Phi thuyền từ Trái Đất hạ cánh an toàn xuống sao Chổi, gỡ rối gia phả họ nhà chim, dùng "máu trẻ" để chống lại tuổi già... là những phát hiện khoa học mang tính đột phá trong năm 2014.
Năm 2014 đã sắp sửa khép lại để chào đón năm 2015. Đây là thời điểm cho mỗi người chúng ta nhìn lại những thành tựu, công việc đạt được trong suốt 1 năm qua. Và theo thông lệ hàng năm, Tạp chí Science của Hiệp hội Mỹ vì sự nghiệp phát triển khoa học, 1 trong những tờ tạp chí khoa học có uy tín nhất thế giới, đã bình chọn ra top 10 thành tựu đột phá trong lĩnh vực khoa học trong năm 2014 này. Dưới đây là danh sách những khám phá tiêu biểu mà con người đạt được trong năm nay.
1. Lần đầu tiên 1 phi thuyền từ Trái Đất hạ cánh an toàn xuống sao Chổi
Sau nỗ lực kéo dài hơn 1 thập kỷ qua, cuối cùng thì tàu thăm dò Philae phóng ra từ phi thuyền mẹ Resetta của Cơ quan hàng không vũ trụ châu Âu (ESA) đã hạ cánh an toàn xuống sao chổi 67P/Churyumov-Gerasimenko. Đây là lần đầu tiên trong lịch sử một con tàu vũ trụ từ Trái Đất đã chạm được tới sao chổi. Giới khoa học bình luận đây là một "bước ngoặt vĩ đại lớn cho văn minh nhân loại", ví như sự kiện con người đặt chân lên Mặt Trăng lần đầu tiên. Thành công trên đã tạo tiền đề cho hàng loạt các khám phá khác về sự vận hành của vũ trụ cũng như khát vọng tìm kiếm cội nguồn sự sống của loài người.
2. Gỡ rối gia phả họ nhà chim
Trong năm 2014, các nhà nghiên cứu đã tập hợp 48 bộ mã di truyền của loài chim, nghiên cứu và phát triển được sơ đồ tiến hóa của loài chim. Theo các hiểu biết trước đây, 4 tổ tiên của họ nhà chim đã sống sót sau sự kiện tuyệt chủng của khủng long, tiếp tục sống thêm 66 triệu năm nữa và nhanh chóng mở rộng, tách ra thành hơn 10.500 loài chim. Bởi sự phân nhánh cực kỳ nhanh chóng này nên việc tìm hiểu mối liên hệ giữa các loài chim hiện đại trở nên vô cùng phức tạp và khó khăn. Tuy nhiên, với 48 bộ DNA của loài chim trong tay, các nhà khoa học đã gỡ rối được mối liên hệ phức tạp này.
Để có cái nhìn toàn cảnh về sự tiến hóa của loài chim, các nhà nghiên cứu đã so sánh bộ DNA của chúng với một họ hàng gần khác vẫn còn sống đến ngày nay chính là cá sấu, loài không có nhiều biến đổi trong suốt 100 triệu năm qua. Cả 3 loài khủng long, cá sấu và chim đều thuộc chi Archosaurs (1 chi trong cá trong Họ cá Tráp, theo hệ thống phân loại tích hợp IT IS). Bằng cách làm này, các nhà nghiên cứu có thể tái cấu trúc lại những bộ gen trung gian trong quá trình tiến hóa của chúng. Từ đó, các nhà khoa học đã gỡ rối được mối quan hệ phức tạp trong cây gia phả các loài chim. Đồng thời, nghiên cứu còn mở ra thêm hiểu biết xoay quanh loài chim, từ tiếng hót, đặc điểm mắt, khả năng săn mồi, đặc điểm bộ lông và đáng chú ý là giải thích được vì sao chim không có răng.
