภาพที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของศตวรรษที่ 21 และเวลาหมดลงแล้วเพื่อหยุดผลที่ตามมาอันเลวร้าย

การเพิ่มขึ้นของแบคทีเรียที่ดื้อยาหลายชนิดได้นำไปสู่การเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญของโรคและการเสียชีวิตของมนุษย์ ศูนย์ควบคุมและป้องกันโรคแห่งสหรัฐอเมริกาประมาณการว่าผู้คนประมาณ2.8 ล้านคนทั่วโลกติดเชื้อแบคทีเรียที่ดื้อยาปฏิชีวนะ คิดเป็นผู้เสียชีวิต 35,000 รายในแต่ละปีในสหรัฐอเมริกา และเสียชีวิต 700,000 รายทั่วโลก

รายงานร่วมปี 2019โดยองค์การสหประชาชาติ องค์การอนามัยโลก และองค์การสุขภาพสัตว์โลก ระบุว่าโรคดื้อยาอาจทำให้มีผู้เสียชีวิต 10 ล้านคนต่อปีภายในปี 2593 และทำให้ผู้คนมากถึง 24 ล้านคนตกอยู่ในภาวะยากจนข้นแค้นภายในปี 2573 หากไม่มีการดำเนินการใดๆ . Superbugs สามารถหลบเลี่ยงการรักษาที่มีอยู่ทั้งหมดได้แล้ว หญิงวัย 70 ปีจากเนวาดาเสียชีวิตในปี 2559 จากการติดเชื้อแบคทีเรียที่ดื้อต่อยาปฏิชีวนะทุกชนิดที่มีอยู่ในสหรัฐอเมริกา

ฉันเป็นนักชีวเคมีและนักจุลชีววิทยาที่ทำการวิจัยและสอนเกี่ยวกับการพัฒนาและการดื้อยาปฏิชีวนะในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา ฉันเชื่อว่าการแก้ไขวิกฤตนี้ต้องการมากกว่าแค่การใช้ยาปฏิชีวนะอย่างเหมาะสมโดยแพทย์และผู้ป่วย นอกจากนี้ยังต้องมีการลงทุนและความร่วมมือร่วมกันระหว่างภาคอุตสาหกรรมและภาครัฐ

ยาปฏิชีวนะได้ปฏิวัติการแพทย์แผนปัจจุบัน แต่การใช้ยาปฏิชีวนะอย่างไม่เหมาะสมและการขาดเงินทุนสนับสนุนการวิจัยได้นำไปสู่วิกฤตแบคทีเรียที่ดื้อยาปฏิชีวนะเพิ่มมากขึ้น
แบคทีเรียสามารถต้านทานยาได้อย่างไร?
เพื่อความอยู่รอด แบคทีเรียจะพัฒนาตามธรรมชาติให้ต้านทานยาที่ฆ่าพวกมันได้ โดยทำได้สองวิธี: การกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมและการถ่ายโอนยีนแนวนอน

การกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมเกิดขึ้นเมื่อ DNA หรือสารพันธุกรรมของแบคทีเรียเปลี่ยนแปลงแบบสุ่ม หากการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ปล่อยให้แบคทีเรียหลบเลี่ยงยาปฏิชีวนะที่อาจฆ่ามันได้ มันก็จะสามารถอยู่รอดและส่งต่อความต้านทานนี้ได้เมื่อมันแพร่พันธุ์ เมื่อเวลาผ่านไป สัดส่วนของแบคทีเรียที่ดื้อยาจะเพิ่มขึ้นเมื่อแบคทีเรียที่ไม่ดื้อยาถูกฆ่าเชื้อด้วยยาปฏิชีวนะ ในที่สุดยาจะไม่ทำงานกับแบคทีเรียเหล่านี้อีกต่อไปเพราะพวกมันล้วนมีการกลายพันธุ์เพื่อการดื้อยา

