Đó là những công nghệ vượt bậc hằng năm, do tạp chí MIT Technology Review bình chọn. Tiêu chí bình chọn của MIT không phải là công nghệ “mì ăn liền” mà là những đột phá sẽ thực sự thay đổi cách chúng ta sống và làm việc trong tương lai.
1. Mạng Internet bảo mật tuyệt đối
Một loại mạng Internet dựa trên vật lý lượng tử sẽ ra mắt sớm đảm bảo giao tiếp an toàn. Một nhóm do Stephanie Wehner, Đại học Công nghệ Delft đang xây dựng mạng lưới bằng công nghệ lượng tử nhằm kết nối bốn thành phố ở Hà Lan. Những tin nhắn được gửi qua mạng này sẽ không thể bị hack.
Trong vài năm qua, các nhà khoa học đã tìm cách truyền các photon qua cáp quang theo cách bảo vệ tuyệt đối thông tin mã hóa trong chúng. Một nhóm nghiên cứu ở Trung Quốc đã sử dụng công nghệ để xây dựng đường trục mạng dài 2.000 km giữa Bắc Kinh và Thượng Hải, nhưng dự án đó phụ thuộc một phần vào các yếu tố máy tính cổ điển trước đây, thỉnh thoảng phá vỡ liên kết lượng tử mà chưa thiết lập một liên kết lượng tử hoàn toàn nên vẫn có nguy cơ bị hack.
Ngược lại, mạng Delft sẽ là nơi đầu tiên truyền thông tin giữa các thành phố bằng cách sử dụng các kỹ thuật lượng tử từ đầu đến cuối. Công nghệ dựa trên một hành vi lượng tử của các hạt nguyên tử gọi là sự xoắn. Các photon xoắn không thể bị đọc lén mà không dẫn tới phá vỡ nội dung của chúng.
Nhưng rất khó tạo ra các hạt xoắn, và việc truyền thông tin đi xa vẫn là một thách thức. Nhóm của Wehner đã chứng minh nó có thể truyền hơn 1,5km (0.93 dặm). Họ tự tin có thể thiết lập một liên kết lượng tử giữa hai thành phố Deft và Hague vào cuối năm nay. Đảm bảo kết nối không bị gián đoạn trong những khoảng cách lớn hơn sẽ phải yêu cầu các bộ lặp lượng tử mở rộng mạng.
“Các bộ lặp như vậy hiện đang được thiết kế tại Delft và các nơi khác”, Wehner nói, “các bước đầu tiên cần được hoàn thành trong năm đến sáu năm tới, dự kiến là một mạng lưới lượng tử toàn cầu sẽ được hoàn thiện vào cuối thập kỷ này”.
2. Thuốc siêu cá nhân hóa
Những loại thuốc mới lạ đang được thiết kế để điều trị các đột biến di truyền.
Đây là một định nghĩa của một ca bệnh hoàn toàn hết hi vọng: Một đứa trẻ mắc một căn bệnh hiểm nghèo cực kì hiếm gặp mà không có cách nào điều trị. Thậm chí không có một nhà khoa học nào nghiên cứu về chúng. Bởi vì nó “quá hiếm để phải quan tâm”.
Nhưng điều đó sắp thay đổi, nhờ vào các nhóm thuốc mới có thể được điều chỉnh theo gene của một người. Nếu một căn bệnh cực kỳ hiếm gặp là do một lỗi DNA cụ thể thì hiện nay ít nhất là họ có một cơ hội chiến đấu để sửa chữa lỗi di truyền.
Một trường hợp bệnh hiếm gặp như vậy là Mila Makovec, một cô bé mắc phải căn bệnh rất hiếm gặp do đột biến gene, nhưng cô bé cuối cùng cũng đã có thuốc điều trị cho riêng mình. Trường hợp của cô bé được đăng trên tạp chí dược phẩm Anh (England Journal of Medicine) vào tháng 10, sau khi các bác sĩ đi từ quá trình đọc lỗi di truyền sang điều trị cho cô bé chỉ trong vòng 1 năm. Họ gọi nó là thuốc Milasen, dựa theo tên của cô.
