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¿Es posible seleccionar artificialmente para vuelo en cerdos?

¿Es posible seleccionar artificialmente para vuelo en cerdos?



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Después de leer esta perorata de Fodor, como laico, me preguntaba ociosamente si sería posible seleccionar artísticamente para volar en cerdos. Por supuesto, para ese momento, el linaje porcino probablemente comprenderá una especie completamente nueva, pero ¿cuál sería el primer paso en nuestro experimento de reproducción? ¿Y cómo se desarrollaría a partir de ahí, hipotéticamente hablando?


Curso de introducción a la biología evolutiva

Dudo que pueda obtener mucho de la respuesta a continuación. Al final del día, lo único que realmente le permitiría aumentar sus conocimientos es probablemente un curso de introducción a la biología evolutiva como Understanding Evolution de UC Berkeley, por ejemplo.

Pregunta

¿Es posible seleccionar artificialmente para vuelo en cerdos?

Si por 'seleccionar artificialmente' te refieres a la selección de la varianza genética disponible, entonces ¡No, no lo es! Necesitarás muchas mutaciones nuevas y llevaría mucho tiempo.

Selección

No puede seleccionar algo que no existe. La selección requiere una variación fenotípica y genética preexistente para el rasgo de interés. Hoy en día no hay cerdos volando, por lo que no se puede aumentar la frecuencia de los individuos que vuelan por selección.

Tendrá que esperar a que aparezcan mutaciones que le confieran dicha capacidad de vuelo. Por supuesto, no habrá una sola mutación que convierta a un cerdo en un cerdo volador. ¡Simplemente porque volar no es realmente una adaptación simple para un cerdo! ¡Hay pocas especies que podría haber elegido para las que sería más difícil pensar en volar! Vas a seguir un largo procedimiento paso a paso, arreglando las mutaciones una a la vez seleccionando cada una de ellas y eso probablemente tomará cientos de miles de años o tal vez millones de años.

Procedimiento paso a paso

Sospecho que consideraría usar su extremidad delantera para volar. Aquí hay un procedimiento paso a paso potencial y extremadamente simplificado. Por supuesto, si estuviera pensando en cerdos volando usando sus orejas, ¡el procedimiento sería drásticamente diferente!

Probablemente debería comenzar por intentar modificar sus extremidades en ese momento. Tal vez pueda intentar comenzar seleccionando personas que sean más capaces de manipular objetos con la extremidad delantera. También comience a seleccionar cuerpos más ligeros. Además, elimine cualquier selección para la capacidad de desplazamiento rápido o moverse en el lodo, ya que eso seleccionaría para sus extremidades delanteras actuales. Comience con una manipulación muy muy simplista y aumente hasta finalmente terminar con individuos que tienen una extremidad frontal bastante flexible. Asegúrese de seleccionar una extremidad frontal que pueda moverse perpendicularmente al eje del cuerpo.

Entonces no sé si deberías apuntar a hacer alas con piel o con una estructura similar a una pluma de cabello. Si está apuntando con una estructura similar a una pluma, puede intentar jugar con la selección sexual tal como evolucionó en las aves. Digamos que estás eligiendo alas de piel. Entonces, tal vez seleccionar para aquellos que tienen extremidades delanteras anchas y anchas podría ser una buena manera de hacerlo. Mientras tanto, has alcanzado algo así, probablemente hayas logrado reducir el tamaño del cuerpo de tus cerdos al tamaño de un ratón con un cuerpo muy alargado.

Seleccione para las habilidades de salto y luego lentamente para las habilidades de vuelo. ¡Tienes organismos voladores cuyos antepasados ​​fueron los cerdos! Tenga en cuenta que nadie va a financiar un experimento tan inútil e increíblemente largo.


La evolución realmente se trata de tiradas al azar de los dados, y la selección natural decide el resultado. La cuestión de los cerdos volando tiene prioridad. Las aves evolucionaron a partir de dinosaurios terápodos (uno de los cuales es el T-rex). Pero las aves tienen una gran cantidad de adaptaciones para el vuelo, incluidas muchas que deben haber funcionado para algún otro propósito antes de poder volar, como las plumas para la termorregulación. Las primeras alas deben haber tenido alguna función distinta a la de volar. La selección artificial se diferencia de la selección natural en que se acelera mediante la cría selectiva. Pero los principios son los mismos. Primero criarías para un tamaño pequeño y un peso liviano. Las tres especies de tetrápodos que desarrollaron el vuelo lo hicieron con sus extremidades anteriores. Por lo tanto, tendría que buscar extremidades anteriores largas y piel en las axilas ... Tenga en cuenta que estos cambios serían aleatorios. Requeriría una asombrosa cantidad de generaciones. Pero tal vez, y de forma totalmente hipotética (como usted preguntó), se podría intentar y se podría hacer.


Creo que hay que tener en cuenta las limitaciones impuestas por la embriología en este caso. Las mutaciones son "aleatorias" en el sentido de que no se puede mirar hacia el futuro y planificar lo que sería bueno para el organismo. No significa que absolutamente todo sea posible. Las alas solo podrían evolucionar si el proceso de desarrollo se lo permite. Así que podría intentar con todas sus fuerzas seleccionar artificialmente cerdos que crea que pueden tener cualidades que permitan otro animales voladores para volar, pero las alas nunca aparecerán a menos que los procesos embriológicos sean susceptibles de este tipo de modificación.


¿Qué es la cría selectiva (selección artificial)?

Una de las primeras formas de biotecnología es responsable de muchas de las plantas y animales que conocemos hoy. La cría selectiva, también conocida como selección artificial, es un proceso utilizado por los seres humanos para desarrollar nuevos organismos con características deseables. Los criadores seleccionan dos progenitores que tienen rasgos fenotípicos beneficiosos para reproducirse, produciendo descendientes con esos rasgos deseados.

Treehugger / Alexandra Cristina Nakamura

La cría selectiva se puede utilizar para producir frutas y verduras más sabrosas, cultivos con mayor resistencia a las plagas y animales más grandes que se pueden utilizar para la carne. El término "selección artificial" fue acuñado por Charles Darwin en su famoso trabajo sobre la evolución, En el origen de las especies, pero la práctica en sí es anterior a Darwin en miles de años. Como algunas de las formas más tempranas de biotecnología, tanto la reproducción de plantas como de animales han sido una práctica común desde el nacimiento de la civilización.


  • Puede clasificarse como primario, cuando hay una ausencia de eyaculación a lo largo de la vida del hombre, o
  • secundario, en el que el hombre deja de eyacular durante las relaciones sexuales en un momento determinado.
  • También se puede diferenciar en situacional, en el que la eyaculación ocurre durante algunas prácticas sexuales, pero no en el momento del coito, o
  • total si la eyaculación nunca ocurre independientemente de que el hombre alcance el orgasmo o no.
  • La aneyaculación puede deberse a causas psicológicas, como estrés, ansiedad o baja autoestima,
  • causas farmacológicas y
  • causas físicas tales como obstrucción del tracto seminal, hiperplasia prostática o agrandamiento de la próstata, prostatitis o inflamación de la próstata, cirugías abdominales, cirugías urológicas, diabetes, lesiones de la médula espinal, esclerosis múltiple, enfermedad de Parkinson, etc.
  • A veces debido a eyaculación retrógrada, en el que el líquido seminal se redirige hacia la vejiga en lugar de salir por la uretra.
  • También se puede producir por el consumo de otras sustancias como las drogas y el alcohol.

Los pangolines están siendo traficados hasta la extinción en el mercado negro

La medicina tradicional china y la cultura vietnamita están llevando al pangolín a la extinción.

  • Los pangolines son una de las especies más interesantes y entrañables, pero están siendo cazados y traficados hasta casi extinguirse.
  • los Farmacopea china es un gran libro de medicina china autorizada y sirve como un libro de recetas para la "medicina tradicional china".
  • En el libro aparecen pangolines, leopardos y osos. La falsa idea de que estos animales tienen valor medicinal está impulsando un mercado negro multimillonario.

En 2020, los pangolines fueron noticia porque fueron acusados ​​de ser uno de los posibles candidatos para dar COVID al mundo. Posteriormente fueron exonerados, pero el daño aún estaba hecho. Hay ocho especies de pangolines, en muchos países y continentes y que van desde vulnerables a en peligro crítico de extinción, pero todas fueron injustamente empañadas como el comienzo de una pandemia global.

Los pangolines son populares en todo el mundo por lo encantadores que son. Avanzan tambaleantes, como un niño pequeño, arrastrando los pies de un festín a otro. Se ha señalado que parecen estar en un estado constante de anticipación nerviosa. Quizás no sea sin razón. Los pangolines son el animal más traficado del mundo, y el mercado de los pangolines vale miles de millones para los comerciantes negros. Se estima que representan el 20 por ciento de todo el comercio ilegal de animales.


Enviado del cielo: EHang planea entregar órganos artificiales por dron

Si la visión de EHang para aviones personales sin piloto no fue lo suficientemente descabellada para usted, entonces obtenga una carga de la última idea del fabricante de drones. Después de sorprender a los asistentes al CES con un prototipo de un dron para un solo pasajero este año, la compañía china se ha asociado con una firma de biotecnología para adaptar el vehículo para la entrega de órganos de emergencia.

La idea de usar drones para entregar suministros médicos urgentes ha despertado bastante interés. El año pasado, la startup australiana Flirtey despegó con la primera entrega de drones aprobada por la FAA, llevando medicamentos a una clínica en la zona rural de Virginia. Otra startup, Matternet, también ha estado solucionando este problema durante años, mientras que proyectos similares están en marcha en Siria y Ruanda.

Pero transportar paquetes de drogas con pequeños cuadricópteros es una cosa, transportar órganos artificiales en lo que es esencialmente un helicóptero no pilotado es otra. Como el avión no tripulado 184 de EHang está diseñado para transportar de forma autónoma a un humano completo de un lugar a otro dentro de las 10 millas (16 km), podría pensar que llevar solo una parte de un humano sería un trabajo ligero. Pero aunque EHang tiene un video que muestra el dron en vuelo, aún no lo hemos visto levantar a un pasajero humano en una demostración completa.

El EHang 184 está diseñado para transportar de forma autónoma a un ser humano completo de un lugar a otro dentro de las 10 millas (16 km)

Independientemente, la compañía ha demostrado lo suficiente como para que la corporación de beneficio público (PBC) Lung Biotechnology con sede en Maryland contrate sus servicios. La asociación verá a la pareja trabajar juntos durante los próximos 15 años para construir un EHang 184 modificado con el fin de realizar entregas de órganos automatizadas.

Llaman al programa el sistema de helicópteros de transporte de órganos fabricados (MOTH, por sus siglas en inglés) e implicará la compra de hasta 1.000 vehículos. Estos estarían estacionados fuera de las instalaciones de fabricación de Lung Biotechnology, a la espera de transportar órganos recién producidos a lo largo de rutas de vuelo preprogramadas hasta los hospitales de la zona.

La pareja está llamando al programa el sistema de helicópteros de transporte de órganos fabricados (MOTH).

Estas compras dependerán no solo de si la aeronave MOTH está aprobada por la Administración Federal de Aviación, sino también de si la Administración de Drogas y Alimentos de los EE. UU. Aprueba los órganos artificiales de Lung Biotechnology. Y aquí radica el mayor obstáculo.

Si bien los científicos han logrado avances prometedores en el área recientemente, los órganos artificiales implantables permanecen fuera de su alcance por el momento. Con el fin de abordar la escasez de órganos, los científicos en 2014 cultivaron un órgano en pleno funcionamiento dentro de un ratón desde cero. A principios de este año, los investigadores lograron avances en el desarrollo de tejido hepático modificado por ingeniería. La impresión 3D también está ayudando a impulsar estos esfuerzos.

Por su parte, Lung Biotechnology trabaja para ofrecer pulmones artificiales y otros órganos trasplantables a través del xenotrasplante de cerdo a humano y el trabajo con células madre, entre otras tecnologías.

Entonces, por un lado, ninguna de las tecnologías requeridas para esta iniciativa ha sido probada, y eso sin mencionar el largo proceso de aprobación regulatoria antes de que finalmente se declaren seguras para su uso. Pero, por otro lado, las entregas con drones y los órganos artificiales son problemas en los que están trabajando legiones de personas muy inteligentes en todo el mundo. Así que la idea de que algún día se conviertan en realidad en algún lugar y luego se combinen para salvar miles de vidas, quizás no sea tan descabellada.


Conozca a los científicos que recuperan especies extintas de entre los muertos

Amy Dockser Marcus

Las palomas son aparentemente anodinas. Trece aves, de dos semanas a tres meses, ocupan un gallinero en un centro de investigación animal al oeste de Melbourne, Australia. Son descendientes de la paloma bravía, habitantes reconocibles de las plazas de la ciudad y los bancos de los parques, con una pequeña pero crucial distinción. Estas son las primeras palomas en la historia con sistemas reproductivos que contienen el gen Cas9, un componente esencial de la herramienta de edición de genes Crispr. Los pichones de esta bandada nacerán con el gen Cas9 en cada una de sus células, lo que permitirá a los científicos editar su descendencia con ADN de la paloma migratoria extinta. Esas aves, si todo va según lo planeado, serán los primeros animales vivos editados con rasgos de una especie que ya no existe. El rebaño fue creado por Ben Novak, un científico estadounidense que ha pasado los últimos seis años trabajando obsesivamente en un proceso conocido como extinción. Su objetivo: recuperar un pájaro que desapareció de la faz de la Tierra en 1914.

Durante los últimos seis años, la nueva tecnología de edición de genes nos ha proporcionado un control inimaginable sobre la genética. El sistema Crispr-Cas9 consta de dos partes principales: una guía de ARN, que los científicos programan para apuntar a ubicaciones específicas en un genoma, y ​​la proteína Cas9, que actúa como tijeras moleculares. Los cortes desencadenan reparaciones, lo que permite a los científicos editar el ADN en el proceso. Piense en Crispr como una herramienta de cortar y pegar que puede agregar o eliminar información genética. Crispr también puede editar el ADN de espermatozoides, óvulos y embriones, implementando cambios que se transmitirán a las generaciones futuras. Los defensores dicen que ofrece un poder sin precedentes para dirigir la evolución de las especies.

En enero de 2013, los científicos publicaron artículos que demostraban que, por primera vez, habían editado con éxito células humanas y animales utilizando Crispr. La noticia provocó temores de los llamados bebés de diseño editados por rasgos como la inteligencia y el atletismo, algo que los científicos siguen estando lejos debido a la complejidad de esos rasgos. Pero la edición de embriones para la investigación ya está en marcha. En los últimos 18 meses, investigadores de EE. UU. Y China editaron con éxito mutaciones causantes de enfermedades en embriones humanos viables que no estaban destinados a implantes ni a nacimientos.

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La tecnología se usa ampliamente en animales. Crispr ha producido pollos resistentes a enfermedades y ganado lechero sin cuernos. Los científicos de todo el mundo editan de forma rutinaria los genes en ratones para la investigación, agregando mutaciones para enfermedades humanas como el autismo y el Alzheimer en busca de posibles curas. Los cerdos editados con Crispr contienen riñones que los científicos esperan probar como trasplantes en humanos.

Crispr se ha discutido como una herramienta de extinción desde sus primeros días. En marzo de 2013, el grupo conservacionista Revive & Restore coorganizó la primera conferencia TedXDeExtinction en Washington, D.C. Revive & Restore fue cofundado por Stewart Brand, el creador de la contracultura Whole Earth Catalog y un firme defensor del resurgimiento de la paloma migratoria.

En la conferencia, George Church, pionero de Crispr y genetista de la Escuela de Medicina de Harvard, presentó una hoja de ruta científica para revivir una especie. Church no se centró en la paloma migratoria, sino en su propio proyecto favorito, el mamut lanudo. Los científicos, explicó Church, habían secuenciado parcialmente el genoma del mamut utilizando ADN extraído de huesos antiguos y otros restos. Armados con esa información, podrían usar Crispr para editar el ADN del elefante asiático, el pariente vivo más cercano del mamut. A través del corte y pegado genéticos, los rasgos físicos y de comportamiento del mamut, su pelaje homónimo y su capacidad para soportar temperaturas bajo cero, podrían agregarse a las células vivas de elefante.

La idea de que los mamuts lanudos pudieran vagar una vez más por la Tierra fue noticia en todo el mundo. Pero en su charla, titulada "Hibridación con especies extintas", Church dijo que el resultado previsto de su experimento de extinción no era un facsímil genético del mamut. Con suficiente ADN de mamut, explicó Church, un elefante asiático editado por Crispr se convertiría en algo completamente diferente: un híbrido moderno que se veía y se comportaba como un mamut pero que compartía ADN con una especie viva.

Para muchos en la audiencia ese día, una idea sacada directamente de la ciencia ficción de repente pareció plausible. “Crispr puso la extinción en el plato”, dice Novak, quien habló en la conferencia TedXDeExtinction y dirige el proyecto de paloma migratoria para Revive & Restore.

La paloma migratoria tiene seguidores parecidos a un culto: una red global de "palomas" que incluye científicos, conservacionistas, ornitólogos, criadores de palomas, genetistas de aves de corral y ávidos observadores de aves ansiosos por ver revivir la especie. Incluso entre estos obsesivos, destaca la pasión de Novak. De las 1.500 palomas migratorias disecadas en museos y colecciones privadas, él personalmente ha visto 497.

Entiende que su obsesión es difícil de entender para la mayoría de las personas. Le cuesta explicarlo él mismo. Novak creció en una ciudad de 200 habitantes en Dakota del Norte. Mucho antes de que pudiera leer, estaba fascinado con la idea de la extinción, cavando sin éxito en busca de fósiles en su patio trasero. "Yo era un niño extraño", dice.

No hay ningún plan para recuperar el pterodáctilo. La extinción no significa "Parque Jurásico".

En octavo grado, Novak estaba trabajando en un proyecto de feria de ciencias sobre el pájaro dodo cuando descubrió que la especie era esencialmente "una paloma gigante extinta". Nada lo preparó para la prisa que sintió cuando, a los 14 años, se encontró con fotos de una paloma migratoria mientras hojeaba un libro de la Sociedad Nacional Audubon. "Pensé que era un pájaro precioso", dice Novak.

Los machos de paloma migratoria eran particularmente coloridos, con pechos, patas y patas rojas y parches rosados ​​iridiscentes que brillaban a los lados de sus gargantas. Las aves viajaban en bandadas que podían ascender a tres mil millones y eran conocidas por su gracia y velocidad, volando a hasta 60 millas por hora. Novak leyó historias que describían bandadas de palomas migratorias tan grandes que oscurecían los cielos durante días mientras pasaban por encima. Estas bandadas masivas jugaron un papel ecológico importante, rompiendo ramas para permitir que la luz del sol rejuvenezca los bosques y enriqueciendo el suelo con sus excrementos. Los pájaros eran muy apreciados porque los cazadores de carne podían ver las bandadas acercándose desde millas de distancia. La población experimentó un fuerte declive a fines del siglo XIX y nunca se recuperó.