การใช้แบคทีเรียอีกวิธีหนึ่งคือการถ่ายโอนยีนในแนวนอน ในที่นี้ แบคทีเรียตัวหนึ่งได้รับยีนต้านทานจากแหล่งอื่น ไม่ว่าจะผ่านสภาพแวดล้อมของพวกมันหรือโดยตรงจากแบคทีเรียอีกตัวหนึ่งหรือไวรัสแบคทีเรีย

แผนภาพแสดงประเภทการถ่ายโอนยีนแนวนอนของแบคทีเรีย
แบคทีเรียสามารถต้านทานได้ผ่านการติดเชื้อจากไวรัส (การถ่ายทอด) การดึงมันขึ้นมาจากสิ่งแวดล้อม (การเปลี่ยนแปลง) หรือการถ่ายโอนโดยตรงจากแบคทีเรียอื่น ๆ (การผันคำกริยา) 2013MMG320B/มีเดียคอมมอนส์
แต่วิกฤตการดื้อยาปฏิชีวนะส่วนใหญ่เกิด จากการกระทำ ของมนุษย์หรือเกิดจากฝีมือมนุษย์ ปัจจัยต่างๆ ได้แก่ การใช้ยาปฏิชีวนะมากเกินไปและในทางที่ผิด ตลอดจนการขาดกฎระเบียบและการบังคับใช้เกี่ยวกับการใช้อย่างเหมาะสม ตัวอย่างเช่น แพทย์ที่สั่งยาปฏิชีวนะสำหรับการติดเชื้อที่ไม่ใช่แบคทีเรียและผู้ป่วยที่ไม่ได้รับการรักษาตามที่กำหนดจะทำให้แบคทีเรียมีโอกาสพัฒนาความต้านทานได้

นอกจากนี้ยังไม่มีกฎระเบียบเกี่ยวกับการใช้ยาปฏิชีวนะในการเลี้ยงสัตว์รวมถึงการควบคุมการรั่วไหลออกสู่สิ่งแวดล้อมโดยรอบ เมื่อไม่นานมานี้มีการผลักดันให้มีการควบคุมดูแลการใช้ยาปฏิชีวนะในภาคเกษตรกรรมในสหรัฐอเมริกามากขึ้น จากรายงานเดือนตุลาคม 2021 โดย National Academies of Sciences, Engineering and Medicine ระบุว่า การดื้อยาปฏิชีวนะเป็นปัญหาที่เชื่อมโยงสุขภาพของมนุษย์ สิ่งแวดล้อมและสัตว์ การจัดการด้านหนึ่งอย่างมีประสิทธิผลจำเป็นต้องกล่าวถึงด้านอื่นๆ

การค้นพบยาปฏิชีวนะถือเป็นโมฆะ
สาเหตุสำคัญประการหนึ่งของวิกฤตการดื้อยาคือการชะงักการพัฒนายาปฏิชีวนะในช่วง 34 ปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์เรียกสิ่งนี้ว่าการค้นพบยาปฏิชีวนะเป็นโมฆะ

นักวิจัยค้นพบยาปฏิชีวนะที่มีประสิทธิภาพสูงประเภทสุดท้ายในปี 1987 นับตั้งแต่นั้นมา ก็ไม่มียาปฏิชีวนะตัวใหม่ใดสามารถออกจากห้องแล็บได้ ส่วนหนึ่งเป็นเพราะไม่มีแรงจูงใจทางการเงินสำหรับอุตสาหกรรมยาที่จะลงทุนในการวิจัยและพัฒนาเพิ่มเติม ยาปฏิชีวนะในขณะนั้นก็มีประสิทธิภาพเช่นกัน ต่างจากโรคเรื้อรัง เช่น ความดันโลหิตสูงและเบาหวาน การติดเชื้อแบคทีเรียมักไม่จำเป็นต้องได้รับการรักษาอย่างต่อเนื่อง ดังนั้นจึงให้ผลตอบแทนจากการลงทุนต่ำกว่า