Mặc dù việc điều trị đã không chữa khỏi hoàn toàn cho Mila. Nhưng thuốc đã giúp ổn định tình trạng bệnh của cô bé: làm giảm các cơn co giật và giúp Mila bắt đầu đứng và đi lại nếu có người hỗ trợ.
Với trường hợp của Mila, các nhà khoa học đã tạo ra một thuốc gene chưa bao giờ nhanh đến thế và cũng chưa từng có cơ hội làm tốt như vậy. Các loại thuốc mới có thể là hình thức thay thế gene, sửa chữa gene, hoặc antisense (loại thuốc mà Mila nhận được), giúp xóa và sửa chữa các thông tin di truyền sai lệch.
Có bao nhiêu câu chuyện như của Mila? Cho đến nay, chỉ có một số rất ít. Nhưng trong tương lai sẽ phổ biến hơn. Những trường hợp ngày mà trước các nhà khoa học đành bó tay không thể làm gì thì hiện nay đã tìm ra những giải pháp thông qua quá trình phân tích DNA.
Tuy nhiên, thách thức thực sự đối với các phương pháp điều trị này là thử nghiệm lâm sàng trong đó bệnh nhân là toàn bộ thử nghiệm - là họ đang phải vượt qua quan niệm trước đây về cách phát triển, thử nghiệm và bán dược phẩm. Đó là, ai sẽ trả tiền cho những loại thuốc này khi họ chỉ giúp cho một cá nhân nhưng vẫn chưa có một mô hình nào thiết kế và sản xuất đại trà?
3. Tiền kỹ thuật số
Sự gia tăng tiền kỹ thuật số tạo ra sự phân nhánh lớn cho tài chính cá nhân.
Tháng 6 năm ngoái, Facebook đã tiết lộ một loại tiền kỹ thuật số toàn cầu, tên gọi là Libra. Ý tưởng này đã gây ra sự phản ứng dữ dội và Libra có thể không bao giờ được khởi động, ít nhất là không theo cách mà nó được hình dung ban đầu. Nhưng nó vẫn tạo ra sự khác biệt: chỉ vài ngày sau thông báo của Facebook, một quan chức của Ngân hàng Nhân dân Trung Hoa ngụ ý rằng ngân hàng này có thể phát triển đồng tiền kỹ thuật số riêng của mình. Bây giờ Trung Quốc đã sẵn sàng để trở thành nền kinh tế lớn đầu tiên phát hành một phiên bản tiền kỹ thuật số của mình, mà họ dự định thay thế cho tiền mặt.
Các nhà lãnh đạo Trung Quốc dường như nhìn thấy Libra, được hỗ trợ bởi một khoản dự trữ sẽ chủ yếu là đồng USD, như một mối đe dọa: nó có thể củng cố quyền lực không cân xứng của Mỹ đối với hệ thống tài chính toàn cầu, xuất phát từ đồng USD có vai trò là đồng tiền dự trữ thực tế của thế giới.
Bây giờ Libra của Facebook đã trở thành một đồng tiền kỹ thuật số địa chính trị. Vào tháng 10, CEO Mark Zuckerberg đã hứa với Quốc hội rằng Libra “ sẽ mở rộng khả năng lãnh đạo tài chính của Mỹ cũng như các giá trị dân chủ và sự giám sát trên khắp thế giới”. Cuộc chiến tiền kỹ thuật số thực sự đã bắt đầu.
4. Thuốc chống lão hóa
Làn sóng đầu tiên của một nhóm thuốc chống lão hóa mới đã bắt đầu được đưa vào thử nghiệm trên người. Những loại thuốc này không có khả năng giúp bạn sống lâu hơn, nhưng nó nhằm mục đích điều trị các bệnh cụ thể bằng cách làm chậm hoặc đảo ngược quá trình lão hóa cơ bản.
Các loại thuốc này được gọi là senolytics, chúng hoạt động bằng cách loại bỏ một số tế bào nhất định khi chúng ta già đi. Được biết đến như các tế bào lão hóa, chúng có thể tạo ra tình trạng viêm ở mức độ thấp, ngăn chặn các cơ chế sửa chữa tế bào bình thường và tạo ra một môi trường độc hại cho các tế bào lân cận.