La última paloma migratoria conocida, un pájaro llamado Martha, murió en cautiverio en un zoológico de Cincinnati en 1914. Su desaparición provocó la aprobación de leyes de conservación modernas para proteger otras especies en peligro de extinción en los EE. UU.Poco después de su muerte, Martha fue congelada y enviada a la Institución Smithsonian en Washington, D.C., para ser rellenada. Ya no está en exhibición, pero Novak, por supuesto, la ha visto. "Martha está en mal estado", dice. La historia escrita y la taxidermia degradada intensificaron el deseo de Novak de revivir la especie. “Nadie puede decirme cómo era una paloma migratoria en la vida real”, dice. "Me siento despojado de la historia".

El primer paso fue secuenciar el genoma de la paloma migratoria. El proyecto fue dirigido por Beth Shapiro, profesora de ecología y biología evolutiva en la Universidad de California, Santa Cruz y autora del libro "Cómo clonar un mamut". El laboratorio de Shapiro estudia el ADN de animales extintos, extrayendo fragmentos de huesos y otros restos, algunos de los cuales se remontan a cientos de miles de años. Novak se unió al laboratorio en 2013 para trabajar en el proyecto de palomas migratorias Revive & Restore financió su trabajo.

La secuenciación del genoma de una especie extinta no es una tarea fácil. Cuando un organismo muere, el ADN de sus células comienza a degradarse, dejando a los científicos con lo que Shapiro describe como “una sopa de billones de pequeños fragmentos” que requieren reensamblaje. Para el proyecto de la paloma migratoria, Shapiro y su equipo tomaron muestras de tejido de las almohadillas de los dedos de los pájaros disecados en colecciones de museos. El ADN en el tejido muerto les dejó pistas tentadoras pero una imagen incompleta. Para llenar los vacíos, secuenciaron el genoma de la paloma de cola de banda, el pariente vivo más cercano de la paloma migratoria.

Al comparar los genomas de las dos aves, los investigadores comenzaron a comprender qué rasgos distinguían a la paloma migratoria. En un artículo publicado el año pasado en "Science", informaron haber encontrado 32 genes que hicieron que la especie fuera única. Algunos de estos permitieron que las aves soportaran el estrés y las enfermedades, rasgos esenciales para una especie que vivía en grandes bandadas. No encontraron genes que pudieran haber llevado a la extinción. “Las palomas migratorias se extinguieron porque la gente las cazaba hasta matarlas”, dice Shapiro.

En un laboratorio de Harvard, se están editando células de elefante asiático con ADN del extinto mamut lanudo.

En 2014, Shapiro impartió una clase de posgrado sobre la extinción y le pidió a cada estudiante que presentara un caso para resucitar un animal de entre los muertos. Las aves extintas no voladoras, el moa de Nueva Zelanda y el dodo, eran las favoritas, junto con el delfín del río Yangtze. Algunos estudiantes mencionaron la importancia o el valor ecológico de un animal para el turismo. Otros mencionaron el papel que jugaron los humanos en la extinción de una especie, una piedra angular del argumento de Stewart Brand para revivir la paloma migratoria.

Según Shapiro, ninguno de estos argumentos justifica la extinción. "¿Cuál es el punto de traer algo de regreso si no sabemos por qué se extinguió?" ella pregunta. "¿O si sabemos por qué se extinguió pero no hemos solucionado el problema?"

El dodo, dice, ejemplifica este último problema. El ave no voladora, originaria de la isla de Mauricio en el océano Índico, anidaba en el suelo y ponía solo un huevo a la vez. Los colonos que llegaron en 1638 trajeron gatos, ratas y cerdos que devoraban huevos de dodo. “No tiene sentido traer de vuelta al dodo”, dice Shapiro. "Sus huevos se comerán de la misma manera que los extinguió la primera vez".

Las palomas migratorias revividas también podrían enfrentarse a una reextinción. La especie prosperó en los años previos al asentamiento europeo de América del Norte, cuando vastos bosques sostenían miles de millones de aves. Desde entonces, esos bosques han sido reemplazados por ciudades y tierras de cultivo. “El hábitat que necesitan las palomas migratorias para sobrevivir también está extinto”, dice Shapiro.

Su interés por el ave se basaba en la conservación más que en la extinción. Comprender la causa exacta de la extinción de las especies puede ayudar a los científicos a proteger los ecosistemas y los animales vivos. Shapiro sostiene que los genes de la paloma migratoria relacionados con la inmunidad podrían ayudar a sobrevivir a las aves en peligro de extinción. “Quería estudiar la paloma migratoria”, dice Shapiro. "Ben quería devolver la vida a la paloma migratoria".

Pero, ¿qué significa traer de vuelta una especie extinta? Andre E.R. Soares, un científico que ayudó a secuenciar el genoma de la paloma migratoria, dice que la mayoría de la gente aceptará un parecido como prueba de extinción. “Si parece una paloma migratoria y vuela como una paloma migratoria, si tiene la misma forma y color, la considerarán una paloma migratoria”, dice Soares.

Shapiro dice que eso no es suficiente. Con el tiempo, dice, las herramientas de edición de genes pueden crear una copia genética de una especie extinta, "pero eso no significa que vayas a terminar con un animal que se comporta como una paloma migratoria o un mamut lanudo". Podemos entender la naturaleza de una especie extinta a través de su genoma, pero la crianza es otra cuestión. Sin mamuts lanudos vivos o palomas migratorias para modelar el comportamiento social, ¿quién enseñará a estas réplicas genéticas cómo comportarse como los de su especie?

"Vamos a necesitar una nueva biología y nuevos nombres para todo esto", dice Soares.

Church admite que existen obstáculos para la extinción, uno de los cuales es la aprehensión pública. Pero la historia de la ciencia, dice, está llena de ideas que comienzan a parecer inverosímiles, plantean problemas éticos complejos y, con el tiempo, avanzan hacia la aceptación social. “Cuanto más incógnitas hay, más intenso es el desacuerdo”, dice. Señala la fertilización in vitro, ahora una tecnología reproductiva de rutina que ha llevado al nacimiento de millones de niños. Cuando se propuso la FIV por primera vez, a la gente le preocupaba la ética, las repercusiones y los posibles riesgos. “Tan pronto como Louise Brown nació en 1978 y fue completamente normal, el desacuerdo desapareció”, dice Church.

En casi todos los países, el proceso de extinción requiere la aprobación de los gobiernos, los comités académicos y el público en el camino. Para inyectar el gen Cas9 en sus aves, Novak necesitaba el permiso de la Oficina del Regulador de Tecnología Genética en Australia, así como de los comités de ética y bienestar animal. Necesitará otra ronda de aprobaciones para criar y editar la próxima generación de sus palomas.

Mientras tanto, Novak está formando constantemente el rebaño. En mayo, inyectó 19 huevos con el gen Cas9, pero solo dos palomas sobrevivieron a la eclosión. En agosto, sobrevivieron 11 pichones de 46 huevos. Novak y un pequeño equipo de científicos planean repetir el proceso hasta tener 22 parejas de aves para la reproducción. Están considerando qué rasgos de paloma migratoria agregar primero, revisando los datos de secuenciación de los genes asociados con el color distintivo del ave extinta y la preferencia por la vida en grandes bandadas. Después de determinar cómo se manifiesta el ADN de la paloma migratoria en las palomas de roca, Novak espera editar la paloma de cola de banda, el pariente vivo más cercano de la paloma migratoria, con tantos rasgos definitorios del ave extinta como sea posible. Con el tiempo, dice, tendrá una criatura híbrida que se ve y actúa como una paloma migratoria (aunque sin entrenamiento de los padres) pero que aún contiene ADN de paloma con cola de banda. Estas nuevas aves necesitarán un nombre, que su creador humano ya ha elegido: Patagioenas neoectopistes, o "nueva paloma errante de América".

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Descubra cómo la experimentación y la investigación con animales han mejorado la salud humana.

Envejecimiento

Los investigadores han estado estudiando el fármaco metformina, que aumenta la cantidad de moléculas de oxígeno liberadas en una célula, para determinar sus efectos sobre el envejecimiento. Un antiguo medicamento para la diabetes, la metformina, es barato y se ha descubierto que detiene el proceso de envejecimiento en el trabajo con ratones y lombrices intestinales c. elegans. Los investigadores observaron un aumento sustancial en la vida útil y la vitalidad de los animales. Los sujetos vivieron a la persona equivalente a 120 años. En ratones de mediana edad, una pequeña dosis alargó su vida, mientras que una gran dosis la acortó. La dosis adecuada también resultó en menos casos de cataratas y aumento de peso. La metformina mejoró la vida y la salud de los ratones, lo que llevó a los investigadores a investigar más a fondo el efecto protector potencial del fármaco contra enfermedades que se vuelven más comunes con la edad, como el cáncer, las enfermedades cardíacas y el Alzheimer.

Los resultados en animales fueron tan convincentes que en 2016 la FDA dio luz verde a los ensayos clínicos en humanos conocidos como el estudio Targeting Aging with Metformin (TAME). Se hará un seguimiento de 3,000 personas mayores durante 6 años para ver cómo el medicamento afecta su salud en general. Dependiendo de los resultados del ensayo, la metformina podría convertirse en el primer fármaco antienvejecimiento de la historia. Si los resultados se transfieren a los humanos, no solo aumentará la esperanza de vida, sino que los humanos estarán mejor protegidos contra las enfermedades relacionadas con la edad.

Se están investigando otros medicamentos contra el envejecimiento con la ayuda de animales. Recientemente, un equipo de la Universidad de Nueva Gales del Sur ha identificado el metabolito NAD + como clave en la reparación del ADN. La capacidad natural de nuestro cuerpo para reparar nuestro ADN disminuye con la edad, pero los ratones que recibieron un refuerzo de NAD + mejoraron tanto la reparabilidad de las células que las células de los ratones viejos tratados eran indistinguibles de las de los ratones jóvenes. Los ensayos en humanos comenzarán a fines de 2017 y, si tienen éxito, el medicamento podría estar disponible en tan solo cuatro años. El progreso hacia los medicamentos antienvejecimiento ofrece la perspectiva no solo de una mayor esperanza de vida, sino también de un mundo con menos enfermedades relacionadas con la edad, lo que da como resultado una población en general más saludable. Una vez en el mercado para humanos, estos medicamentos también podrían adaptarse para mejorar la vida útil de las mascotas. La investigación con animales ha sido fundamental en las perspectivas de los medicamentos antienvejecimiento que tenemos ahora y seguirá siendo fundamental en el futuro en nuestra búsqueda para prolongar y mejorar la vida humana.

Enfermedad de Alzheimer

Comprender la predisposición genética a la enfermedad es fundamental para encontrar una cura. Los primates no humanos son esenciales para nuestro conocimiento del cerebro humano. Al estudiar la función cerebral en cerebros de monos sanos, los investigadores pueden señalar dónde están fallando los cerebros humanos que sufren de Alzheimer, demencia y otros trastornos neurológicos. También se han logrado avances en la última década utilizando modelos de ratones para determinar los factores genéticos de la enfermedad de Alzheimer. Los investigadores han podido identificar una mutación de inicio temprano para la enfermedad de Alzheimer, a través de estudios con humanos que luego se fortaleció con modelos de ratón, y recientemente una rara mutación genética protectora que proporciona más evidencia de niveles excesivos de una sustancia cerebral normal, beta amiloide, como un factor impulsor de la enfermedad. La identificación de esta mutación genética es un punto de partida sólido para desarrollar un posible fármaco que ralentice o prevenga la progresión de la enfermedad. Aunque ningún modelo imita por completo la enfermedad en humanos, un grupo de modelos de ratón juntos ofrece información sobre el funcionamiento de la enfermedad. Los modelos de ratón también se están utilizando para ser pioneros en tratamientos de inmunoterapia para el Alzheimer que se encuentran actualmente en ensayos clínicos. Los modelos de ratón también han hecho posible una prueba en el hogar para personas con antecedentes de Alzheimer en su familia para evaluar su propio riesgo de portar el gen.

Los modelos de ratón también se han utilizado en una nueva e interesante perspectiva sin fármacos para tratar el Alzheimer. Investigadores en Australia han podido utilizar tecnología de ultrasonido no invasiva para romper las placas amiloides neurotóxicas responsables de la pérdida de memoria. El equipo informó que se restauró la función de memoria completa en el 75% de los ratones sin dañar el tejido cerebral circundante. Esto ofrece una vía de tratamiento completamente nueva para la enfermedad, cambiando nuestro enfoque de posibles tratamientos. Los investigadores esperan pasar a modelos animales superiores antes de los ensayos clínicos en humanos en los próximos años.

Los ratones y primates no humanos están avanzando en nuestro progreso hacia la prevención y curación del Alzheimer y otras enfermedades neurodegenerativas. Ofrecen un conocimiento invaluable del funcionamiento del cerebro que puede ayudar con todas las afecciones neurológicas, desde el Alzheimer hasta el autismo y el trastorno bipolar. Nuestra comprensión del cerebro humano no estaría ni cerca de encontrar una cura para el Alzheimer sin el uso de modelos animales.

Sangre artificial

Se han utilizado ratas y ratones para comprender los componentes de la sangre humana durante décadas. En 1968, se sugirió un sustituto de la sangre, los perfluoroquímicos (PFC), en experimentos con ratones. Las alternativas de sangre basadas en PFC son una facción importante de la investigación con sangre artificial. La FDA ha aprobado una alternativa basada en PFC, pero debido a la gran cantidad necesaria para la eficiencia, no se usa ampliamente. Se sigue desarrollando sangre artificial mejorada a base de PFC utilizando ratones y ratas, pero aún no se han realizado ensayos en humanos.

El mayor desafío en la creación de sangre artificial es la proteína hemoglobina. En los glóbulos rojos, la hemoglobina transporta oxígeno desde los pulmones al tejido necesario, pero también puede dañar el tejido y hacer que los vasos sanguíneos se contraigan si no se aíslan adecuadamente. Los productos a base de hemoglobina son la segunda facción de investigación más importante. Un grupo de investigadores ha encerrado la hemoglobina en un polímero sintético. Utilizando conejos, están estudiando la reacción de la aorta a los nuevos glóbulos rojos para asegurar una reacción idéntica cuando se agrega su sangre artificial al cuerpo. Su sangre artificial debe tener éxito en las pruebas continuas con animales antes de que se demuestre que es lo suficientemente segura como para comenzar las pruebas en humanos.

Los sustitutos de la sangre a base de células madre son otra vía utilizada para crear sangre artificial. Nuestro conocimiento de las células madre proviene y continúa progresando gracias a la investigación con animales. Se ha creado un sustituto a base de células madre que en el Reino Unido entrará en ensayos clínicos en humanos a finales de 2017 después de haber demostrado ser seguro y eficaz en pruebas con animales.

Cáncer

Hoy en día, muchos de los fármacos que combaten el cáncer no serían posibles sin el uso de ratones. La quimioterapia se desarrolló por primera vez mediante el uso de gas mostaza modificado para reducir los tumores en ratones (1). Otro fármaco influyente contra el cáncer, Herceptin, popular para mejorar la supervivencia a largo plazo en pacientes con cáncer de mama, se desarrolló con ratones. Al seguir desempeñando un papel en la mejora de las terapias actuales, pero también en las terapias de reciente desarrollo, los ratones siguen siendo una parte vital de la investigación del cáncer. Incluso forman parte de una creciente investigación en el desarrollo de la terapia génica para reducir el tamaño del tumor en el cáncer de ovario y una posible vacuna contra el desarrollo del cáncer de mama. Otro desarrollo prometedor hecho posible con ratones, investigadores de Suecia descubrieron recientemente un posible cambio genético dentro de las células que podría detener el crecimiento de las células cancerosas. Las células sanas y las células cancerosas regulan su crecimiento con diferentes conmutadores genéticos. En ratones, los investigadores pudieron eliminar una región reguladora que está vinculada a varias formas diferentes de cáncer y reducir la formación de tumores en ratones sin afectar el crecimiento de células sanas. Esta es una evidencia de la posibilidad de desarrollar medicamentos contra el cáncer altamente específicos para detener la formación de células cancerosas sin dañar las células normales circundantes. Los ratones siguen siendo una parte invaluable de la investigación oncológica y nuestra mejora continua en la tasa de remisión.

De manera similar, los perros juegan un papel importante en el desarrollo de tratamientos contra el cáncer para humanos, pero también para los 6 millones de perros que se estima que serán diagnosticados con cáncer cada año en los Estados Unidos. Gracias al exitoso mapeo del genoma de Tasha the Boxer del NHGRI Dog Genome Project, hemos confirmado que muchos de los genes implicados en el cáncer humano también están presentes en el de los perros. Esto ayuda al desarrollo de tratamientos traslacionales. La mitad de los perros mayores de diez años desarrollarán cáncer y se están probando nuevos medicamentos para ayudar a los perros en los que la cirugía no es una opción. Un nuevo medicamento oral, KInavet, ofrece resultados prometedores en la reducción de los tumores de mastocitos en perros. Una vez que la droga se haya refinado, podría usarse como punto de partida para desarrollar algo similar para los humanos. El cáncer de hueso y muchos otros tipos de tumores son casi idénticos a los mismos que se encuentran en los seres humanos. Progresan más rápido en los perros, lo que los convierte en los pacientes ideales para probar la eficacia de nuevas terapias. Para el cáncer de hueso, de mama y de piel, los perros son especialmente importantes para nuestro descubrimiento de nuevos tratamientos y terapias debido a la similitud en el comportamiento del cáncer en ambas especies. Investigadores en Suiza han estudiado el tejido circundante en perros con cáncer de mama, identificando que, al igual que en los humanos, el tumor puede influir en las células sanas circundantes para apoyar el crecimiento canceroso. Esta es una prueba más de la inmensa similitud entre los tumores humanos y de los perros, y el valor crucial que tienen nuestros esfuerzos para curar el cáncer en los perros para curar también el cáncer en los humanos. Otro cáncer convertible es el hemangiosarcoma (HSA) en perros, el angiosarcoma en humanos, ambos son extremadamente agresivos y solo la mitad de los humanos diagnosticados viven más de 16 meses, y menos de la mitad de los perros vivirán más de 4 a 6 meses después del diagnóstico. Debido a que es un cáncer vascular, es difícil de tratar sin causar un daño severo al sistema inmunológico. Los investigadores han desarrollado un fármaco, eBAT, para atacar el tumor con un daño mínimo al sistema inmunológico. eBAT con quimioterapia tradicional extendió la esperanza de vida de los perros evaluados. Los investigadores esperan continuar con las mejoras para combatir la HSA en perros y modificar el fármaco para ensayos en humanos para ayudar en la lucha contra el angiosarcoma y otros tumores.