3. Dùng "máu trẻ" để chống lại tuổi già
Trong những năm gần đây, một số nghiên cứu đã phát hiện ra rằng máu của chuột trẻ có thể được dùng để đảo ngược một số dấu hiệu lão hóa ở chuột già. Đồng thời, họ cũng tìm ra những nhân tố sinh trưởng trong máu có ảnh hưởng phần nào đến sự chống lão hóa của cơ tim. Trong năm 2014 vừa qua, các nhà nghiên cứu tại Đại học Harvard chứng minh được rằng nhân tố đó còn có tác dụng "cải lão hoàn đồng" đối với cơ bắp và não bộ của loài chuột. Thời gian tới, các nhà nghiên cứu sẽ tiếp tục phân lập và khảo sát kỹ hơn loại nhân tố này. Họ hy vọng rằng kết quả trên nếu có thể vẫn đúng trên cơ thể người thì hy vọng về một phương pháp chống lại tuổi già sẽ trở thành sự thực trong tương lai.
4. Đội ngũ 1024 con robot phối hợp làm việc với nhau
Các nhà khoa học máy tính từ Đại học Havard và Viện công nghệ Massachusetts (đã dùng đội quân 1024 con robot và ra lệnh cho chúng cùng "duyệt quân", xếp thành những hình thù khác nhau. Mỗi con robot mang tên Kilobots với 3 chân và có kích thước cỡ 1 đồng xu. Ý tưởng trên lấy cảm hứng từ các sinh vật bầy đàn có tổ chức trong tự nhiên như kiến hoặc ong. Theo đó, các đội quân kiến có thể phối hợp với nhau để tạo thành những chiếc bè hoặc xây cầu.
Bằng cách dùng những thuật toán để mô phỏng hoạt động tập thể, các nhà khoa học đã "dạy" những con robot bộ quy tắc và hướng dẫn ứng xử, giúp chúng có thể lấy tín hiệu từ thế giới xung quanh và tự quyết định hành vi của mình. Các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ tiếp tục phát triển dạng thuật toán tập thể này nhằm tạo nên một đội quân robot có thể giải quyết các vấn đề trong tương lai như cứu hộ cứu nạn, xử lý tràn dầu,…
5. Vi xử lý mô phỏng não người
Việc chế tạo một con vi xử lý có thể giải quyết vấn đề tương tự như bộ não người luôn là hy vọng của các nhà khoa học máy tính. Nguyên nhân là do khác với máy tính, não người có khả năng tuyệt vời là giải quyết các công việc bao hàm lượng dữ liệu khổng lồ. Và hồi tháng 8 vừa qua, các nhà khoa học của hãng IBM đã tiết lộ chip máy tính "neuro-synaptic" đầu tiên trên thế giới có thể mô phỏng hoạt động của não người trong quá trình tính toán. Đây là thế hệ chip thứ 2 trong dự án SyNAPSE của IBM.
Mục tiêu cuối cùng của dự án là chế tạo con chip có hoạt động tương tự não người, có kích thước cỡ 1 con tem, nhằm mang sức mạnh của siêu máy tính lên các thiết bị trong tương lai. Dự án hy vọng rằng trong tương lai, tất cả các khả năng của Smartphone, mạng lưới cảm biến, xe tự lái, robot, hình ảnh y học, phân tích video thời gian thực, xử lý tín hiêyj, phát hiện mùi vị,… đều được tích hợp vào 1 hệ thống duy nhất nhờ vào con chip trên. Đồng thời, hệ thống này cũng có khả năng học hỏi, lý luận và giúp con người đưa ra quyết định tốt hơn.
6. Phát hiện hang động chứa hình vẽ cổ xưa nhất thế giới
Các nhà khoa học đã phát hiện ra những hình vẽ tiền sử trên vách đá trong một hang động thuộc hòn đảo Sulawesi, Indonesia. Các bức vẽ này có niên đại ít nhất là 40.000 năm và có khả năng trở thành những hình vẽ có niên đại cổ nhất thế giới từng được phát hiện. Khám phá trên được đánh giá là có sức ảnh hưởng lớn tới hiểu biết lịch sử của con người. Hang động vẫn tiếp tục được phân tích, nghiên cứu và có thể, phần lịch sử thuộc giai đoạn con người phát triển tư duy sẽ được viết lại nếu người ta có thêm phát hiện mới từ hang động này.