Vào tháng 6, Unity Biotechnology có trụ sở tại San Francisco, đã báo cáo kết quả ban đầu ở những bệnh nhân bị thoái hóa khớp từ nhẹ đến nặng ở đầu gối. Kết quả từ một thử nghiệm lâm sàng lớn hơn dự kiến vào nửa cuối năm 2020. Công ty cũng đang phát triển các loại thuốc tương tự để điều trị các bệnh liên quan đến tuổi của mắt và phổi, trong số các tình trạng khác.
Senolytics hiện đang trong các thử nghiệm ở người, cùng với một số phương pháp hứa hẹn khác nhắm vào các quá trình sinh học nằm ở gốc rễ của lão hóa và các bệnh khác nhau.
Một công ty có tên là Alkahest tiêm cho bệnh nhân những thành phần có trong máu của người trẻ và nói rằng họ hy vọng sẽ ngăn chặn sự suy giảm nhận thức và chức năng ở những bệnh nhân mắc bệnh Alzheimer nhẹ đến trung bình. Công ty cũng có thuốc điều trị bệnh Parkinson và chứng mất trí nhớ trong thử nghiệm ở người.
Và vào tháng 12, các nhà nghiên cứu tại Đại học Y khoa Drexel thậm chí đã thử xem liệu một loại kem trong đó có thuốc ức chế miễn dịch rapamycin liệu có thể làm chậm lão hóa ở da người hay không.
Các xét nghiệm phản ánh các nỗ lực phát triển của các nhà nghiên cứu để tìm hiểu xem có phải nhiều bệnh liên quan đến việc già đi như bệnh tim, viêm khớp, ung thư và chứng mất trí nhớ có thể bị hack để trì hoãn sự khởi phát của nó hay không.
5. Sử dụng AI để khám phá phân tử
Các nhà khoa học đã sử dụng AI để khám phá các hợp chất đầy triển vọng giống như thuốc.
Vũ trụ của các phân tử có khả năng cứu sống có kích thướt lớn đến khó tin: các nhà nghiên cứu ước tính số lượng rơi vào khoảng 1060, nhiều hơn tất cả các nguyên tử trong hệ Mặt trời, cung cấp khả năng hóa học gần như không giới hạn nếu các nhà hóa học tìm ra những đánh giá.
Bây giờ các công cụ học máy có thể khám phá cơ sở dữ liệu lớn của các phân tử hiện có và các thuộc tính của chúng, sử dụng thông tin để tạo ra các khả năng mới. Điều này có thể làm cho nó nhanh hơn và rẻ hơn để khám phá các ứng cử viên mới.
Vào tháng 9, một nhóm các nhà nghiên cứu tại Insilico Medicine có trụ sở tại Hồng Kông và Đại học Toronto đã có một bước tiến đầy thuyết phục để chỉ ra rằng chiến lược này hoạt động bằng cách tổng hợp một số ứng cử viên thuốc được tìm thấy bằng thuật toán AI.
Sử dụng các kỹ thuật như deep learning (giải quyết các vấn đề liên quan đến mạng thần kinh nhân tạo nhằm nâng cấp các công nghệ như nhận diện giọng nói ,…) và mô hình thế hệ tương tự như mô hình cho phép máy tính đánh bại nhà vô địch thế giới trong trò chơi cổ xưa của Go, các nhà nghiên cứu đã xác định được khoảng 30.000 phân tử mới có đặc tính mong muốn. Họ đã chọn sáu phân tử để tổng hợp và kiểm tra. Một trong số đặc biệt tích cực và tỏ ra đầy hứa hẹn trong các thử nghiệm trên động vật.
Các nhà hóa học trong khám phá thuốc thường mơ về các phân tử mới. Đây là một kỹ năng nghệ thuật được mài giũa bởi nhiều năm kinh nghiệm và, trong số những người giỏi nhất, bằng một trực giác nhạy bén. Bây giờ các nhà khoa học có một công cụ mới để mở rộng trí tưởng tượng của họ.
(còn tiếp)