Se están desarrollando tratamientos pioneros con la ayuda de perros, como inmunoterapia e inyecciones de bacterias para combatir el cáncer. Los investigadores han inyectado tumores en perros con una bacteria que crece y destruye las células cancerosas. Los tumores se redujeron eficazmente o se eliminaron por completo. Un paciente humano ha recibido esta bacteria y los investigadores esperan continuar la investigación con perros antes de los ensayos en humanos generalizados. El progreso es significativo porque las bacterias se dirigen solo a las células cancerosas, sin embargo, para que las inyecciones sean efectivas, los investigadores deben aprovechar las bacterias para atacar las metástasis, ya que a menudo resultan más fatales que el tumor original. La inmunoterapia es otra técnica en desarrollo para curar el cáncer. Con uno de cada ocho rottweilers afectados por el cáncer, la Rottweiler Health Foundation es un importante partidario de la investigación del cáncer canino, y la inmunoterapia es una de las que ha tenido éxito. El osteosarcoma, cáncer de hueso, es el tipo más común que afecta a los perros, y la inmunoterapia se ha utilizado para salvar la vida de muchos perros y, a su vez, se ha modificado para tratar con éxito el cáncer en humanos. El osteosarcoma es otra forma de cáncer que es notablemente similar en los humanos, específicamente en los niños, por lo que probar curas con perros es un avance hacia la curación de los miles de perros y niños afectados. A medida que nuestra investigación sobre el cáncer canino mejora, también lo hacen nuestros desarrollos para combatir el cáncer en los seres humanos, el hombre y el mejor amigo del hombre son un frente unido en la lucha contra el cáncer.

[1] Adair, F.E. y Bagg, H.J. Estudios experimentales y clínicos sobre el tratamiento del cáncer mediante dicloro etil sulfuro (gas mostaza) Enm. J. Surg 93: 190-199, 1931

Colesterol

El colesterol alto es un factor importante que contribuye a la salud cardiovascular.La ciencia de los medicamentos para reducir el colesterol se basa en la investigación con animales. El segundo y el decimonoveno medicamento más recetado en Estados Unidos, Crestor y Zetia, se probaron en ratones, perros y ratas, y Zetia también se desarrolló con conejos y monos. Los modelos de ratones, ratas y conejos llevaron al desarrollo de estatinas, un alimento básico para reducir el colesterol y preservar la salud cardiovascular. Un número asombroso de estadounidenses toma estatinas: la mitad de los hombres, de 65 a 74 años, y el 39% de las mujeres, de 75 años o más, lo que demuestra la prioridad que tiene el perfeccionamiento de los medicamentos para el corazón. Aproximadamente uno de cada cuatro estadounidenses de 45 años o más, un estimado de 32 millones de estadounidenses, toma estatinas para reducir su colesterol. Con estos medicamentos para el colesterol, podemos ayudar a prevenir que las personas en riesgo sufran ataques cardíacos al reducir la tensión que el colesterol malo agrega al sistema cardiovascular. En 1973, el Dr. Akira Endo identificó una enzima, HMG-CoA, como clave en la producción de colesterol LDL, o colesterol "malo", por lo que bloquearlo puede ayudar a reducir el nivel de colesterol. Su teoría fue apoyada por estudios creados para bloquear la actividad de la HMG-CoA en perros, conejos y monos, cuyos niveles de colesterol LDL circulante luego bajaron. Se iniciaron ensayos en humanos, pero luego se detuvieron rápidamente después de que los problemas de dosis resultaron fatales para los perros que se estaban probando. Se realizaron más estudios en animales para determinar una dosis segura y eficaz para reducir los niveles de colesterol. Los medicamentos para el colesterol son ahora un medicamento vital para ayudar a proteger a las personas de los ataques cardíacos. La investigación con animales incluso está avanzando hacia una vacuna para reducir el colesterol que proporcionaría protección a largo plazo. Un candidato ha entrado recientemente en ensayos clínicos en humanos después de demostrar su eficacia para reducir el colesterol LDL en ratones. Los investigadores esperan que la vacuna sea una forma sencilla de reducir el colesterol malo y, en última instancia, reducir el riesgo de enfermedad cardíaca.

Otros medicamentos para el corazón para reducir la hipertensión en personas de alto riesgo, como los betabloqueantes y los inhibidores de la ECA, también se desarrollaron a través de la investigación con animales. Los medicamentos para la presión arterial alta no hubieran sido posibles sin la investigación con animales. El sexto medicamento más recetado en Estados Unidos, probado en ratas, ratones, conejos y titíes, Diovan, es para la presión arterial alta. De manera similar, todos los medicamentos que reducen la hipertensión comenzaron con investigaciones realizadas en ratones, que finalmente demostraron ser seguros y efectivos para ratones, perros y gatos antes de usarse para reducir de manera segura la presión arterial en humanos. James Black desarrolló los primeros betabloqueantes después de estudiar los músculos del corazón de los conejillos de indias y monitorear las funciones cardiovasculares de los gatos anestesiados. El primer inhibidor de la ECA, Captopril, se introdujo en 1981. Trata eficazmente la hipertensión a través del péptido, el factor potenciador de bradicinina (BPF), que neutraliza la enzima responsable del aumento de la presión arterial. Esta enzima se identificó después de probar sus efectos en perros anestesiados. A continuación, se aisló el agente neutralizante, BPF, del veneno del Bothrops jararaca pit viper de Sergio Ferreira. El descubrimiento de BPF es responsable de muchos medicamentos innovadores para el corazón y terapias farmacológicas.

Los primates no humanos son fundamentales en nuestra comprensión de la presión arterial, ya que "la regulación de la presión arterial a largo plazo es casi idéntica en humanos, babuinos y otros NHP", y con frecuencia desarrollan presión arterial alta e hipertensión a medida que envejecen. Su esperanza de vida y el aumento del desarrollo de complicaciones cardíacas con la edad hacen que los babuinos y los chimpancés sean una piedra angular en el desarrollo de medicamentos y tratamientos para prevenir las enfermedades cardíacas.

Las mascotas también padecen enfermedades cardíacas, pero gracias a la investigación con animales, existen varios medicamentos comúnmente recetados por los veterinarios para tratar la insuficiencia cardíaca en perros y gatos, por ejemplo, los inhibidores de la ECA se recomiendan comúnmente para tratar a las mascotas con insuficiencia cardíaca congestiva. Estos medicamentos, junto con una dieta y ejercicio adecuados, pueden tratar eficazmente su afección, extendiendo su vida útil al igual que los medicamentos para el corazón en los seres humanos. La investigación con animales ha dado como resultado medicamentos para el corazón que cambian la vida para mejorar y prolongar la vida de los seres humanos y los animales que padecen enfermedades cardíacas. Si bien la tasa de personas afectadas por enfermedades cardíacas ha disminuido considerablemente, sigue siendo una gran preocupación, pero con la investigación en animales podemos ampliar nuestro conocimiento sobre las enfermedades cardiovasculares y sus tratamientos para continuar mejorando la salud cardiovascular.

Fibrosis quística

Los ratones han desempeñado un papel importante en la investigación de la fibrosis quística. Sin embargo, debido a que los ratones con FQ no contrajeron las infecciones pulmonares que tendrían los humanos con FQ, los científicos concluyen que la principal diferencia entre los ratones y los sistemas respiratorios humanos radica en el líquido de la superficie de las vías respiratorias (ASL), que protege el sistema respiratorio. Los pacientes con FQ carecen del protector respiratorio necesario, lo que provoca infecciones pulmonares. Recientemente, investigadores en Japón han modificado genéticamente ratones que ahora pueden reproducir de cerca los síntomas encontrados en humanos, a diferencia de los modelos de ratones anteriores que carecían de las infecciones de los humanos. Esto ayuda a los investigadores a comprender y desarrollar tratamientos para la FQ y otras enfermedades pulmonares.

Otros animales que son valiosos para la investigación de la fibrosis quística son los cerdos y los hurones, ya que ambos tienen una vida útil más larga que los ratones y tienen expresiones genéticas de la FQ similares a las de los humanos. En 2010, los investigadores descubrieron que los cerdos con FQ contraen infecciones pulmonares poco después del nacimiento, lo que refleja la experiencia humana. Al igual que los humanos, los cerdos también luchan por contrarrestar la acidez en el ASL. Esta acidez elevada reduce la capacidad de luchar contra las infecciones. Los ratones pueden regular mejor el PH de su ASL, que en comparación con las pruebas de cerdos ha ayudado a identificar una enzima que podría usarse para tratar a los humanos. Este descubrimiento abre la posibilidad de un fármaco con esta enzima que aumentaría la inmunidad del paciente contra las bacterias peligrosas de las vías respiratorias. Los modelos animales de hurones también están ayudando a progresar en los tratamientos de la FQ, ya que los hurones con FQ experimentan dolencias resultantes similares, como enfermedades del hígado y del páncreas. Debido a las similitudes en la biología de las células pulmonares, el modelo del hurón ha sido vital para nuestro progreso continuo en la lucha contra las infecciones pulmonares y es fundamental en nuestra investigación de la FQ en el futuro.

Gracias a las contribuciones de la investigación con animales, los tratamientos para la FQ han mejorado enormemente, lo que permite a los pacientes con FQ vivir una vida feliz hasta el final de la edad adulta, y con la investigación continua es posible una cura.

Diabetes

Todas las personas con diabetes tipo 1 necesitan insulina, al igual que algunas con diabetes tipo 2. El descubrimiento de la insulina no habría sido posible sin la investigación con perros. A partir de 1893, los perros fueron cruciales para identificar el papel del páncreas y el eventual aislamiento de la insulina y la inyección exitosa en humanos en 1922. Primero, al monitorear los niveles de azúcar en sangre en conejos, James Collins luego usó con éxito la insulina en perros y luego en humanos, de manera espectacular. cambiar el tratamiento de la diabetes.

Desde entonces, la investigación sobre la diabetes se ha desarrollado más comúnmente con ratones. El ratón diabético no obeso (NOD) es un modelo común para estudiar la diabetes tipo 1 y el ratón KK y la rata ZDF se utilizan para el tipo 2. Recientemente, los ratones han producido resultados prometedores para la cura de la diabetes. Mediante el crecimiento de células de páncreas de ratones colocadas en embriones de rata, que luego se transfirieron a ratones, se revirtió la diabetes. A través de la tecnología de células madre, los científicos inyectaron células de páncreas de ratones en embriones de rata. Las células del páncreas permanecieron formadas solo por células de ratón, lo que luego permitió un trasplante exitoso en ratones diabéticos. Este es un gran avance que abre la posibilidad de que las células madre humanas produzcan insulina con éxito. Otra perspectiva interesante es el uso reciente de la transferencia de genes que curó la diabetes tipo uno en ratones. El sistema inmunológico de una persona con diabetes destruye las células "beta" que producen la insulina necesaria, pero los investigadores creen que han encontrado una manera de obligar a otras células a compensar las células "beta" defectuosas. Se inyectaron nuevas células productoras de insulina en ratones, curando con éxito su diabetes tipo uno. Los ratones han estado libres de diabetes durante un año sin complicaciones, y los investigadores esperan pasar a animales más grandes antes de comenzar los ensayos clínicos en humanos. Este trabajo también podría usarse para ayudar a tratar la diabetes tipo 2 más común.

Los primates no humanos también son fundamentales en la lucha contra la diabetes. Recientemente, los investigadores han estado desarrollando una inyección de insulina que duraría un mes entero, reemplazando la inyección semanal o diaria requerida por los pacientes con diabetes tipo 2. Las inyecciones han demostrado ser eficaces para controlar los niveles de glucosa en monos rhesus durante más de 14 días. Los monos y los ratones tienen un metabolismo más rápido que los humanos, lo que hace que la inyección funcione como un control eficaz de la glucosa durante un mes o más en los humanos. Esta es otra perspectiva interesante para mejorar los tratamientos para diabéticos.

Nuestras mascotas también pueden padecer diabetes. La cantidad de perros y gatos diabéticos en los Estados Unidos está creciendo, pero afortunadamente, las mascotas diabéticas pueden tratarse con la misma insulina y medicamentos orales que ayudan a los diabéticos humanos. La investigación con animales está ayudando a mejorar la vida diaria de los diabéticos, humanos y animales, con tratamientos mejorados que ayudan a prevenir las devastadoras consecuencias de la enfermedad.

Ébola

El ébola es una de las principales causas de muerte en chimpancés y gorilas salvajes, por lo que no se puede subestimar el papel de los primates no humanos en el desarrollo de una vacuna. En 2013, seis chimpancés recibieron una vacuna experimental que resultó segura y eficaz para inducir una respuesta inmunitaria. Sin embargo, la protección de la vacuna en los monos disminuyó con el tiempo, lo que los protegió solo parcialmente diez meses después de la vacuna. Si bien el objetivo es la protección duradera, estos experimentos siguen siendo útiles en el futuro, especialmente con la perspectiva de desarrollar inyecciones de refuerzo. En 2015, una vacuna inhalable neutralizó el virus del Ébola en monos macacos rhesus, al producir una respuesta inmune en el sistema respiratorio. Las vacunas contra el ébola en el pasado han sido efectivas en monos pero no en humanos, pero cada nuevo desarrollo en monos, aunque no es una garantía de cura para los humanos, sigue siendo un paso positivo hacia la comprensión de la enfermedad. Una vacuna en aerosol como esta es especialmente prometedora, ya que una vacuna en esta forma sería fácil de administrar sin profesionales médicos capacitados, que carecen gravemente en las áreas más afectadas por el brote de Ébola.

Los experimentos continuos con primates no humanos son vitales en la lucha contra el ébola. Dado que la enfermedad evoluciona constantemente, la supervisión constante es la única forma de detener la propagación del ébola. El uso de chimpancés cautivos en la investigación es extremadamente raro, por lo que el uso de otros modelos de primates no humanos es fundamental. Los macacos y titíes Rhesus y cynomolgus exhiben un curso de enfermedad como el de los humanos, y son necesarios para comprender la progresión completa de la enfermedad. Las vacunas y los antivirales que son el resultado de esta investigación con primates no humanos tienen resultados prometedores, y la eventual erradicación de la enfermedad es posible con la investigación continua con animales.

Epilepsia

Instrumental en nuestra comprensión de la epilepsia, los ratones están ayudando a ser pioneros en nuevas terapias e incluso en posibles curas. La identificación de varias mutaciones genéticas en ratones ha permitido comprender mejor la causa de la epilepsia. Dirigirse al gen exacto responsable está ayudando a los investigadores a desarrollar tratamientos altamente específicos para eliminar las convulsiones sin efectos secundarios negativos. Los fármacos que detienen las señales de convulsiones químicas y eléctricas se probaron con modelos animales antes de demostrar su eficacia para prevenir convulsiones refractarias en humanos.

Para aquellos en quienes las drogas no detienen las convulsiones, se están iniciando nuevos tratamientos. Se sabe que los aminoácidos ayudan a prevenir las convulsiones. Incluso antes de la medicación, se recomendaba una dieta rica en aminoácidos, y hoy los científicos están tratando de condensar el poder de los aminoácidos como terapia alternativa. Los ratones tratados con aminoácidos mostraron una resistencia a las convulsiones mucho mayor, lo que proporciona un punto de partida para tratar mejor la epilepsia. La terapia celular también se perfila como una posible cura para la epilepsia. Las células de eminencia ganglionar medial (MGE) implantadas en ratones epilépticos detuvieron con éxito las convulsiones. Este es un progreso para los investigadores que esperan usar la terapia celular para abordar la causa subyacente de la enfermedad, no solo controlar los síntomas como las terapias actuales. Los modelos de ratón y los humanos con la afección comparten similitudes patológicas, lo que hace que los ratones sean útiles para comprender completamente los procesos neurológicos detrás de la afección y, a su vez, lo que se debe hacer para eliminar las convulsiones. Los ratones utilizados en las pruebas de terapia celular son especialmente importantes ya que modelan de cerca la epilepsia humana resistente a los medicamentos, lo que los convierte en la clave para poner fin a las convulsiones en aquellos cuyos síntomas persisten. Los nuevos tratamientos que se están desarrollando son para algo más que el control de los síntomas y son un progreso emocionante hacia una cura.

Vista

La investigación con gatos dio un punto de partida importante para nuestra comprensión del sistema visual. El científico David Hubel estudió el sistema visual de los gatos para encontrar que todos los mamíferos tienen sistemas visuales parcialmente desarrollados al nacer. Los estudios sobre el sistema nervioso de los gatitos ayudaron a Hubel a descubrir que la estimulación de las neuronas visuales mediante la luz es necesaria para el correcto desarrollo de los ojos, el nervio óptico y los centros visuales del cerebro. Los gatos, junto con los monos, ayudaron a Hubel a obtener una visión vital del sistema visual, ayudando en todos los desarrollos futuros para tratar la ceguera y la pérdida progresiva de la visión.

Históricamente, los estudios de la visión han utilizado monos rhesus y gatos, pero recientemente se han realizado un número creciente de estudios con ratones para ser pioneros en nuevas formas de tratar la ceguera. Si bien los ratones tienen una visión excepcionalmente deficiente, nuestro conocimiento de su genética brinda la oportunidad de probar nuevas técnicas de terapia celular para combatir la ceguera. Los ratones también tienen una larga historia de ayudarnos a comprender el sistema neurológico, lo que refuerza su potencial como modelo visual exitoso. Recientemente, los científicos han regenerado los cables del nervio óptico en ratones cuya condición visual se parecía al glaucoma. Las cataratas y el glaucoma son las dos causas principales de ceguera, y aunque las cataratas a menudo se pueden extirpar con cirugía, el glaucoma no tiene cura conocida. Se restauró la visión parcial en los ratones modelo de glaucoma, un paso emocionante para curar a más de 70 millones de personas en todo el mundo afectadas por el glaucoma.

La restauración de la visión es el objetivo de los 285 millones de personas con discapacidad visual en todo el mundo, 39 millones de las cuales son ciegas. Desarrollos como la implantación de células madre retinianas en ratones son prometedores para la perspectiva de que las células madre restauren una visión duradera. En todo el mundo, el 80% de todas las discapacidades visuales se pueden prevenir o curar, lo que no habría sido posible sin la investigación con animales. Para aquellos cuya visión aún no se puede corregir con las terapias existentes, la investigación continua con animales está dando pasos emocionantes en nuevas técnicas de restauración de la visión.

Los hurones han sido una parte crucial en la investigación de la influenza y la creación de la vacuna contra la influenza. Hay tres tipos principales de influenza A, B y C. Los tipos A y B infectan naturalmente a los hurones. Las infecciones progresan de manera similar a la progresión de la influenza en los seres humanos, lo que convierte a los hurones en un modelo ideal para estudiar la enfermedad. Con una vida útil más larga que los ratones, los hurones se utilizan para estudiar los efectos de la edad sobre la susceptibilidad a la gripe. Los hurones han ayudado a los investigadores a comprender las variantes del virus. El virus de la gripe cambia constantemente a través de cambios antigénicos, por lo que es importante continuar la investigación con animales para adaptar la vacuna a fin de protegerla contra las cepas que circulan actualmente. Los investigadores esperan crear una vacuna que pueda proporcionar inmunidad de por vida a la gripe al dirigirse a la parte genéticamente estable del virus, por lo que no importa cómo se adapte el virus, el núcleo permanece neutralizado.

Los ratones se utilizan para la investigación continua contra la gripe y en los esfuerzos por lograr una vacuna universal. Los ratones son los más utilizados, debido a su accesibilidad, conveniencia y nuestra capacidad para modificarlos genéticamente. Los antivirales iniciales se probaron en el modelo de ratón, ya que permite probar un gran número, proporcionando datos sólidos en un período de tiempo corto. Mientras que los ratones presentan síntomas de la enfermedad, los conejillos de indias, aunque son naturalmente susceptibles a la influenza, carecen de síntomas visibles de la enfermedad. La enfermedad en los conejillos de indias se ve principalmente en las vías respiratorias superiores, por lo que, si bien no son útiles para el estudio de signos evidentes de la enfermedad, son útiles para el estudio de cómo la enfermedad afecta el sistema respiratorio. La enfermedad también se transfiere rápidamente a todos los grupos de conejillos de indias, mejorando nuestro conocimiento sobre la transmisión de la influenza.