7. Chữa bệnh tiểu đường bằng tế bào
Sau nỗ lực gần 20 năm, các nhà nghiên cứu tại Viện nghiên cứu tế bào Harvard tuyên bố rằng đã đạt được bước tiến quan trọng trong quá trình tìm cách chữa bệnh tiểu đường. Theo đó, nhóm đã tìm ra được công thức biến tế bào gốc của con người thành các tế bào chức năng bê ta tuyến tụy. Đây là các tế bào đã bị phá hủy bởi hệ thống miễn dịch của cơ thể người khi mắc bệnh tiểu đường type 1. Các tế bào bê ta do nhóm tạo ra có thể phản ứng với glucose bằng cách tạo ra insulin tương tự như các tế bào bêta bình thường.
Các tế bào nhân tạo này đã được cấy ghép vào cá thể chuột bệnh tiểu đường và kết quả cho thấy, nó có thể được dùng để chữa các rối loạn do tiểu đường gây ra. Các nhà nghiên cứu sẽ tiếp thực hiện nhiều thử nghiệm hơn nữa, với hy vọng sẽ kiểm chứng lâm sàn trên cơ thể người và mở đường cho một phương pháp chữa tiểu đường type 1 đầy triển vọng trong tương lai không xa.
8. Chỉnh sửa ký ức
Nếu như hồi năm 2013, các nhà khoa học thần kinh đã dùng tia laser để điều chỉnh những kỷ niệm cụ thể trong trí nhớ của loài chuột thì hồi tháng 8 năm 2014 vừa qua, họ đã có thể thay đổi thái độ, tình cảm về một kỷ niệm trong quá khứ, biến những ký ức tốt thành xấu và ngược lại. Bằng cách dùng ánh sáng tác động vào hoạt động của não chuột, nhóm nghiên cứu tại MIT đã xóa những ký ức sợ hãi và thêm vào sự kiện đó những suy nghĩ tích cực hơn. Mặc dù đây là kỹ thuật quá xâm lấn khi thực hiện trên cơ thể người, nhưng các nhà nghiên cứu hy vọng rằng nó có thể mở ra các phương pháp điều trị stress sau chấn thương hoặc các dạng rối loạn lo âu.
9. Sự phát triển của dự án vệ tinh giá rẻ CubeSat
Vệ tinh nhân tạo siêu nhỏ trong dự án CubeSate đang được thả ra từ Trạm không gian quốc tế ISS bởi cánh tay robot
CubeSat là một chương trình quốc tế khởi xướng bởi Đại học bách khoa California nhằm giúp các trường Đại học trên khắp thế giới có thể tự chế tạo bệ tinh và phóng nó vào quỹ đạo với chi phí thấp. Các trường trên thế giới đều có thể tham gia chế tạo vệ tinh dựa trên các quy chuẩn chung nhằm đảm bảo mục tiêu giá thành. Cho đến năm nay, rất nhiều trường Đại học từ khắp nơi trên thế giới đã tham gia phóng thử và thậm chí là thương mại hóa vệ tinh của họ.
Đó là các trường đại học tại Mỹ, Canada, Đức, Nhật Bản. Đáng chú ý nhất trong số đó là vệ tinh Pico Dragon, theo chuẩn 1U, do Trung tâm vệ tinh Quốc gia Việt Nam thuộc Viện hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam chế tạo và hoạt động được 3 tháng sau khi được thả ra từ Trạm vũ trụ quốc tế ISS.
10. Bộ mã di truyền phiên bản 2.0
Tất cả các sự sống trên Trái Đất đều được mã hóa thông tin di truyền bằng bộ DNA với 4 loại nucleotide ký hiệu là A, T, G và C. Và đó cũng là 4 chữ cái duy nhất được dùng và ghép lại thành các cặp Nu trên DNA. Tuy nhiên hồi giữa năm 2014 vừa qua, các nhà nghiên cứu tại Đại học Texas muốn tạo ra thêm quy định mã di truyền "phiên bản 2.0" với sự xuất hiện của 2 Nu mới là X và Y. Theo đó, chúng ta sẽ có tổng cộng 6 Nu và 3 cặp trên chuỗi DNA. Việc mở rộng bộ mã di truyền này được đánh giá là một bước tiến lớn trong lĩnh vực sinh học, tạo tiền đề cho sự ra đời của nhiều loại vi sinh vật mới trong tương lai.
Trang Vũ