Se está avanzando en la creación de una vacuna universal. En 2015, la vacuna universal demostró ser exitosa para proteger a los ratones de ocho cepas diferentes de gripe. La vacuna resultó eficaz durante seis meses. Los ratones más viejos también se protegieron con éxito, lo que es especialmente positivo ya que las personas mayores son mucho más susceptibles y presentan síntomas más severos y potencialmente mortales. El equipo de investigación quiere pasar a los hurones, que serán útiles para determinar aún más la efectividad de la vacuna a medida que se envejece, antes de pasar a los ensayos en humanos. El desarrollo de una vacuna universal sería un gran paso para reducir el impacto que causa la influenza cada año. Los modelos animales son necesarios para combatir eficazmente la influenza y reducir el número de muertes que resultan de la infección cada año.

Hepatitis B

Debido a que los chimpancés son susceptibles a los virus de la hepatitis humana sin desarrollar una enfermedad clínica, son un modelo vital en el estudio del VHB. Antes de que se puedan desarrollar tratamientos y vacunas, los científicos deben comprender primero las propiedades biológicas del virus. Los patrones de infección en los chimpancés se parecían mucho a los de los humanos, lo que llevó a los científicos a los tratamientos y vacunas actuales. Los chimpancés fueron fundamentales en el desarrollo de pruebas de diagnóstico para la hepatitis A y B, ayudando a casi eliminar la propagación del virus a través de transfusiones de sangre. Hay medicamentos antivirales disponibles, pero los investigadores continúan mejorando los tratamientos para los infectados, y los modelos de ratones transgénicos han sido útiles para estudiar el origen y desarrollo de la enfermedad. Existe una necesidad reconocida para el uso continuo de modelos de ratón adecuados para el desarrollo de terapias antivirales más potentes. La musaraña arborícola, un mamífero estrechamente relacionado con los primates, también está resultando útil en el tratamiento del VHB que podría prevenir el cáncer de hígado, el carcinoma hepatocelular (CHC), en los infectados. El sistema inmunológico de las musarañas arbóreas tiene inmensas similitudes con el de los humanos que se observa en la progresión del VHB y el posterior CHC, por lo que las musarañas arborícolas son un modelo práctico para el desarrollo de medidas terapéuticas para prevenir el CHC en seres humanos con infección crónica por VHB.

La vacuna contra el VHB se desarrolló en 1976 y, después de demostrar que era segura y eficaz en chimpancés, se comercializó en 1982. Debido a que la hepatitis B aumenta significativamente el riesgo de cáncer de hígado, puede considerarse la primera vacuna contra el cáncer.La vacuna contiene un antígeno purificado del virus que se extrajo de humanos, pero su seguridad y la dosis se probaron en titíes, cobayas, monos grivet y chimpancés. Desde entonces, la vacuna se ha administrado a más de 120 millones de personas, lo que previene la contracción de la enfermedad y ayuda a prevenir la propagación del virus. Con modelos de chimpancés, los científicos están trabajando actualmente en un nuevo tipo de vacuna que crea inmunidad mediada por células con la esperanza de mejorar la seguridad y la eficacia en la vacunación de bebés en riesgo de transmisión de madre a hijo. Sin el uso ético de modelos animales, tendríamos poca comprensión de cómo tratar o proteger contra el virus, dejando a millones aún susceptibles a este virus mortal. Los modelos animales son una necesidad continua en los esfuerzos por tratar y prevenir todas las cepas del virus de la hepatitis.

Hepatitis C

Como se dijo anteriormente, los chimpancés y otros primates no humanos han sido fundamentales para comprender el virus. Los chimpancés permiten el descubrimiento de la hepatitis C y han sido una herramienta valiosa en el análisis preclínico del desarrollo de antivirales. Dado que los chimpancés están sometidos a crecientes limitaciones éticas, las musarañas arbóreas son una alternativa adecuada a los roedores para estudiar el VHC, pero los ratones siguen siendo los más accesibles. Los modelos de roedores ofrecen información sobre los agentes de las infecciones tempranas por VHC, y se han mejorado genéticamente nuevos modelos de ratón para provocar respuestas más cercanas a las de los humanos. El ratón quimérico de hígado humano es el único modelo preclínico vivo que monitorea la resistencia a los medicamentos contra el VHC. Este modelo carece de las respuestas inmunitarias necesarias para probar posibles vacunas, pero en un esfuerzo por lograr una cura, los investigadores han desarrollado ratones humanizados con células hepáticas e inmunes. Este modelo es de gran ayuda con las estrategias de vacuna, por ejemplo, han sugerido la posibilidad de una vacuna profiláctica para el VHC debido al éxito que han tenido los anticuerpos en la prevención de la infección en estos ratones.

Si bien aún no es posible una vacuna, los nuevos tratamientos farmacológicos curan la hepatitis C en el 90% de los pacientes. Estos antivirales actuales no serían posibles sin modelos de primates y roedores no humanos. Dirigirse a las moléculas del huésped en lugar del virus resultó exitoso en primates no humanos. Este conocimiento fue un gran avance en la mejora de los antivirales. Los comprimidos de Sovaldi (sofosbuvir) se aprobaron en 2013 para el tratamiento de la hepatitis crónica y, en la mayoría de los pacientes, cura la enfermedad en unos pocos meses. Antes de la aprobación, Sovaldi demostró ser seguro y eficaz en modelos preclínicos de roedores y primates no humanos. Si bien es eficaz, el medicamento es muy caro, por lo que las pruebas en animales no solo continúan siendo parte integral del desarrollo de una vacuna, sino también para encontrar una alternativa más barata para la cura del VHC. Las pruebas en ratones han sugerido recientemente que un medicamento para la alergia puede ser la alternativa, ya que en los ratones previene una etapa temprana de la infección. Los avances se encuentran en una etapa temprana, pero con más investigaciones en animales, el medicamento podría mejorarse y eventualmente certificarse para el tratamiento del VHC.

La hepatitis A y B se pueden prevenir con una vacuna, pero aún no existe una vacuna que pueda prevenir la hepatitis C.Los primates y ratones no humanos han sido cruciales para la investigación que ha creado las vacunas contra el VHA y el VHB, así como la actual tratamientos para el VHB y el VHC. Los resultados de la investigación animal pueden verse en el desarrollo de una cura para el VHC que se encontró en 2012. Las curaciones ayudan a los millones que ya se han visto afectados, pero una vacuna es la única forma de detener verdaderamente el número de infecciones y trabajar para poner fin a la epidemia, especialmente en el mundo en desarrollo. Con la investigación continua en animales, está a la vista una vacuna para la hepatitis C y será un paso importante para reducir en gran medida la tasa de infección.

El primer antirretroviral se desarrolló en 1986 mediante la investigación con monos y ratones. El primero de su tipo, el fármaco mejoró enormemente la esperanza de vida de los pacientes. Con primates no humanos, los investigadores pudieron comprender mejor el virus e identificar un virus similar, SHIV. Este descubrimiento fue vital para el desarrollo de ARV y su expansión y mejora, permitiendo a los pacientes vivir vidas más largas y saludables. Recientemente, la investigación ha sido pionera en nuevas formas de prevenir y tratar infecciones. Las poblaciones de alto riesgo pueden tomar un medicamento antiviral diario, profilaxis previa a la exposición (PReP), que reduce el riesgo de infección hasta en un 92%. Esta prevención fue posible gracias a las pruebas de eficacia con ratones. Después de la exposición al VIH, los anticuerpos se desarrollarán y serán detectables en tres semanas. Este proceso se puede detener con un régimen de tratamiento de profilaxis posterior a la exposición (PEP) si se inicia dentro de las 72 horas posteriores a la exposición. Posible gracias a modelos de ratones y primates no humanos, la PEP permite que las personas sigan siendo VIH negativas incluso si el virus ha entrado en su torrente sanguíneo. Los tratamientos y la prevención eficaces son un paso eficaz para reducir las nuevas infecciones y las muertes prematuras debido a la enfermedad; sin embargo, la única forma de detener la pandemia mundial es una vacuna.

Con la investigación con animales, se están dando pasos emocionantes hacia la creación de una vacuna contra el VIH. Sobre la base de la identificación de SHIV en primates no humanos, estudios recientes con monos han llevado al desarrollo de SAV001, una vacuna segura y bien tolerada. Se espera que entre en su segunda fase de ensayos clínicos en humanos a finales de este año, esta vacuna ofrece la esperanza de que los investigadores estén cerca de una cura y, a su vez, de un futuro libre de VIH / SIDA en todo el mundo. Equipos de todo el mundo están desarrollando candidatos a vacunas con investigación en animales. Para ser una vacuna eficaz, debe proteger contra las múltiples cepas del virus. Los científicos del Instituto de Investigación Scripps han desarrollado un inmunógeno a partir de la proteína del subtipo C, la cepa que se propaga más rápidamente. Este inmunógeno podría incorporarse en futuras investigaciones de vacunas para combatir varias cepas del VIH. La vacuna candidata en desarrollo ha demostrado ser eficaz en primates no humanos, provocando una respuesta inmune que neutraliza la cepa C del virus. Otro equipo de investigadores ha tenido recientemente desarrollos prometedores mediante la ingeniería de una vacuna que estimula el sistema inmunológico para una defensa más eficiente. Con las vacunas tradicionales, el sistema inmunológico no puede eliminar completamente el virus, esta vacuna reforzaría el sistema inmunológico para la eliminación total del virus. Hasta ahora, esta nueva estrategia de vacuna se desarrolló con ratones y recientemente ha demostrado su eficacia para controlar el SHIV en monos. Los investigadores continúan perfeccionando la estrategia con animales y esperan pasar más tarde a ensayos en humanos.

La investigación del VIH se ha basado en la investigación con animales desde el inicio de la investigación sobre la leucemia felina y la inmunosupresión creada por el virus condujo al aislamiento del virus del VIH a principios de la década de 1980. Ahora, con la investigación continua en animales, se vislumbra una cura para el VIH. Los investigadores esperan poner fin a la pandemia mundial del VIH en el transcurso de nuestra vida, y los nuevos ensayos clínicos brindan la esperanza de que esta devastadora enfermedad pronto pueda ser eliminada sistemáticamente. Ya se han logrado avances asombrosos en el tratamiento y la prevención con la investigación con animales, pero la investigación continua con animales es necesaria para una vacuna contra el VIH eficaz y segura.

Reemplazos de articulaciones

Themistocles Glück fue el primer intento de reemplazo de cadera a fines del siglo XIX. Usando animales, pudo encontrar formas seguras y efectivas de reparar los reemplazos de articulaciones en el hueso. Hoy en día, los investigadores todavía están mejorando los reemplazos de articulaciones con animales para mejorar la vida útil de los reemplazos de metales estándar. Los investigadores están experimentando con una fijación no cementada, un implante biológico que permite que el hueso crezca sobre el implante. Esto se está investigando con perros y conejos para ser pioneros en implantes que serían reabsorbidos por el tejido del huésped. También se están desarrollando prótesis de rodilla sin cemento con animales antes de que estén listas para su uso en pacientes humanos. Los conejos son fundamentales en este trabajo sobre implantes biológicos. Con la ingeniería de tejidos, los investigadores han creado con éxito una articulación móvil en conejos. Estas tecnologías para el reemplazo de articulaciones aún no se han trasladado a los humanos, pero con la investigación continua podrían ser soluciones útiles para que los pacientes de reemplazo de articulaciones más jóvenes eviten los reemplazos de 10 a 15 años necesarios con los reemplazos de cadera de metal. Los reemplazos de cadera más duraderos son la principal preocupación de los reemplazos articulares actuales, ya que varios equipos de investigación están intentando conectar la articulación artificial con el fémur vivo. Estos esfuerzos para un reemplazo de cadera duradero deben primero resultar efectivos en animales antes de que puedan probarse en humanos. La osteoartritis es un área prominente de investigación conjunta y el uso de modelos animales. Los reemplazos de rodilla se usan comúnmente para tratar casos avanzados de osteoartritis. Se estima que la osteoartritis de rodilla afecta a 27 millones, y los modelos animales actúan como importantes herramientas de investigación para tratar todas las etapas de la enfermedad, incluidas aquellas que requieren reemplazo de articulaciones. Al igual que con los reemplazos de cadera, los modelos caninos son el modelo animal óptimo para la artrosis y los reemplazos de rodilla. Sus articulaciones son notablemente similares a las nuestras, por lo que experimentan problemas en las articulaciones al igual que nosotros.

Las cirugías de cadera de rutina se han realizado en perros grandes desde la década de 1970, y gran parte de nuestro conocimiento sobre la cirugía proviene de la práctica veterinaria. La displasia de cadera canina es muy común en perros grandes, por lo que durante décadas, los veterinarios han tratado problemas articulares en perros más grandes. A medida que continuamos investigando formas de mejorar el reemplazo de articulaciones en humanos, ahora podemos realizar reemplazos de microarticulaciones para gatos y perros pequeños. La investigación con animales, específicamente con caninos, ha sido fundamental para el desarrollo de reemplazos de articulaciones, y hoy en día está ayudando a mejorar las técnicas para cirugías más efectivas tanto para nosotros como para nuestras mascotas. Los reemplazos de articulaciones son un buen ejemplo de los beneficios que la investigación con animales tiene para los seres humanos y los animales.

Enfermedad del riñon

Un tratamiento común para la insuficiencia renal es la diálisis. Quienes padecen insuficiencia renal crónica deben recibir diálisis unas cuantas veces a la semana para eliminar las toxinas de la sangre. La invención de la diálisis no habría sido posible sin los perros. Los perros y los conejos fueron los primeros animales con los que se probó la diálisis, luego las pruebas se trasladaron a los monos antes de que se usara para salvar las vidas de los millones de personas que han sufrido insuficiencia renal. Actualmente, se están iniciando otros tratamientos con la ayuda de ratones.

Como la enfermedad renal a menudo no presenta síntomas, es difícil de diagnosticar. La insuficiencia renal es especialmente peligrosa para las personas con diabetes. La investigación con ratones ha creado un posible análisis de sangre para identificar si una persona con diabetes tipo 1 está liberando una proteína que indica un riñón dañado. La prueba ha identificado con éxito los primeros signos de daño renal en ratones y luego en humanos. Esta prueba podría facilitar el tratamiento temprano, retrasando el curso de la enfermedad. Si bien las células madre son una posible alternativa al reemplazo renal o la diálisis para las personas con insuficiencia renal, en ratones, los investigadores han identificado que las células renales sin capacidad de células madre aún pueden multiplicarse varias veces para reparar el daño. Esto indica la posibilidad de un modelo para programar las células renales para repararse a sí mismas, reparando el riñón existente y potencialmente curando la enfermedad renal.

Las mascotas también sufren de enfermedad renal, por lo que la contribución de los animales a la investigación de la enfermedad renal ayuda tanto a las personas como a sus mascotas. Abby, el cachorro de Golden Retriever, que recibió diálisis que le salvó la vida, es un ejemplo del beneficio generalizado de nuestra investigación continua sobre la enfermedad renal.

Leucemia

La investigación con ratones ha dado pasos cruciales para comprender y combatir la leucemia. En la década de 1970, se utilizaron ratones para determinar que todas las células malignas deben ser destruidas y que cuanto antes se inicie el tratamiento, mayor probabilidad de eliminar el cáncer, ya que este conocimiento se ha utilizado desde entonces en el tratamiento de todos los tipos de cáncer. Hoy en día, al introducir un sistema inmunológico humano en ratones y observar su respuesta a las células trasplantadas, está mejorando la posibilidad de trasplantes de médula ósea en pacientes con leucemia. Los ratones también se están utilizando para promover la terapia génica como una forma de atacar las células leucémicas y la inmunoterapia, un tratamiento emergente que se muestra prometedor contra las células leucémicas que ya se han resistido a otros tratamientos. Mientras se desarrollan estos tratamientos experimentales, en la mayoría de los casos la quimioterapia contra la leucemia sigue siendo el tratamiento principal, lo que tampoco sería posible sin la investigación con animales. En la década de 1960, gracias a la investigación en ratones, un régimen de quimioterapia más agresivo aumentó la tasa de remisión del 25% al ​​60% al final de la década (1). La tasa de remisión es aún mayor ahora, del 85%, gracias a la investigación con animales que amplía nuestro conocimiento de la quimioterapia y otros tratamientos contra el cáncer.

Los gatos también se benefician de la investigación sobre la leucemia. Ofrecieron información sobre la enfermedad después de que se identificara el virus de la leucemia felina (FeLV) en 1965. Se desarrolló una vacuna para el FeLV y este conocimiento que ha permitido prevenir y tratar la leucemia en gatos también puede ofrecer una valiosa comprensión de los casos de leucemia en humanos. . La investigación sobre FeLV incluso dio como resultado la identificación del primer virus de la leucemia humana, HTLV-1. La investigación con animales ha ayudado a reducir la mortalidad de la leucemia felina y ha aumentado la tasa de supervivencia de la leucemia infantil del 30% al 80%, ayudando tanto a los humanos como a las mascotas.

(1) Frei E III. Potencial para eliminar las células leucémicas en la leucemia aguda infantil. Proc Am Assoc Cancer Res 1963 5 : 20 (abstracto)

Malaria

La malaria se puede prevenir y tratar. Los medicamentos para prevenir la malaria deben tomarse antes, durante y después de los viajes a áreas con altas tasas de malaria como África y el Pacífico Sur. La cloroquina es un fármaco común tanto para prevenir como para tratar la malaria, pero ciertas cepas de infección pueden resistir el fármaco y requieren medicamentos combinados. Las terapias combinadas a base de artemisinina (TCA) son tratamientos para diversas cepas de malaria y se pueden usar junto con artesunato inyectable para curar casos de malaria grave. Sigue siendo necesaria la investigación continua sobre el tratamiento, ya que la enfermedad se está adaptando cada vez más para ser resistente a los medicamentos. La cloroquina se desarrolló con modelos de roedores y se prueba continuamente junto con nuevos medicamentos en estudios comparativos para medir la eficacia con modelos de roedores. Los modelos de roedores se han vuelto especialmente prominentes en la malaria grave para garantizar que los tratamientos se adapten a las cepas de la enfermedad, mediante el seguimiento de la progresión del parásito en los roedores. La resistencia a los medicamentos es el mayor desafío para curar la malaria, pero los nuevos medicamentos tienen la esperanza de un uso clínico prolongado y una mayor eficacia en dosis más bajas que los medicamentos actuales. Con tal éxito en ratones, el fármaco pronto avanzará a ensayos clínicos en humanos.

Si bien los tratamientos son efectivos, una vacuna contra la malaria aún no ha sido posible, pero los investigadores están trabajando para desarrollar una con la ayuda de roedores y primates no humanos. Los esfuerzos para desarrollar una vacuna están profundamente arraigados en la investigación con animales. Hace más de 20 años, con modelos de roedores, una determinada proteína llamada CSP demostró ser muy propensa a producir una respuesta inmunitaria. La construcción de este trabajo ha dado como resultado una vacuna parcialmente eficaz con resultados alentadores para el progreso hacia una protección completa. Los investigadores también están explorando la toxina liberada por el parásito. La inoculación con la toxina GPI protegió a los ratones de los signos de la enfermedad. Recientemente, una vacuna experimental protegió a cuatro de cada ocho monos de la malaria. En tres de los cuatro restantes, la vacuna retrasó la aparición de parásitos. Con la investigación continua en animales, los científicos esperan mejorar la vacuna para uso eventual en humanos, acercándonos un paso más a la protección universal contra la malaria.

Salud mental

Más de 7 millones de estadounidenses viven con trastorno bipolar y esquizofrenia. A través de los medicamentos antipsicóticos, pueden vivir una vida de mayor calidad. Uno de esos medicamentos, Abilify, es el decimocuarto medicamento más recetado en Estados Unidos. Se probó en ratas, perros, monos y conejos para garantizar su seguridad y eficiencia en el manejo de los síntomas de la esquizofrenia y el trastorno bipolar. Los neurocientíficos de California están investigando las formas en que se puede incorporar el litio en los tratamientos bipolares inyectando litio en ratones mutantes. Estas inyecciones han ayudado a restaurar las espinas dendríticas, las conexiones entre las neuronas excitadoras y las células nerviosas, a números saludables y han reducido los síntomas que imitan el trastorno bipolar en los seres humanos. Esto refuerza la creencia de que estas anomalías en la sinapsis son la causa de los trastornos del comportamiento y ayudará a avanzar hacia mejores tratamientos de varios trastornos del comportamiento, como el autismo y la esquizofrenia. Un equipo de investigación también ha identificado recientemente, a través del estudio de ratones, la proteína celular Fosfolipasa Cγ1 (PLCγ1) como un posible gen responsable del trastorno bipolar. La identificación del gen responsable ofrece una gran cantidad de tratamientos posibles para reducir e incluso eliminar los síntomas de la enfermedad mental crónica.

Las mascotas también se benefician de nuestra investigación continua sobre las enfermedades mentales. Los perros y gatos pueden sufrir esquizofrenia, ansiedad y depresión. Los veterinarios ahora pueden recetar pequeñas dosis de medicamentos para ayudar a tratar la enfermedad mental de una mascota, permitiendo que su perro o gato viva una vida feliz con síntomas minimizados. Con la investigación con animales, la farmacología del comportamiento continúa mejorando, aumentando la calidad de vida tanto de los humanos como de nuestros compañeros animales.

Transplante de Organos

Joseph E. Murray, ganador del Premio Noble por su trabajo en trasplantes de órganos, y Thomas E. Starzl, conocido como "el padre del trasplante moderno", reconocen la importancia de los perros en el estudio de las terapias inmunosupresoras para los órganos trasplantados. aceptado con éxito. Los trasplantes de riñón representan más de la mitad de los trasplantes de órganos que se realizan en los EE. UU. Cada año. Como parte de la investigación de diálisis, los perros fueron la opción obvia para comprender mejor los trasplantes de riñón. A partir de la década de 1950, los perros nos ayudaron a comprender los medicamentos inmunosupresores necesarios para un trasplante exitoso y las técnicas de trasplante de riñón, ayudando a las 19,061 personas que recibieron trasplantes de riñón en los EE. UU. En 2016. La investigación sobre trasplantes de corazón también se llevó a cabo con perros a la vanguardia. El Dr. Christiaan Barnard realizó el primer trasplante de corazón con éxito en 1967, después de años de investigación en los que Barnard y sus colegas realizaron casi 50 trasplantes de corazón de perros.

Los ratones siguen siendo un elemento básico en la investigación continua sobre trasplantes de órganos. El modelo de rata en el estudio de los trasplantes se inició en la década de 1960 y condujo al surgimiento prominente del modelo de ratón en la década de los noventa. Las ratas son modelos más simples debido a su mayor tamaño, pero ahora todos los trasplantes que se pueden realizar en ratas tienen altas tasas de éxito también en ratones. Actualmente, los investigadores de la UCSF están modificando genéticamente las células inmunitarias en modelos de ratón para inhibir las respuestas inmunitarias. También están intentando crear pruebas inmunológicas para evaluar el riesgo de rechazo.Si bien nuestra capacidad de trasplante ha mejorado enormemente, desafortunadamente aún ocurren rechazos, pero esta investigación es un paso valioso para eliminar los rechazos de órganos. Los ratones y los monos también son parte de un esfuerzo continuo para entrenar al sistema inmunológico para que reconozca el trasplante como propio. Este trabajo continuo podría eliminar la necesidad de que la mayoría de los receptores de órganos tomen medicamentos inmunosupresores por el resto de sus vidas. En este trabajo para eliminar la necesidad continua de inmunosupresores, las infusiones de células madre sanguíneas han permitido que algunos ratones y monos abandonen los fármacos. Ninguna de estas técnicas es aún lo suficientemente efectiva como para probarse en humanos, pero con la investigación continua con animales, los trasplantes de órganos tendrán una mayor tasa de éxito y el régimen de medicamentos a veces peligroso después del trasplante podría reducirse o incluso eliminarse.

Los animales de compañía se benefician de la continua investigación con animales sobre trasplantes de órganos. Si bien la mayoría de los trasplantes de órganos aún no son posibles para perros y gatos, los trasplantes de riñón son cada vez más comunes. En los gatos, todo lo que se requiere es un análisis de sangre para encontrar una compatibilidad, pero el sistema inmunológico de los perros resulta más difícil. La investigación sobre los trasplantes de órganos es traslacional y ayuda tanto a los humanos como a los perros. Recientemente, los veterinarios han sido pioneros en los trasplantes de perros, y han descubierto que si la médula ósea se trasplanta junto con un riñón, es mucho menos probable que se rechace. La investigación continua con animales sobre los trasplantes de órganos está ayudando a aumentar y mejorar la vida de los seres humanos, así como la vida de nuestros peludos amigos.

Parálisis

Los primates no humanos ofrecen a los investigadores información valiosa sobre los tratamientos y las posibles curas para la parálisis. Debido a la similitud entre los sistemas nerviosos de primates humanos y no humanos, son esenciales para los estudios de parálisis. La estimulación eléctrica epidural (EEE), el primer éxito en restaurar la función en ratas, ha tenido éxito desde entonces en restaurar el movimiento en monos paralizados. Investigadores de la École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) en Suiza desarrollaron un dispositivo inalámbrico que estimula el movimiento muscular en monos macacos Rhesus. Dos implantes facilitan la comunicación entre el cerebro y los músculos, sin pasar por la región de la columna que habría inhibido esta señal. Los monos quedaron paralizados en una pierna, pero gracias a este dispositivo pudieron volver a caminar completamente en dos semanas. Estos desarrollos ofrecen una gran esperanza de que, con la investigación con animales, eventualmente seremos capaces de ofrecer tratamientos que cambian la vida de quienes padecen parálisis.

Los animales de compañía juegan un papel en nuestra comprensión y tratamiento de la parálisis. Los gatos han ayudado a estudiar la parálisis facial aguda o la parálisis de Bell. Se ha descubierto que el nervio facial de los gatos y los humanos es extremadamente similar. Esto permite que la investigación felina ayude a los humanos con parálisis facial, así como a los gatos con parálisis del nervio facial, una enfermedad común en los gatos domésticos de pelo largo. Los perros que padecen parálisis laríngea idiopática (ILP) y mielopatía degenerativa (DM) se parecen mucho a la ELA (enfermedad de Lou Gehrig) y ofrecen la oportunidad de desarrollar tratamientos traslacionales. Al compartir una versión de la mutación genética de la ELA, estos modelos animales más grandes permiten una mayor comprensión de la ELA, así como de la DM, que paraliza a los perros. Con estos perros, los investigadores pueden trabajar en tratamientos para ELA, así como tratamientos para perros con ILP y DM.

La investigación con animales ofrece información valiosa sobre los tratamientos posteriores para los seres humanos, pero también proporciona curas para las mascotas. El estudio de la parálisis es uno en el que la investigación con animales es invaluable. A través de modelos animales podemos comprender mejor la parálisis, mejorando los tratamientos y ofreciendo esperanza para una eventual curación.

Enfermedad de Parkinson y # 039s

Los modelos animales son la forma más eficaz de estudiar el desarrollo de la enfermedad de Parkinson y han sido fundamentales para los tratamientos actuales. Aunque todavía no hay medicamentos para revertir la enfermedad, todavía hay varios medicamentos para controlar los síntomas. Los monos y los ratones son los modelos animales más populares para el estudio de la enfermedad, pero los conejos también han ayudado a revolucionar el tratamiento de la EP. El premio Nobel Avid Carlsson descubrió el papel de la dopamina en la capacidad del cerebro para controlar el movimiento a través de pruebas con conejos cuyo movimiento se restableció con inyecciones de la droga L-dopa. La L-dopa es un fármaco eficaz para algunos, pero sus efectos disminuyen con el tiempo. Los inhibidores de la monoaminooxidasa (MAO), desarrollados con ratas y titíes, aumentan los niveles de dopamina y se pueden utilizar en las primeras etapas o junto con la L-dopa para aumentar la eficacia en las etapas posteriores.

La estimulación cerebral profunda (DBS), una técnica quirúrgica para regular los circuitos nerviosos que crea síntomas, es un tratamiento eficaz para algunas personas que viven con Parkinson cuyos síntomas no se pueden controlar con medicamentos. DBS mejoró los movimientos de los monos con Parkinson antes de que fuera probado en humanos y aprobado por la FDA en 2002. Los modelos de mono MPTP fueron fundamentales para el desarrollo de DBS, que ha ayudado a más de 80.000 pacientes a controlar sus síntomas. Este modelo también es parte de una terapia genética innovadora para aumentar una enzima en el cerebro que alivia los síntomas en ratas y monos.

Los nuevos y emocionantes desarrollos en la investigación de Parkinson se centran en la alfa-sinucleína, una proteína que se ha vuelto prominente en terapias pioneras. Una forma anormal de alfa-sinucleína está presente en personas con Parkinson. Esta proteína se identificó en monos y luego en humanos y ahora nuestro conocimiento se está utilizando para crear un análisis de sangre para la enfermedad de Parkinson para permitir un tratamiento más temprano.

Aún no se ha encontrado una cura para el Parkinson, pero los síntomas se pueden aliviar o mejorar. La investigación con animales continúa mejorando los tratamientos y trabaja hacia la prevención y una eventual cura. La enfermedad de Parkinson es una enfermedad que los investigadores confían en que se puede vencer con la investigación con animales, aliviando el sufrimiento de millones de personas afectadas en todo el mundo.

Polio

La polio, que se remonta a miles de años, era una enfermedad desconcertante y devastadora. La enfermedad circuló en niveles bajos hasta principios del siglo XX, cuando alcanzó proporciones epidémicas, lo que provocó una intensa investigación sobre cómo detener el virus. Se intentaron varias vacunas, pero no tuvieron éxito. En 1935, dos equipos de investigación, después de pruebas con ratones, probaron una vacuna que se suspendió después de dañar a los sujetos de prueba, tanto chimpancés como humanos. En 1954, el estadounidense Jonas Salk produjo la primera vacuna antipoliomielítica inactivada. Al cultivar el virus en células de riñón de mono, las inactivó usando formalina química, similar al formaldehído. Esta vacuna demostró ser eficaz en los casi 2 millones de niños inscritos en los ensayos y estuvo ampliamente disponible en 1955. En 1960, el científico polaco-estadounidense Albert Sabin creó una vacuna oral contra la polio con la ayuda de “aproximadamente 9.000 monos, 150 chimpancés y 133 humanos voluntarios ". Debido a su facilidad de administración sobre la inyección, la vacuna de Salk se eliminó gradualmente en 1968 a favor de la vacuna oral.

La Iniciativa de Erradicación Mundial de la Poliomielitis se inició en 1988 para ayudar a detener la enfermedad en los países en desarrollo. La incidencia mundial de poliomielitis se ha erradicado en un 99%. En 2016, la poliomielitis circula solo en Afganistán y Pakistán. La Iniciativa todavía está trabajando para eliminar la poliomielitis en estos últimos lugares donde la enfermedad todavía se presenta. Todavía se recomienda a los niños de todo el mundo que se vacunen para protegerse contra los casos importados. Erradicada en el hemisferio occidental, es fácil olvidar los estragos causados ​​por la poliomielitis. La poliomielitis seguiría siendo una amenaza para la salud mundial hoy en día si no fuera por la investigación con animales. Los ratones y especialmente los primates no humanos fueron cruciales para el desarrollo de la vacuna que ha eliminado el 99% de la poliomielitis en todo el mundo. La Organización Mundial de la Salud espera eliminar el último 1% para 2019. Gracias a la investigación con animales y al ingenio y perseverancia humanos, el mundo pronto podría estar completamente libre de poliomielitis.

Viruela

La viruela devastó el desarrollo de la civilización occidental y se extendió por todo el mundo por parte de comerciantes y exploradores. En el siglo XVIII, la viruela se cobraba unas 400.000 vidas al año y un tercio de los supervivientes quedaba ciego. Ya en el 430 a. C., se pidió a los supervivientes que cuidaran a los recién infectados, lo que mostró un conocimiento temprano de la inmunidad de los supervivientes. La variolación, dar a las personas material de las llagas de la viruela a través de raspar el material en el brazo o inhalarlo, fue el primer esfuerzo para detener la enfermedad. La técnica llegó a Inglaterra desde Estambul a principios del siglo XVIII y, aunque los pacientes aún desarrollarían los síntomas de la enfermedad, era débil y menos peligrosa para la vida. Edward Jenner desarrolló una vacuna por primera vez en 1796. Jenner, después de notar que las lecheras que ya tenían viruela vacuna nunca desarrollaron los síntomas típicos de la viruela después de la variolación. Jenner tomó material de una llaga de viruela vacuna y se lo inyectó a un niño. Meses más tarde, después de múltiples exposiciones al virus de la viruela, el niño permaneció libre de viruela. Después de más pruebas, la vacunación comenzó a extenderse a medida que Jenner distribuía el inoculante entre otros médicos. La investigación y el desarrollo en los siglos XIX y XX involucraron material de viruela bovina que se extraía de terneros y luego se purificaba para producir la vacuna. Sin embargo, la erradicación mundial tomó casi dos siglos debido a la falta de fondos y compromiso. Finalmente, el 8 de mayo de 1980, la 33ª Asamblea Mundial de la Salud declaró oficialmente al mundo libre de viruela. Esta vacuna y su distribución masiva no hubieran sido posibles sin el uso de terneros para recolectar material de viruela vacuna.

La vacuna contra la viruela fue la primera vacuna y comenzó con vacunas vivas atenuadas con microbios vivos como posible cura para otras enfermedades como el sarampión y la varicela. Vacunas como estas están tan extendidas ahora que es fácil darlas por sentado, pero sin el uso de animales en la investigación no serían posibles. Sin la investigación con animales, la viruela seguiría siendo una enfermedad que afectaría a masas de personas en lugar de un recuerdo no muy lejano.

Células madre

La investigación con animales ha sido crucial para nuestra comprensión de las células madre, especialmente los roedores han jugado un papel continuo en su desarrollo. Desde 1961, los investigadores han estado utilizando animales para comprender las células madre, comenzando con la identificación de la replicación de las células nerviosas en ratas. En 1981, las células madre embrionarias se derivaron de embriones de ratón, lo que llevó a la capacidad de derivar células madre de embriones humanos en 1988. Para aprovechar mejor el vasto potencial de las células madre, los científicos inyectan células madre embrionarias humanas en ratones con sistemas inmunitarios suprimidos para estudiar el proceso de diferenciación, así como identificar si las células son pluripotentes, lo que significa que una sola célula puede especializarse en cualquier tejido de un organismo. Ser capaz de dirigir la transformación de células embrionarias en tipos de células específicos podría tratar la pérdida de visión y audición, así como enfermedades como la diabetes.

El primer aislamiento y cultivo exitosos de células madre pluripotentes de primates ocurrió en 1995 en el Centro Regional de Investigación de Primates de Wisconsin. Este fue el comienzo de una mayor comprensión de las células pluripotentes y condujo al desarrollo de cómo los científicos pueden utilizar mejor estas células con fines terapéuticos. La investigación de primates en células madre ha continuado progresando, y en 2013 los investigadores Qiang Shi y Gerald Shatten programaron células embrionarias de babuino para restaurar una arteria dañada, ofreciendo esperanza en el futuro de que las células madre humanas podrán atacar y reparar directamente el daño. La manipulación de células madre con modelos animales permite una mejor comprensión de las enfermedades, facilitando el descubrimiento de nuevos tratamientos farmacológicos y ensayos clínicos más efectivos.

Las células madre adultas son células no especializadas que se encuentran entre las células ya especializadas. Reparan y protegen el tejido en el que se encuentran. Los científicos están tratando de descubrir cómo aprovechar al máximo el potencial de estas células, aumentando su cantidad para regenerar su tejido de origen. Una prueba común para identificar células madre adultas es extraer células de un animal y colocarlas en otro, aislando las células madre adultas como aquellas que repoblan el tejido después de la transferencia. Las células cancerosas comparten muchas propiedades con las células madre adultas, por lo que estas células madre tienen un inmenso potencial para terapias eficaces contra el cáncer. Sigue habiendo preguntas sobre las células madre adultas y, a su vez, cuál es la mejor forma de aplicarlas para el tratamiento de enfermedades, pero a través de modelos de investigación animal se están logrando avances significativos en la utilización de la capacidad total de las células madre adultas y embrionarias.

También se están llevando a cabo ensayos con células madre con animales de compañía para ayudar a combatir y tratar enfermedades en perros y gatos. El estudio de los tumores es uno en el que hay más similitudes entre los humanos y los animales de compañía que entre los humanos y los roedores, sin embargo, falta la utilización de modelos de enfermedades de los animales de compañía. La investigación con células madre de animales de compañía tiene el potencial de transformar la medicina regenerativa. Millones de mascotas desarrollarán una enfermedad a lo largo de su vida que corresponde a enfermedades humanas, como la artritis y la enfermedad renal, por lo que los ensayos con animales de compañía ofrecen a los investigadores la oportunidad de tratar y curar mejor a las mascotas y a los humanos.

Cirugía

Nuestra comprensión del corazón depende de la investigación con animales. La ecocardiografía que permite a los médicos investigar con seguridad las funciones del corazón fue pionera en los corazones de ternera. Esta tecnología todavía se está mejorando hoy con el uso de roedores, perros y cerdos para mejorar la detección de problemas cardíacos. Los defectos cardíacos congénitos afectan a 40.000 nacimientos al año y serían invariablemente fatales sin las cirugías cardíacas desarrolladas con la investigación en animales. Los dos defectos cardíacos congénitos más comunes son el defecto del tabique auricular (ASD) y el defecto del tabique ventricular (VSD). Ambos se pueden reparar con una cirugía para cerrar el orificio del corazón con material sintético. La tetralogía de Fallot es la tercera cardiopatía coronaria más común y puede repararse con un procedimiento de Blalock-Taussig, un procedimiento desarrollado y realizado en perros con afecciones cardíacas congénitas. También se han desarrollado modelos porcinos para estimular la enfermedad coronaria y están ayudando a mejorar los procedimientos y medicamentos para tratar la enfermedad coronaria. La investigación con animales está ayudando a los bebés que nacen con cardiopatía coronaria a vivir una vida larga y saludable hasta la edad adulta.

El bypass de la arteria coronaria es el procedimiento cardíaco más común, otro procedimiento que se desarrolló a través de cirugías caninas experimentales. La aorta canina tiene muchas similitudes con las aortas humanas, lo que la convierte en un modelo relevante y eficaz para desarrollar técnicas de cirugía cardíaca. Tanto los humanos como los perros se benefician del uso de animales en la investigación y el desarrollo de enfermedades cardíacas y cirugía. El primer perro que se sometió a una cirugía a corazón abierto fue una mezcla de dóberman y pastor alemán llamada Taylor en 2015, que corrigió un defecto cardíaco congénito poco común. En un año reciente, la cantidad estimada de cirugías cardíacas realizadas fue de hasta 500,000 Taylor y otras mascotas pueden unirse a esta cantidad de cirugías cardíacas exitosas que han cambiado muchas vidas para un futuro más saludable y feliz.


Es hora de hacer híbridos humano-chimpancé

Es un poco exagerado, pero de ninguna manera imposible o incluso improbable que un híbrido o una quimera que combine un ser humano y un chimpancé pueda producirse en un laboratorio. Después de todo, los humanos y los chimpancés (o bonobos) comparten, según la mayoría de las estimaciones, aproximadamente el 99 por ciento de su ADN nuclear. Concedido que esta diferencia del 1 por ciento presumiblemente involucra algunos alelos clave, la nueva herramienta de edición de genes CRISPR ofrece la posibilidad (para algunos, la pesadilla) de agregar y eliminar genes específicos como se desee. Como resultado, no es descabellado prever la posibilidad (eventualmente, quizás, la probabilidad) de producir "humanzees" o "chimphumanos". Un individuo así no sería una combinación exacta de partes iguales de cada combinación, pero no sería ni humano ni chimpancé: más bien, algo intermedio.

Si esa perspectiva no es lo suficientemente impactante, aquí hay una sugerencia aún más controvertida: hacerlo sería una excelente idea.

E l año 2018 es el bicentenario de Mary Shelley Frankenstein, subtitulado el Prometeo moderno. ¿No hemos aprendido que la arrogancia prometeica solo conduce al desastre, como lo hicieron los esfuerzos del Dr. Frankenstein ficticio? Pero también hay otros desastres, actualmente en curso, como el abuso grotesco de animales no humanos, facilitado por lo que bien podría ser el mito impulsado teológicamente más dañino de todos los tiempos: que los seres humanos son discontinuos del resto del mundo natural, ya que fuimos creados especialmente y dotados de almas, mientras que “ellos” —todas las demás criaturas— no lo fueron.

Portada del libro de Frankenstein. Bernie Wrightson

Por supuesto, todo lo que sabemos sobre la evolución (y ahora es mucho) exige lo contrario, ya que el mensaje más fundamental de la evolución es la continuidad. Y, de hecho, es debido a la continuidad, especialmente esos genes compartidos, que probablemente se podrían producir humanos o chimphumanos. Además, propongo que el mensaje fundamental para llevar a casa de tal creación sería clavar una estaca en el corazón de esa destructiva campaña de desinformación de discontinuidad, de hegemonía humana sobre todos los demás seres vivos. Existe una inmensa pila de evidencia que ya demuestra la continuidad, que incluye, entre otros, fisiología, genética, anatomía, embriología y paleontología, pero es casi imposible imaginar cómo el defensor más acérrimo de los seres humanos que tienen un estado biológico discontinuamente único podría continúe manteniendo esta posición si se enfrenta a una combinación real y funcional de humano-chimpancé. 1

Sin embargo, también es posible que mi sugerencia sea doblemente fantasiosa, no solo con respecto a su viabilidad biológica, sino también si tal "creación" tendría el impacto que propongo, y espero. Por lo tanto, se sabe que los chimpancés son muy similares a los seres humanos: fabrican y utilizan herramientas, se involucran en comportamientos sociales complejos (incluida la comunicación elaborada y los lazos duraderos entre madre e hijo), se ríen, se afligen y se reconcilian afirmativamente después de los conflictos. Incluso se parecen a nosotros. Aunque tal reconocimiento ha contribuido a la indignación por abusar de los chimpancés, así como de otros primates en particular, en actos de circo, experimentos de laboratorio, etc., no ha generado una resistencia notable a la caza, el encarcelamiento y la ingestión de otras especies animales, que, junto con los chimpancés mismos, todavía son considerados por la mayoría de la gente como "otros" y no como aspectos de "nosotros mismos". (Además, los chimpancés se consumen con entusiasmo en partes de África ecuatorial, donde son un componente preciado de la "carne de animales silvestres").

Es al menos discutible que el beneficio final de enseñar a los seres humanos su verdadera naturaleza valdría el sacrificio pagado por unos pocos desafortunados.

En su libro, Menos que humano: por qué degradamos, esclavizamos y exterminamos a otros, David Livingstone Smith examinó cómo la deshumanización va de la mano con el racismo y el genocidio. Smith reveló un patrón de larga data por el cual las personas, a pesar de reconocer que otros seres humanos aparecer Para ser humanos, a menudo sostienen que en su esencia, sea lo que sea que eso signifique, estos otros continúan siendo menos que humanos. Por lo tanto, es muy posible que persistan sesgos comparativamente obstinados incluso si nuestra continuidad biológica con otros seres vivos se vuelve innegable. Además, se sabe que la gente oculta verdades incómodas: se dice que cuando la esposa del obispo de Worcester se enteró de la escandalosa teoría de Darwin, exclamó: «¿Descendiente de los simios? Querida, esperemos que no sea cierto, pero si es cierto, ¡esperemos que no sea ampliamente conocido! "

Por otro lado, parece igualmente probable que ante individuos que son claramente intermedios entre humanos y simios, resulte dolorosamente obvio que una distinción rígida entre los dos ya no es sostenible. Pero, ¿qué pasa con los individuos presuntamente desafortunados que de ese modo se produjeron? Ni peces ni aves, ¿no se encontrarían intolerablemente sin especificar e incipientes, condenados a un infierno viviente de indeterminación biológica y social? Esto es posible, pero es al menos discutible que el beneficio final de enseñar a los seres humanos su verdadera naturaleza valdría el sacrificio pagado por unos pocos desafortunados. Además, también es discutible que tales individuos no sean tan desafortunados en absoluto. Por cada chimphuman o humanzee frustrado por su incapacidad para escribir un poema o programar una computadora, también podría haber uno encantado por su habilidad para hacerlo mientras se balancea de la rama de un árbol. Y, lo que es más importante, para cualquier ser humano que insista actualmente en la especialidad de su especie, en detrimento final de literalmente millones de otros individuos de millones de otras especies, tal desarrollo bien podría ser un verdadero expansor de la mente y un destructor de paradigmas.

En los primeros días de la biología, cuando reinaba la creación especial, se pensaba ampliamente que las especies eran rígidas y fijas, cada una creada especialmente como tal. Ahora lo sabemos mejor. Como se reconoce actualmente, una especie es un grupo de individuos que se cruzan naturalmente, es decir, una población dentro de la cual los genes se intercambian regularmente. Además, aunque a la gente le gusta pensar en términos de sí / no, una u otra o dicotomías, también sabemos que los límites entre las especies son cambiantes y flexibles: por ejemplo, especies perfectamente "buenas" como el ánade real y el pato pintail a menudo se cruzan, produciendo híbridos que pueden ser la pesadilla de incluso los observadores de aves experimentados. Los osos pardos y los osos polares también se hibridan en ocasiones, produciendo osos "grolar".

Un estudio reciente de los genomas de los cuervos, que ocupan gran parte del hemisferio norte, encontró que esta especie se había dividido anteriormente en dos, con una población más pequeña limitada a California. Luego, estas dos especies de cuervos se recombinaron hace varios cientos de miles de años, formando la única especie de cuervo holártica que conocemos hoy. 1 Tal "inversión de la especiación" bien puede ser un fenómeno más extendido de lo que se pensaba anteriormente. Es evidente que los elefantes y los mastodontes se cruzaron antes de que estos últimos se extinguieran. 2 Lobos, coyotes y perros domésticos se han estado hibridando en las últimas décadas, y está claro que algunas poblaciones de Homo sapiens contienen hasta un 5 por ciento de genes neandertales, y algunos o todos nosotros también podemos albergar una sopa desconocida de esos misteriosos homínidos conocidos como denisovanos. La bióloga evolutiva de Princeton Rosemary Grant, quien, junto con su esposo Peter, ha estudiado durante mucho tiempo la especiación entre los pinzones de Galápagos, sugiere que muchas especies animales (incluyéndonos a nosotros) probablemente estén "perseguidas por los fantasmas del pasado cruzado".

Genes que ganaron el juego de la fama

La fama es algo que se adhiere a alguien o algo, una cualidad ganada o ganada sin ningún motivo. También es una fuerza de conexión. Una persona o cosa famosa forma un centro en una red que nos une. LEE MAS

Por tanto, no se puede excluir la posibilidad de que la combinación de humano y chimpancé pueda anunciar, o amenazar, algo biológicamente nuevo en nuestro horizonte y en el de ellos.

Un híbrido es un cruce entre individuos de distinta ascendencia genética, lo que significa que, técnicamente, casi todo el mundo es un híbrido, excepto los clones, los gemelos idénticos o quizás las personas producidas por un incesto cercano. Más útilmente, hablamos de hibridación como el proceso mediante el cual se cruzan miembros de diferentes subespecies (apareamiento de labradores y caniches, por ejemplo, para producir labradoodles) o, más raramente, especies diferentes, en cuyo caso los híbridos resultantes son a menudo no viables, estériles (p. ej., mulas, híbridos hechos cruzando caballos y burros), o simplemente inusuales (p. ej., tigrones, que ocasionalmente han sido generados por hibridación de tigres y leones, o ligre, producidos viceversa). Los híbridos son mezclas genéticas, con esencialmente todas las células del cuerpo que contienen cantidades iguales de ADN de cada padre. Esto, por supuesto, es cierto para todos los individuos producidos sexualmente, es solo que con los híbridos, es probable que esos dos padres tengan un parentesco más lejano de lo habitual.

En estos días, un humanozee o chimphuman no está más allá de la imaginación.

Las quimeras, por otro lado, son algo diferentes. Se derivan de lo que es esencialmente un proceso de injerto, mediante el cual dos líneas genéticas (lo más interesante, especies diferentes) se combinan para producir un individuo que es en parte de un genotipo y en parte de otro, dependiendo de qué células se muestrean y en qué punto. en desarrollo embrionario. Probablemente porque es más fácil imaginar criaturas producidas combinando partes corporales identificables de diferentes animales que imaginar una forma intermedia mezclada, las quimeras, más que híbridos, han poblado durante mucho tiempo la imaginación humana. Ganesh, el dios hindú con cuerpo humano y cabeza de elefante, es una quimera, al igual que los centauros humanos-caballos de la mitología occidental. La clásica "quimera" de la leyenda griega tenía la cabeza y el cuerpo de un león, una cola que se había transformado en la cabeza de una serpiente y, para hacer una criatura aún más extraña, la cabeza de una cabra, a veces mirando hacia adelante y otras veces hacia atrás.

No está claro si mi propio chimphuman imaginado será un híbrido (producido por la fertilización cruzada de gametos humanos y no humanos), o una quimera, creada en un laboratorio mediante técnicas de manipulación genética. Apuesto a lo último. De cualquier manera, las mezclas de humanos y chimpancés no son una idea nueva.

Durante la década de 1920, un biólogo ruso con el maravilloso nombre eslavo Ilya Ivanovich Ivanov parece haber hecho los primeros esfuerzos serios y científicamente fundamentados para crear un híbrido genético entre chimpancés y seres humanos. Ivanov tenía las calificaciones perfectas: no solo poseía un interés especial en la creación de híbridos interespecíficos, sino que fue uno de los primeros especialistas en inseminación artificial, que había alcanzado renombre internacional como un pionero exitoso en lo que respecta a la cría de caballos. Antes de su trabajo, incluso los sementales y yeguas más preciados se limitaban a reproducirse por "cobertura natural", es decir, a la antigua, una montura a la vez. Pero Ivanov descubrió que mediante una dilución adecuada y cuidadosa del semen de semental, combinada con el uso hábil del equivalente equino de un baster de pavo, podía generar hasta 500 potros a partir de un solo semental bien dotado genéticamente. Su logro causó sensación en todo el mundo, pero nada comparado con lo que intentó a continuación.

Ilya Ivanovic Ivanov Wikimedia

Sucedió inicialmente en el Instituto de Investigación de Primatología Médica, el centro de investigación de primates más antiguo del mundo, ubicado en Sujumi, la capital de Abjasia, actualmente una región en disputa en el estado de Georgia, a lo largo del Mar Negro. En un momento, el Instituto Sujumi fue la instalación más grande que realizaba investigaciones sobre primates. No es coincidencia que se cree que Stalin estuvo interesado en tales esfuerzos, con miras a desarrollar el "nuevo hombre soviético" (o mitad hombre o mitad mujer).

El interés soviético en combinar material genético humano y no humano tampoco se limitó a los biólogos rusos. El novelista Mikhail Bulgakov, más conocido, al menos en Occidente, por su fantasía, El Maestro y Margarita, tambien escribio Corazón de un perro, una sátira mordaz sobre los primeros escaladores sociales de la era soviética, en la que se implanta una glándula pituitaria de un borracho en un perro callejero, que posteriormente se vuelve cada vez más humano, aunque no notablemente más humano a medida que procede a eliminar a todos los "cuadrúpedos vagabundos". ”(Gatos) de la ciudad. Maxim Gorky estaba a bordo, escribiendo con aprobación que Lenin y sus aliados bolcheviques estaban "produciendo un experimento científico más severo en el cuerpo de Rusia", que eventualmente lograría "la modificación del material humano".

Una modificación similar se convirtió también en un elemento básico de la biología soviética, como cuando S.A. Voronov intentó una "terapia de rejuvenecimiento", una serie de intentos fallidos de restaurar la función sexual en hombres ricos y ancianos trasplantando rodajas de testículos de simios. Pero fue Ivanov quien hizo los esfuerzos más serios para combinar simios humanos y no humanos. Al principio de su carrera, además de la exitosa inseminación artificial de caballos, Ivanov había creado una variedad de híbridos de animales, incluidos "zeedonks" (cebras + burros) y diferentes combinaciones de pequeños roedores (ratones, ratas y cobayas). Durante un tiempo en la década de 1990, una versión ficticia de Ivanov fue el personaje principal de un programa de televisión de la era rusa que lo retrataba como el "Frankenstein rojo".

En 1910, Ivanov había anunciado, en un Congreso Mundial de Zoólogos en Graz, Austria, que podría ser posible producir un híbrido humano-simio mediante inseminación artificial. A mediados de la década de 1920, mientras trabajaba en un laboratorio en Conakry (entonces parte de Guinea Francesa) bajo los auspicios del muy respetado Instituto Pasteur de Francia, Ivanov intentó precisamente eso, tratando sin éxito de inseminar chimpancés hembras con esperma humano. (No sabemos de quién, y también suponemos, aunque no lo sabemos con certeza, que el intento de inseminación fue por medios artificiales en lugar de naturales.) Luego, en 1929, en el recién creado Instituto de Investigación de Primates de Sujumi, se esforzó para invertir donante y receptor, habiendo obtenido el consentimiento de cinco mujeres voluntarias para ser inseminadas, una vez más, presumiblemente por métodos artificiales en lugar de “cobertura natural”, con esperma de chimpancés y orangutanes. Sin embargo, de manera incómoda, los donantes de primates no humanos murieron antes de hacer sus “donaciones” y, por razones que no están claras, el propio Ivanov perdió el favor político y fue enviado a Siberia en 1930 y murió unos años después.

Se pueden hacer todo tipo de cosas, sea necesario, es otra cuestión.

Nadie sabe con precisión qué motivó los primeros experimentos de fertilización de Ilya Ivanov. Tal vez fue el encanto de lo posible, tal que habiendo descubierto el potente martillo generador de híbridos de in vitro la fertilización, todo, incluidos los óvulos y los espermatozoides, con uno de primates humanos y otro de primates no humanos, se parecía de manera seductora a un clavo. O tal vez lo impulsaba la perspectiva de ganarse el favor de Stalin, o de la fama (o la infamia) de haber tenido éxito, o tal vez, como un bolchevique ardiente y ateo, Ivanov se inspiró en la perspectiva de refutar el dogma religioso.

En cualquier caso, la historia de Ivanov no es especialmente conocida fuera de Rusia, y en la medida en que los occidentales se enteran, se inclinan a ridiculizarla como un episodio absurdo de tratar de alcanzar un supuesto "planeta de los simios (comunistas)", o para arremeter contra la inmoralidad de tal intento, que es cada vez más factible. Sin duda, sus crudos esfuerzos en la hibridación entre especies en la actualidad no están más cerca de dar frutos, simplemente porque aunque el ADN humano y el de los chimpancés son abrumadoramente similares, los humanos tienen 46 cromosomas mientras que los chimpancés tienen 48, por lo que obtener espermatozoides de cualquiera de las especies para combinar con ellos. huevos del otro para producir descendencia viable es, para decirlo literalmente, inconcebible.

En estos días, sin embargo, un humano o un chimpancé no está más allá de la imaginación. Ha habido muchos avances en la investigación biomédica que no solo enfatizan la continuidad entre los seres humanos y otros animales, sino que lo hacen explícitamente en interés del mejoramiento humano. Actualmente se están realizando esfuerzos de investigación que buscan producir órganos (riñones, hígados, etc.) que se desarrollen dentro del cuerpo de un animal (los cerdos son la especie objetivo preferida) y cuyas huellas genéticas estén lo suficientemente cerca de la Homo sapiens contraparte para ser aceptado por el sistema inmunológico de un receptor humano, mientras que también puede funcionar en lugar del órgano dañado del receptor. Una célula de piel humana, por ejemplo, puede inducirse bioquímicamente para que se convierta en una "célula madre pluripotente", capaz de diferenciarse en cualquier tipo de tejido humano. Si, por ejemplo, se desea un hígado de reemplazo, estas células madre se pueden introducir en un embrión de cerdo después de usar CRISPR para inactivar los genes que producen el hígado del embrión. Si todo va bien, la quimera cerdo-humana resultante tendrá el cuerpo de un cerdo, pero contiene un hígado esencialmente humano, que luego estará disponible para trasplante a una persona cuyo hígado esté fallando.

Después de años de oposición, los Institutos Nacionales de Salud de EE. UU. Anunciaron en agosto de 2016 que tienen la intención de levantar su moratoria sobre la investigación con células madre, que es prometedora para tratar (quizás incluso curar) muchas enfermedades humanas graves, como cirrosis, diabetes, y Parkinson. Actualmente, está prohibido, y probablemente lo seguirá estando, la financiación de estudios que impliquen la inyección de células madre humanas en primates embrionarios, aunque está permitido insertar dichas células en adultos. En la medida en que existe una línea biológica que separa a los seres humanos de otras especies, debe quedar claro que esta línea es definitivamente permeable, no dura y rápida, y se basa más en el juicio ético y político que en la ciencia o la tecnología. Todo tipo de cosas pueden ser hecho si ellos deberían, es otra pregunta.

Mirar favorablemente la perspectiva de un humanozeo o un chimphuman probablemente no solo será controvertido, sino que para muchas personas será francamente inmoral. Pero propongo que generar humanzees o chimphumans sería no solo ético, sino profundamente, incluso si no hubiera perspectivas de mejorar el bienestar humano. ¿Cómo podría incluso el fundamentalista religioso más decididamente homocéntrico y denigrante de los animales sostener que Dios nos creó a su imagen y que nosotros y solo nosotros albergamos una chispa de lo divino, distinta de todas las demás formas de vida, una vez confrontadas con seres vivos que son indiscutiblemente intermedio entre humanos y no humanos?

En cualquier caso, la insistencia sin sentido de que los seres humanos son creados únicamente a imagen de Dios y dotados de un alma, mientras que otros seres vivos son meros brutos no solo ha permitido sino que ha alentado una actitud hacia el mundo natural en general y hacia otros animales en particular que ha En el mejor de los casos, indiferente y, más a menudo, francamente antagónico, patriotero y, en muchos casos, intolerablemente cruel. Es solo debido a este mito egoísta que algunas personas han podido justificar mantener a otros animales en condiciones tan horribles como las granjas industriales en las que literalmente son incapaces de dar la vuelta, sin mencionar que se les impide experimentar algo que se acerque a una vida plena. Es sólo debido a este mito egoísta que algunas personas conceden a los embriones de Homo sapiens un lugar especial como personas en espera, dotado mágicamente de una humanidad notable que les da derecho a una consideración legal y moral especial que no está disponible para nuestros parientes no humanos. Es solo debido a este mito egoísta que muchas personas han podido negar la conexión evolutiva tan evidente entre ellos y otras formas de vida.

Cuando se hacen afirmaciones sobre el "derecho a la vida", invariablemente el referente es humano vida, una distinción rígida que solo es posible debido a la presunción de que la vida humana es de alguna manera singularmente distinta de otras formas de vida, aunque todo lo que sabemos de biología demuestra que esto es simplemente falso. ¿Qué manera mejor, más clara y sin ambigüedades de demostrar esto que creando organismos viables que no sean ni humanos ni animales, sino intermedios certificables?

David P. Barash es profesor emérito de psicología en la Universidad de Washington. Este artículo está algo modificado de un capítulo de su próximo libro:A través de un cristal brillantemente: usando la ciencia para ver nuestra especie como realmente es—Que será publicado en el verano de 2018 por Oxford University Press.

1. Kelarns, A., et al. Evidencia genómica de inversión de la especiación en cuervos. Comunicaciones de la naturaleza 9 (2018). Obtenido de doi: 10.1038 / s41467-018-03294-w

2. Palkopoulou, E., et al. Una historia genómica completa de elefantes vivos y extintos. procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias (2018). Obtenido de doi: 10.1073 / pnas.1720554115


Estos bucles están estabilizados por una proteína designada CTCF ("Factor de unión CCCTC" denominado así por la secuencia de nucleótidos a la que se une). El CTCF en un sitio del ADN forma un dímero con el CTCF en otro sitio del ADN que une las dos regiones. CTCF tiene 11 dedos de zinc. También se pueden estabilizar cohesin & mdash el mismo complejo de proteínas que mantiene unidas las cromátidas hermanas durante la mitosis y la meiosis.

Michael R. Botchan y sus colegas han producido evidencia visual de este modelo de acción potenciadora. Crearon una molécula de ADN artificial con

  • varios (4) sitios promotores para Sp1 unas 300 bases de un extremo. Sp1 es un factor de transcripción de dedos de zinc que se une a la secuencia 5 'GGGCGG 3' que se encuentra en los promotores de muchos genes, especialmente los genes de mantenimiento.
  • varios (5) sitios potenciadores unas 800 bases del otro extremo. Estos están unidos por una proteína de unión a potenciador designada E2.
  • 1860 pares de bases de ADN entre los dos.

BLOG: Foro Laureado de Heidelberg

El campo de la inteligencia artificial (IA) ha crecido enormemente en los últimos años. Ya se está implementando casi de forma rutinaria en algunas industrias, y probablemente sea seguro decir que estamos viendo una revolución de la inteligencia artificial.

Pero la inteligencia artificial se ha mantenido, bueno, artificial. ¿Pueden la IA & # 8212 o las computadoras & # 8212 ser realmente orgánicas (como en, biológicas)?

Los investigadores han intentado abordar el problema desde diferentes ángulos, desde simplemente aprender de los procesos biológicos hasta usar estructuras biológicas como software (o incluso hardware) e insertar chips directamente en el cerebro. Todos los enfoques tienen sus propias ventajas y desafíos.

Para empezar, una razón para buscar alternativas biológicas es la energía. La forma en que funciona la IA hoy en día usa mucho de energía.En un estudio reciente, investigadores de la Universidad de Massachusetts, Amherst, encontraron que si bien los modelos de IA necesitan miles de vatios para entrenar en un modelo en particular, la inteligencia natural solo necesitaría 20 vatios. Cuando también se toman en cuenta los costos de energía de hacer funcionar una computadora (que a menudo no se basa en energía renovable), se vuelve aún más problemático.

Aquí & # 8217s un desglose de los costos y la energía que calcularon para varios modelos de IA:

En términos de equivalentes de CO2, el entrenamiento BERT emite tanto como un vuelo de ida y vuelta entre Nueva York y California. Créditos de imagen: Strubell et al / ArXiv.

& # 8220 Como resultado, estos modelos son costosos de entrenar y desarrollar, tanto financieramente, debido al costo de hardware y electricidad o tiempo de computación en la nube, como ambientalmente, debido a la huella de carbono requerida para alimentar el hardware moderno de procesamiento de tensores, & # 8221 escriben los investigadores.

Por supuesto, a menudo no se entrena un modelo en un conjunto de datos y eso es, a menudo se necesitan cientos de ejecuciones, lo que aumenta aún más el gasto de energía. Todavía hay margen de mejora en términos de eficiencia de la IA, pero cuanto más complejos se vuelven los modelos, más energía utilizarán.

Debe decirse que en algunos campos, la IA ya puede ver patrones mucho más allá de la capacidad actual del cerebro humano, y puede desarrollarse aún más en los próximos años & # 8212, pero con toda esta energía utilizada, el cerebro biológico todavía parece tener una gran ventaja en términos de eficiencia.

Después de todo, una IA solo es adecuada para una tarea muy limitada, mientras que los humanos y otros animales navegan por innumerables situaciones.

Software orgánico, hardware orgánico

No es sólo la parte del software y el uso de la biología, ya que el hardware también ha cobrado impulso.

Se están investigando varios enfoques. Las llamadas & # 8220 computadoras húmedas & # 8221, que son esencialmente computadoras hechas de materia orgánica, siguen siendo en gran parte conceptuales, pero ha habido algunos prototipos que parecen prometedores.

El nacimiento del campo tuvo lugar alrededor de 1999, con el trabajo de William Ditto en el Instituto de Tecnología de Georgia. Construyó una simple neurocomputadora capaz de sumar usando neuronas sanguijuelas, que fueron elegidas por su gran tamaño.

No es fácil manipular las corrientes dentro de los electrones y aprovecharlas para el cálculo, pero funcionó, aunque el resultado final fue una prueba de concepto más que cualquier otra cosa. A pesar de todo su poder y uso eficiente de la energía, las señales dentro de las neuronas a menudo parecían caóticas y difíciles de controlar. Ditto dijo que cree que al aumentar la cantidad de neuronas, las señales caóticas se autoorganizarían en un patrón de estructura (como en los seres vivos), pero esta es una teoría más que un hecho probado.

Sin embargo, la investigación de Ditto & # 8217 virtualmente fue pionera en un nuevo campo, llevándolo del reino de la ciencia ficción a la realidad. Sin embargo, aunque nuestra capacidad tecnológica ha mejorado drásticamente desde 1999, nuestra comprensión de la biología subyacente ha progresado más lentamente. Daniel Dennett, profesor de la Universidad de Tufts en Massachusetts, discutió la importancia de distinguir entre los componentes de hardware y software de una computadora normal y lo que está sucediendo en una computadora orgánica. & # 8220La mente no es un programa que se ejecute en el hardware del cerebro & # 8221, escribió Dennett de manera famosa, argumentando que es necesario cierto nivel de progreso en la ciencia cognitiva para progresar verdaderamente con este enfoque.

Mientras tanto, los enfoques que utilizan otros componentes biológicos han avanzado constantemente. Un equipo de UC Davis y Harvard demostró una computadora de ADN que podía ejecutar 21 programas diferentes, como clasificar, copiar y reconocer palíndromos.

No fue la primera computadora de ADN. En 2002, J. Macdonald, D. Stefanovic y M. Stojanovic crearon una computadora de ADN capaz de jugar tic-tac-toe contra un jugador humano, e incluso antes de eso, en 1994, investigadores que trabajaban en Alemania diseñaron una computadora de ADN que resolvió el problema. Chess knight & # 8217s tour problem.

Cada vez más, la investigación apunta a computadoras de ADN personalizables de baja energía, que ofrecen un sistema de aprendizaje orgánico similar al del cerebro. Los investigadores del MIT también han sido pioneros en una computadora basada en células que puede reaccionar a los estímulos.

"Puede construir sistemas informáticos muy complejos si integra el elemento de memoria junto con la computación", dijo Timothy Lu, profesor asociado de ingeniería eléctrica e informática y de ingeniería biológica en el Laboratorio de Investigación de Electrónica del MIT, en ese momento.

Un organismo ameboide unicelular, un plasmodio del verdadero moho de lodo Physarum polycephalum. Créditos de imagen: Masashi Aono.

Mientras tanto, un grupo de investigadores en Japón ha tomado un camino diferente: desarrollaron una computadora analógica basada en amebas que ofrece soluciones eficientes a algo llamado "El problema del vendedor ambulante" & # 8212, que es muy difícil para las computadoras normales.

El problema del viajante es engañosamente complicado: le hace al solucionador una pregunta aparentemente simple. Está visitando varias ciudades diferentes para vender sus productos (cada ciudad solo una vez) y luego debe regresar a casa. Dadas todas las distancias, ¿cuál es la ruta más corta posible que puede tomar?

Si intenta calcularlo (resolver todas las combinaciones posibles), se vuelve inmensamente difícil (aunque existen algunos algoritmos y heurísticas). Las amebas colocadas en un sistema con 64 "ciudades" (áreas con nutrientes a las que la ameba quería llegar) pudieron resolver el problema notablemente rápido. Todavía eran un poco más lentas que las máquinas más rápidas, pero estaban cerca & # 8212 y si nuestras mejores máquinas, que consumen mucha energía, apenas pueden vencer a una simple ameba, tal vez sea una vía que valga la pena investigar más.

Al revés

El uso de estructuras biológicas para la computación es un enfoque. Otro es fusionar la biología con los chips, utilizando el último para aumentar el primero. También en este campo las cosas han avanzado a un ritmo vertiginoso.

Por ejemplo, en 2020, Elon Musk apareció en los titulares (como lo hace tan a menudo), al revelar un cerdo llamado Gertrude que tenía un chip del tamaño de una moneda implantado en su cerebro.

& # 8220Es & # 8217 es como un Fitbit en tu cráneo con pequeños cables & # 8221, dijo el empresario multimillonario en un webcast presentando el logro. A principios de este año, su puesta en marcha presentó algo aún más notable: un mono con un chip cerebral que le permitía jugar juegos de computadora de forma remota.

El mono primero jugó juegos de computadora normalmente, con un joystick. El chip registró la actividad cerebral cuando se realizó una acción, y no pasó mucho tiempo antes de que el mono pudiera jugar el juego directamente con señales cerebrales y sin tocarlo.

Musk está solicitando ensayos en humanos el próximo año, y varios otros investigadores también están buscando diferentes formas en que se pueden usar chips inyectables en humanos.

Todavía es temprano, pero cada vez más, estamos viendo formas a través de las cuales la materia orgánica y las computadoras interactúan directamente. Hay diferentes enfoques, todos con sus ventajas e inconvenientes, y aunque todavía no estamos mirando a los robots orgánicos o la IA, pero con la forma en que están progresando las cosas, esos no parecen tan descabellados como hace una década. .

Entrelazar lo biológico con lo digital ofrece distintas ventajas, desde la eficiencia energética hasta la computación optimizada, pero al mismo tiempo, este no es un desafío fácil & # 8212 y no una búsqueda libre de preocupaciones. Cuando los mundos natural y artificial se fusionan (como en el caso de la astilla del cerebro, por ejemplo), las aguas pueden volverse turbias rápidamente.

Las implicaciones y la ética del campo deben considerarse cuidadosamente. Con demasiada frecuencia, estas implicaciones son poco más que una ocurrencia tardía. La cita icónica de Jurassic Park me viene a la mente & # 8212 y es & # 8217 quizás algo en lo que Elon Musks del mundo también debería pensar:

Ian Malcolm [Jeff Goldblum]: Sí, sí, pero sus científicos estaban tan preocupados por saber si podían o no, que no se detuvieron a pensar si deberían hacerlo.

Publicado por Andrei Mihai

Andrei es comunicador científico y candidato a doctorado en geofísica. Es cofundador de ZME Science, donde publicó más de 2.000 artículos. Andrei intenta combinar dos cosas que ama (la ciencia y las buenas historias) para hacer del mundo un lugar mejor: un artículo a la vez.

24 comentarios

El enfoque más prometedor de la informática de IA no se menciona realmente en este artículo, a saber, la informática neuromórfica.

La computación neuromórfica abre la oportunidad de construir redes neuronales artificiales en hardware, a diferencia del enfoque actual de simulación de redes neuronales artificiales en software.

Actualmente, la computación neuromórfica no es el mejor enfoque porque una computadora de propósito general es más adecuada para experimentar con arquitecturas completamente nuevas, y aparecen nuevas arquitecturas de IA cada dos o tres años, ya que estamos en medio de una revolución de IA. Pero una vez que se encuentre la mejor arquitectura y se establezca el campo, esa arquitectura se puede materializar en un hardware óptimo, y ese hardware será neuromórfico.

Por qué 1 kilogramo de cerebro puede superar a una supercomputadora de 100 toneladas.
Hoy en día, los chips de silicio tienen estructuras 1000 veces más pequeñas que una neurona y operan 1 millón de veces más rápido que las neuronas. Y de hecho, una supercomputadora puede multiplicar dos matrices mil millones de veces más rápido que un humano.

Todo esto cambia cuando pasamos a funciones cognitivas superiores o incluso a una simple percepción y reconocimiento. Aquí, el cerebro humano supera a la computadora en muchos casos. ¿Y por qué? Porque el cerebro es un producto evolutivo en el que el software y el hardware están estrechamente entrelazados.
Los intentos actuales, principalmente orientados al software, para emular el cerebro son relativamente recientes y recientes en comparación con los millones de años que la naturaleza ha pasado optimizando el cerebro.

Cuando llegue el momento en que los ingenieros se hayan dado cuenta de cuál es la esencia de la actividad del cerebro humano, solo se necesitará un pequeño chip para emular el cerebro. Es la falta de conocimiento la responsable del bajo rendimiento de las computadoras actuales en la emulación del cerebro.

Cuando llegue el momento en que los ingenieros se hayan dado cuenta de cuál es la esencia de la actividad del cerebro humano & # 8230

Esto probablemente llevará mucho más tiempo de lo que la mayoría de los científicos curiosos y los profanos esperarían o esperarían. Preferiría compartir la opinión de Roger Penrose, de que obviamente hay procesos en el cerebro que son demasiado complejos para ser descriptivos con el conocimiento reciente de los procesos físicos. Roger Penrose es un físico teórico muy comprometido con la neurociencia. También está vinculado con destacados neurocientíficos. Él especula que probablemente se necesitarán generaciones de científicos para llegar allí. Encontrar un modelo teórico unificador de la gravitación y la teoría cuántica es solo un primer paso, que abre la posibilidad de una mejor comprensión de los procesos físicos poderosamente orquestados en un cerebro vivo.
Ya sea & # 8230, solo se necesitará un pequeño chip para emular el cerebro & # 8230 podría juzgarse mejor a partir de entonces.

Interfaces cerebro-computadora como la última y última interfaz de usuario.
Las interfaces de computadora evolucionaron desde tarjetas perforadas y cinta perforada como entrada y texto de impresora de línea como salida a interfaces de línea de comandos, luego a interfaces gráficas de usuario y ahora a pantallas táctiles y sistemas de diálogo basados ​​en voz.
La siguiente y última interfaz podría ser solo pensamientos y el resultado podría ser voces e imágenes superpuestas sobre lo que se percibe. Casi como las alucinaciones de los enfermos mentales sólo ahora como mensajes, como la forma de salida de la computadora que se convierte en mi segundo yo.

Las interfaces cerebro-computadora son la forma más directa de comunicarse con una computadora, y existe la creencia de que una computadora que lee mi cerebro puede responder instantáneamente a mis pensamientos y hacer lo que pretendo. Pero esto no es realmente cierto, porque mis pensamientos e ideas suelen ser solo pensamientos e ideas y no están destinados a ejecutarse de inmediato. Esto se ilustra con el pong mental mencionado anteriormente. El mono usa un joystick, que no está conectado a la computadora, pero el mono aún lo mueve, y el movimiento significa que realmente tienes la intención de hacer algo, no solo pensar en algo. Pero luego, la segunda parte de Mind Pong muestra que jugar solo con pensamientos es posible: el mono solo piensa y no mueve sus manos para jugar Pong. Pero en este caso, la computadora sabe que el mono tiene la intención de jugar porque intencionalmente va a la estación de juego.
Si mis pensamientos son monitoreados constantemente por una interfaz cerebro-computadora, la computadora tiene mucha más dificultad para reconocer lo que es solo un sueño, una imaginación y lo que realmente tengo la intención de hacer.

Para las personas sanas, una interfaz cerebro-computadora podría ser la mejor manera de decirle a una computadora lo que tengo en mente y lo que estoy sintiendo. Esto podría mejorar mi vida a un grado sin precedentes, pero también convertir mi vida en un infierno si se usa como tortura.

1) En la experiencia cercana a la muerte (ECM) podemos percibir como una experiencia consciente cómo el cerebro procesa un solo estímulo / pensamiento. Paso a paso.
(con la búsqueda de Google [Kinseher NDERF denken_nte] se puede encontrar un PDF de lectura gratuita, en alemán)

Pero este ACCESO DIRECTO al cerebro en funcionamiento ha sido completamente IGNORADO por la ciencia hasta ahora. Ésta es una de las razones por las que los científicos no comprenden los procedimientos del cerebro en funcionamiento. **)

2) Muy pronto, el líquido biológico del cerebro destruirá pequeños electrodos en el cerebro. Por lo tanto: los monos con elecrodes en la superficie del cerebro & # 8211 parecen ser buenos experimentos, por poco tiempo, pero en realidad esto es solo crueldad hacia los animales (Tierquälerei).
Adicional: Los electrodos que se colocan en la superficie del cerebro & # 8211 se moverán. Esto significa que este equipo necesita ser recalibrado permanentemente.

3) Los pensamientos no tienen una duración permanente. Esto significa & # 8211 que no es posible un procedimiento de trabajo continuo durante un período prolongado.

a **) & # 8211 algunos ejemplos de procedimientos que podemos percibir con ECM
A) Podemos describir el PENSAMIENTO como una actividad de coincidencia de patrones muy simple & # 8211 mediante tres reglas simples (página 4 de mi PDF)
B) Las experiencias se APILAN en el cerebro en orden jerárquico & # 8211 esto significa que no es necesaria una codificación de tiempo. Esto reduce la cantidad de datos que son necesarios para almacenar / recuperar memorias: una cantidad reducida de datos permite aumentar la velocidad de procesamiento
C) un detalle importante para aumentar la velocidad del procesamiento neuronal es PRIMING: El cebado permite reaccionar 1/3 más rápido y # 8211 como sin cebar (para reaccionar ante un estímulo se necesitan 200 milisegundos y # 8211 con cebado, sin cebar son necesarios 300 milisegundos reaccionar)

A), B), C) son solo tres ejemplos que se pueden encontrar cuando los científicos estudiarían ECM

@Richard (cita): Muy pronto, el líquido biológico del cerebro destruirá pequeños electrodos del cerebro. & # 8230 Adicional: Los electrodos que se colocan en la superficie del cerebro se moverán.
Sí: la electrónica actual es incompatible con wetware.
Esa es la razón por la que escribí en un comentario mucho antes (hace algunos años) que la última interfaz cerebro-computadora vendrá en la forma de un cerebro modificado genéticamente, que podrá comunicarse por medio de ópticas o ondas de radio.

@Holzherr
1) En las ECM podemos percibir como una percepción consciente cómo un único estímulo es procesado por el cerebro (contenidos, estructuras).

Ignorar este acceso directo a nuestro cerebro es una "ciencia" de muy mala calidad.

2) Un libro de Julia Shaw & # 8211 describe muy bien lo mal que funciona nuestro cerebro.
Los investigadores de IA que quieran crear productos de IA que sean tan "buenos" como nuestro cerebro & # 8211 deben leer este libro
´La Ilusión de la Memoria. Recordar, olvidar y la ciencia de la memoria falsa´
´Das trügerische Gedächtnis & # 8211 Wie unser Gehirn Erinnerungen fälscht´

En otras palabras: la investigación de IA que quiere crear productos que son tan "buenos" como nuestro cerebro & # 8211 para producir basura es una pérdida de dinero.

3A) No quiero hablar de cuentos de hadas y / o tonterías similares: los cerebros genéticamente modificados siguen siendo cerebros & # 8211 con la mala calidad de los cerebros.

Mientras no entendamos los procedimientos de trabajo de nuestro cerebro real & # 8211, no tiene sentido crear cerebros modificados.
Los investigadores serios deberían al principio intentar comprender nuestro cerebro real & # 8211 antes de pensar en modificaciones.

3B) Una comunicación con sistemas ópticos u ondas de radio no tiene sentido & # 8211 porque un PENSAMIENTO no tiene duración / permanencia

@KRichard (cita): ) No quiero hablar de cuentos de hadas y / o tonterías similares: los cerebros genéticamente modificados siguen siendo cerebros & # 8211 con la mala calidad de los cerebros.
Respuesta: Pero la terapia génica de partes del cerebro para restaurar las funciones perdidas ya es una realidad.
Ejemplo: la retina es una excrecencia del cerebro, y hace solo unas semanas, la terapia génica de la retina de un paciente ciego (debido a la retina pigmentosa) restauró parcialmente su visión al insertar un gen en su retina que expresa una sensibilidad a la luz. proteína que se encuentra en las algas. El paciente todavía necesita gafas especiales para traducir la luz natural en las frecuencias a las que la proteína de las algas es más sensible, pero puede volver a ver & # 8211 al menos parcialmente.
(Ver artículo Gene de algas ayudó a un ciego a recuperar parte de su visión)

En cuanto a la (cita) mala calidad de los cerebros, hay una verdad fundamental: cualquier reconocimiento, incluso el de una inteligencia artificial sofisticada, es falible, es inherentemente una construcción que puede salir mal. La gente lo sabe subconscientemente y hace bromas al respecto.

@Holzherr
Un receptor modificado genéticamente no es un cerebro modificado.

Un receptor es una terminación nerviosa sensorial que transforma estímulos específicos en impulsos nerviosos.

@KRichard: las neuronas optogenéticamente modificadas utilizadas en la investigación del cerebro son un primer paso hacia un cerebro modificado genéticamente.
Aquí algunos extractos del artículo Optogenética: arrojando luz sobre el cerebro y secretos # 8217

La optogenética brinda a los neurocientíficos un nivel de control sin precedentes en las neuronas [porque las neuronas modificadas genéticamente generan pulsos de acción cuando son golpeadas por la luz]

& # 8211 Iluminar solo ciertas regiones del cerebro permite que la manipulación se dirija a un espacio específico (con láseres, esta región puede ser minúscula).
& # 8211 El uso de pulsos de luz permite que la modulación se oriente a tiempos específicos, dando una alta resolución temporal.
& # 8211 Limitar la modificación genética a tipos de células específicos permite estudiar funciones asociadas solo con esas células.

En los 13 años desde que Karl Deisseroth y su equipo describieron cómo llevar a cabo la optogenética, la técnica se ha utilizado para estudiar el cerebro en muchas áreas de la función cerebral, los ejemplos incluyen:

& # 8211 Las moléculas optogenéticas de próxima generación controlan neuronas individuales
& # 8211 Perspectivas más brillantes para el dolor crónico
& # 8211 Midbrain & # 8216start neuronas & # 8217 controlan si caminamos o corremos

Otra área donde la optogenética puede tener usos potenciales es la clínica. Actualmente, la estimulación cerebral profunda es un tratamiento exitoso para la enfermedad de Parkinson. Este es el implante de electrodos en el cerebro que se pueden encender y apagar para ayudar a aliviar los síntomas. Un tratamiento alternativo podría ser implantar LED en el cerebro en lugar de electrodos y usarlos para estimular solo las neuronas afectadas por la enfermedad.

Conclusión: Las neuronas optogenéticamente modificadas ya se utilizan en la investigación del cerebro y seguirán las aplicaciones clínicas, como se puede ver en el artículo El potencial de los implantes cocleares optogenéticos

@KRichard: das Thema Optogenetik wurde auf Spektrum.de schon früh und mehrmals behandelt. Enlaces auf die wichtigsten Artikel finden sich unter Optogenetik & # 8211 Spektrum der Wissenschaft

¿Es BERT un acaparador de energía?
Cita del artículo anterior: En términos de equivalentes de CO2, un entrenamiento BERT emite tanto como un vuelo de ida y vuelta entre Nueva York y California.

Mi argumento: el BERT es lo opuesto a un consumidor de electricidad.

Mi historia que respalda mi afirmación:
BERT es un modelo de lenguaje previamente entrenado que se puede ajustar para una variedad de propósitos, como responder preguntas de los estudiantes sobre cuestiones legales o médicas o técnicas de inteligencia artificial.
BERT ya se está utilizando en varios cursos de capacitación interactivos en línea, donde puede responder a las preguntas de los estudiantes y recopilar los problemas de los estudiantes que luego pueden ser abordados por instructores humanos.

BERT solo requiere entrenamiento previo y ajuste fino para un dominio de aplicación. Los ajustes finos son bastante económicos en el uso de recursos informáticos.

Conclusión: Las emisiones de CO2 para un pre-entrenamiento / ajuste fino de BERT son equivalentes a un viaje de ida y vuelta desde Nueva York a California, pero puede servir a miles de estudiantes y las emisiones de CO2 por estudiante son bajas.

Compare esto con una nueva aplicación de finanzas escrita por un antiguo compañero de trabajo. Este colaborador ha viajado varias veces a Sudáfrica para presentar su nueva aplicación. Dudo que su aplicación de finanzas sea de la misma escala e importancia que BERT.

@Holzherr
El profesor José Delgado provocó en 1964 un toro para realizar un ataque & # 8211 y detuvo este ataque con un equipo de control remoto.
[Quelle: Reto Schneider: Das Buch der verrückten Experimente]

La estimulación cerebral profunda mediante electrodos implantados es útil para personas que padecen la enfermedad de Parkinson y / o epilepsia.

El tema de este blog es la cuestión de si la computación biológica se está convirtiendo en realidad.
Mis sugerencias describieron grandes problemas para lograr este objetivo: mientras los científicos lo ignoren y descuiden para estudiar cómo está funcionando el cerebro & # 8211, nunca lo entenderán.

@KRichard (cita): El tema de este blog es la cuestión de si la computación biológica se está convirtiendo en realidad.
Respuesta: Sí, habrá interfaces cerebro-computadora y sí, la interfaz debe ser más biocompatible que los cables actuales, pero no, la mayoría del software futuro se ejecutará en silicio, no en células. Porque el silicio es superior al wetware biológico.

Pero la inteligencia artificial se ha mantenido, bueno, artificial. ¿Pueden la IA, o las computadoras, ser realmente orgánicas (como en, biológicas)?

Respuesta: Las computadoras pueden ser realmente orgánicas y hay una muestra general para esto: el cerebro humano.

No comprendes el problema real:

Hasta ahora los científicos no entienden cómo funciona el cerebro, modificar el cerebro sin entender sus procedimientos de trabajo & # 8211 es una chapuza.

En ´Near-Death Experiences´ (ECM) & # 8211 podemos percibir como una experiencia consciente cómo el cerebro está procesando un solo estímulo / pensamiento: paso a paso.

Ignorar este acceso directo al cerebro en funcionamiento es una de las razones por las que la ciencia tiene grandes problemas para comprender el cerebro en funcionamiento. Ignorar por completo este maravilloso acceso a las estrategias de trabajo de nuestro cerebro & # 8211 es muy vergonzoso y estúpido.
Las estructuras / contenidos de las ECM son bien conocidas desde 1975 & # 8211 pero hasta ahora las ciencias no las analizan.

Encontrar, identificar y analizar patrones / estructuras idénticos es uno de los mejores métodos en ciencia para comprender problemas y crear nuevas ideas / teorías.

@KRichard (cita): Hasta ahora los científicos no entienden cómo funciona el cerebro, modificar el cerebro sin entender sus procedimientos de trabajo es una chapuza.

Los investigadores e ingenieros de hoy no quieren modificar el cerebro para permitir algo totalmente nuevo. Solo quieren modificarlo, para que pueda comunicarse mejor y más directamente con el entorno y con la electrónica.

Incluso la inteligencia artificial funciona actualmente de manera diferente al cerebro. Las aplicaciones de IA de hoy solo hacen una cosa. No saben lo que hacen, no tienen yo, no tienen curiosidad propia, no tienen autonomía. Una aplicación de IA que ha aprendido a reconocer algunos objetos solo puede reconocer los objetos aprendidos y ni siquiera puede notar que un nuevo objeto no está cubierto por el conjunto de entrenamiento. En otras palabras: la apertura de un Ser natural falta en los programas actuales de IA.

El aprendizaje automático de mundo abierto aún no se ha materializado, pero se materializará. Quizás en 20 años.

Sería una buena idea leer el artículo de Wikipedia [José Manuel Rodríguez Delgado] & # 8211 y varios artículos que se pueden encontrar allí mediante un enlace.

Con estos textos podemos aprender mucho sobre las ideas de la estimulación cerebral eléctrica.

No hay duda acerca de la singularidad de la estructura / contenido cerebral individual de cada persona. Este es un gran problema & # 8211 porque no es posible desarrollar equipos estandarizados para la estimulación cerebral.

Warum tut sich KI so schwer?
Die Antwort liegt in der reduktionistischen Vorgehensweise. Leben kann nicht auf Elemente reduziert werden, sondern auf Prinzipien. ¿Und was ist das Prinzip von Leben? Selbstorganisation. Und der Kern von Selbstorganisation ist Wachstum, genauer Wachstum und in der Folge Reduktion. También das, fue jeden Metabolismus ausmacht. ¿Y fue ist Wachstum? Es ist die Agglomeration von Kompatiblem (nicht Gleichem, das ergäbe kein Wachstum). Diesen Vorgang finden wir beim Denken, als Assoziation von Wahrgenommenem. Wir verknüpfen etwa ein grünes Gewächs mit dem Begriff 'Baum' sowie mit einer Bewertung. Nehmen wir Bäume wahr, die andere Eigenschaften haben, überlagern sich Muster und bilden ein virtuelles (kein technisches) Hologramm. Die Reduktion von ansonsten ausufernden Überlagerungen erfolgt durch Abstraktion, die der Schweizer Psychologe Jean Piaget Akkomodation nannte. Aus 1 + 1 + 1 wird so 3 & # 2151 und danach 1³. Así que wird komplexes Denken reduziert. Assoziation ist ein aktiver Prozess als ständiges ‚Probieren‘. Piaget nannte es Entwicklung mit ‚Übersteigungen‘. Es ist der Versuch, die bisherige Erfahrung zu erweitern - entweder er ist erfolgreich oder es ist ein Irrtum. Nach diesem Versuch - Irrtum - Prinzip verläuft Lernen (schulisches también betreutes & # 8211 Lernen zeigt die richtigen Wege und verhindert Irrtümer). Aus vielen virtuellen Hologrammen setzt sich (ontogenetisch) ein übergreifendes Hologramm zusammen, das sich als Steuerungsinstanz etabliert (psychologisch: ICH). Mit Tononi findet sich dort die maximale integrierte Information (und stellt Bewusstsein her).
Die Bewertung erfolgt beim Menschen durch einen Abgleich mit Normen (Freud: Über-Ich) und vitalem Status (sistema nervioso vegetativo). Bewertung ist das, was wir Emotion nennen.
Das Versuch - Irrtums - Prinzip ähnelt zwar dem Prinzip Mutation - Selektion, ist aber grundlegend anders. Letzteres kann die extrem hohe Anpassung von Leben an Umwelt einzig durch zufällige endogene Mutation nicht hinreichend erklären. Woher sollte etwa der Zufall wissen, dass er Farbmutationen generieren soll, damit ein Käfer in grünem Habitat grün wird. Und so führt die Anwendung dieses Prinzips auch bei KI nicht zum Erfolg (Erfolg = KI konvergiert mit NI).

@Wolfgang Wegmann (Zitat): Warum tut sich KI so schwer?
Meine Antwort dazu: Weil KI Künstliche Intelligenz ist und nicht Künstliches Leben. Der Versuch eine nackte (künstliche) Intelligenz zu schaffen ist ähnlich dem Versuch, den Menschen auf sein Gehirn zu reduzieren. Deshalb fehlt KI die Autonomie und der Lebenshintergrund.

@Hozherr: Ich denke, das Embodiment ist das geringste Problem der KI. Menschenähnliche Roboter wären ohnehin nicht aus Fleisch und Blut. Emotionen und deren Verstetigung, también die Gefühle, sind nichts anderes als Bewertungen des Körperzustandes (auf der & # 8216gegenüberliegenden & # 8217 Seite werden Normative bewertet). Und den kann man simulieren. Das Entscheidende ist, wie & # 8216wächst & # 8217 Denken aktiv in Möglichkeitsräume hinein und erschließt sich damit Realität.

@Wolfgang Stegenann (Zitat): Ich denke, das Embodiment ist das geringste Problem der KI.
Zustimmung, nicht das fehlende Encarnación sondern die fehlende Ausrichtung auf Autonomie und damit auf ein Ziel wie „Überleben“ ist das Problem. Organismen müssen im Gegensatz zu AI-Programmen nicht nur eine bestimmte Aufgabe bewältigen können, sondern sie müssen so robusto sein, dass sie Überleben.
Heutige AI-Program sind aber nicht robusto. Das zeigt sich etwa darin, dass ein KI-Klassifikationsprogramm, welches darauf trainiert wurde 100 verschiedene Tiere zu erkennen, anschliessend nicht in der Lage ist zu erkennen, dass ein Auto kein Tier ist. Es kann also nicht mit Objekten umgehen die ausserhalb des Trainingssets liegen, das sogenannte Fuera de distribución Problema. Das ist ein Problem, das zwar von AI-Forschern erkannt wurde, bisher aber nicht befriedigend gelöst wurde, weil ihre Program bisher nicht wirklich mit der Realität konfrontiert wurden. Im Google-AI-Blog liest man dazu unter dem Titel: Improving Out-of-Distribution Detection in Machine Learning Models:

Der erfolgreiche Einsatz von maschinellen Lernsystemen erfordert, dass das System in der Lage ist, zwischen Daten zu unterscheiden, die anomal sind oder sich signifikant von den beim Training verwendeten unterscheiden. Dies ist besonders wichtig für tiefe neuronale Netzwerkklassifizierer, die solche & # 8220Out-of-Distribution & # 8221 (OOD) -Eingaben mit hoher Zuverlässigkeit in & # 8220In-Distribution & # 8221-Klassen klassifizieren können. Dies ist von entscheidender Bedeutung, wenn diese Vorhersagen Entscheidungen in der realen Welt beeinflussen.

Eine herausfordernde Anwendung von Modellen des maschinellen Lernens in der realen Welt ist zum Beispiel die Identifizierung von Bakterien auf Basis von genomischen Sequenzen. Die Erkennung von Bakterien ist entscheidend für die Diagnose und Behandlung von Infektionskrankheiten, wie z. B. Sepsis, und für die Identifizierung von Krankheitserregern, die durch Lebensmittel übertragen werden. Im Laufe der Jahre werden immer wieder neue Bakterienklassen entdeckt, und während ein auf den bekannten Klassen trainierter Klassifikator eines neuronalen Netzwerks eine hohe Genauigkeit erreicht, die durch Kreuzvalidierung gemesale die eforus reinsirdt ständig weiterentwickeln und unweigerlich Genome von ungesehenen Klassen (OOD-Eingaben) enthalten, die in den Trainingsdaten nicht vorhanden sind.

Mit andern Worten: ein Programm das nur gelernte Bakterienarten erkennen kann, aber nicht in der Lage ist zu erkennen ist, dass in den Daten möglicherweise ein neues Bakterium auftaucht, welches aber noch keinen Namenale hat, solch e in problem ist Programm ist. Aber heutige Klassifikationssysteme haben dieses Problema immer noch. Zusammen mit anderen Schwächen in der Robustheit.

¿Está en camino la computación biológica? Sí en camino para aplicaciones biológicas
El ADN computacional y las células de computación se utilizan para aplicaciones médicas, como la aplicación de fármacos dirigidos, para la medicina de precisión, no para la computación de alto rendimiento.


Ver el vídeo: Cómo construir CORRALES para cerdos. Puntos Básicos. Pequeño productor . Mi Proyecto Porcino (Agosto 2022).