Biólogos do Pentágono da DARPA prometem conquistar a morte, gerar replicantes sintéticos e fornecer fileiras de ciborgues deficientes ao exército americano
No início de abril, a Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa dos Estados Unidos (DARPA, a ala de pesquisa avançada do Pentágono) anunciou a abertura de uma nova divisão de biotecnologia, o Escritório de Tecnologias Biológicas. Sua missão é colocar a biologia a serviço da segurança nacional, desde derrotar epidemias até criar soldados sintéticos. Ao mesmo tempo, foi anunciado o orçamento do departamento para o próximo ano fiscal - US $ 2,9 bilhões.
O status da DARPA como principal fonte de inovação é inegável. A essência da agência é garantir continuamente que a tecnologia militar dos Estados Unidos seja sempre mais avançada do que seus concorrentes. Algumas das iniciativas recentes da agência incluem: a criação dos robôs humanóides ATLAS e muitos outros tipos de robótica; próteses inteligentes que transmitem verdadeiras sensações táteis; programação de redes neurais artificiais - na verdade, computadores baseados nas funções cognitivas do cérebro humano. Contra o pano de fundo dessas maravilhas tecnológicas, tiradas exatamente das páginas dos romances cyberpunk clássicos dos anos 80, não é mais surpreendente projetar apenas algum tipo de supercomputador de autoaprendizagem. Se no futuro uma inteligência artificial completa for criada, isso não será feito por corporações de TI, mas pelos gênios sombrios do Pentágono (que, a propósito, também são os progenitores da Internet).
A DARPA deu a devida atenção à biotecnologia antes, mas até agora não tinha um departamento dedicado para coordenar todas as pesquisas neste campo interdisciplinar. Isso é precisamente o que a Autoridade de Desenvolvimento de Biotecnologia, que foi criada para "explorar as interseções cada vez mais dinâmicas da biologia e da física", pretende retificar.
O diretor da DARPA, Arathi Prabhakar, falando no final de março em frente aos congressistas na Câmara dos Representantes, disse que “a biologia é o inovador final da natureza, e para qualquer agência que depende da inovação, seria tolice não recorrer a este mestre da relacionamentos complexos para inspiração e pistas."
“Hoje a biologia ocupa o seu lugar entre as principais ciências que representam o futuro da tecnologia de defesa … Os programas do escritório de biotecnologia variam na mais ampla gama: das células individuais aos organismos e suas populações; desde o momento em que o sinal nervoso é transmitido até o momento em que um novo vírus do espirro se espalhará por todo o planeta. O escritório de biotecnologia estudará os mecanismos extremamente complexos dos processos naturais e demonstrará que eles podem ser aplicados para fins de defesa nacional,”- disse em um comunicado de imprensa da DARPA.
Russian Planet conheceu os programas mais promissores do novo departamento do departamento.
Ah, não diga: “Sangue de uma ferida”. Isso é selvagem
Uma das áreas prioritárias do trabalho do escritório de biotecnologia é a reabilitação de alta tecnologia de soldados militares dos EUA após ferimentos de vários tipos. De acordo com o Instituto de Pesquisa Cirúrgica do Exército dos EUA, a principal causa de morte no campo de batalha é a perda de sangue. Vários estudos DARPA visam resolver este problema. Os militares ainda não têm nada mais perfeito do que uma simples atadura de gaze para estancar o sangramento. Sua eficácia é extremamente baixa, pois se o sangue não parar, o curativo deve ser trocado quase imediatamente. Não há nenhuma maneira de parar o sangramento latente no local. Portanto, muitos soldados morrem não só no campo de batalha, mas também no transporte a caminho da unidade médica.
Arati Prabhakar.
Recentemente, a empresa startup RevMedx anunciou uma seringa modificada que preenche a área da ferida com esponjas de quitosana de 1 polegada que incham e bloqueiam o sangramento. Mas apenas o sangramento externo pára dessa maneira. Os especialistas da DARPA foram mais longe e anunciaram a criação do chamado "sistema de estase" - até agora só se sabe que se trata de um "material de espuma" que estanca a hemorragia até mesmo na cavidade abdominal. O FDA está prestes a aprovar o primeiro protótipo de um dispositivo de injeção portátil.
Mesmo que a perda de sangue não possa ser evitada, outro desenvolvimento do departamento o tornará menos fatal, salvando os militares da ameaça de hipóxia causada pelo sangramento. Os cientistas estão trabalhando em uma droga à base de sulfeto de hidrogênio, cuja injeção retarda os processos fisiológicos do corpo. No decorrer de testes em animais, descobriu-se que o sulfeto de hidrogênio reduz a necessidade de órgãos em oxigênio, cuja falta aguda causa perda de sangue. A injeção de tal substância estenderá significativamente o tempo que um lutador pode passar após uma perda fatal de sangue no campo de batalha, esperando por uma transfusão. Assim, eles esperam que na DARPA, o soldado seja capaz de se injetar, entrar em "estado de hibernação" e esperar por socorro médico sangrado - até vários dias.
Ciborgues deficientes
Os funcionários da agência estão bem cientes das oportunidades quase ilimitadas que as autoridades norte-americanas oferecem e não sofrem de falsa modéstia. Por exemplo, um programa para o desenvolvimento de próteses avançadas é denominado sem problemas - “Próteses Revolucionárias”. Foi lançado em 2006, mas agora está totalmente sob o controle do escritório de biotecnologia.
Todo esse tempo, os pesquisadores estiveram ocupados projetando próteses de mão, que são muito mais difíceis do ponto de vista médico e de engenharia do que pernas artificiais. Uma das próteses revolucionárias, a Arm System Gen-3, já foi legalizada pelo FDA. De acordo com o site da agência, esses "membros mecatrônicos avançados" foram os primeiros a se aproximarem da funcionalidade de mãos humanas reais. Os objetivos do programa são ainda mais desafiadores do que o nome. E a DARPA não os esconde de forma alguma: no futuro, não haverá veteranos deficientes nos Estados Unidos, mas haverá deficientes físicos nas fileiras - apenas robóticos.
“Como parte da Revolução das Próteses, a funcionalidade das próteses de membro superior está sendo aprimorada para que um dia os militares que perderam os braços possam voltar ao serviço”, diz o programa.
Tarefas específicas incluem a criação de próteses controladas pela mente e interfaces de neurocomputadores para amputados e paralíticos. No Marketplace da NPR em 31 de março, Arati Prabhakar disse que os biotecnologistas já deram um grande passo nessa área. Os avanços na tecnologia de microeletrodos corticais tornaram a conexão entre o sistema nervoso e as partes cibernéticas do corpo tão forte que as próteses controladas pelo pensamento estão gradualmente se tornando uma rotina diária, e os pacientes que cooperam já estão usando o "sistema confiável de neurointerface" do Pentágono. Pesquisas futuras "irão melhorar a capacidade das interfaces periféricas de processar ainda mais informações sobre o controle do membro, o que dará aos amputados ainda mais funcionalidade."Os neurofisiologistas estão trabalhando para obter o sinal em ambas as direções - de modo que a prótese não seja apenas controlada pela mente, mas ela mesma envie sinais táteis de volta ao sistema nervoso, causando uma sensação de toque físico genuíno.
Uma pessoa com deficiência com braços robóticos protéticos. Foto: DARPA
“Temos voluntários com paralisia de todos os quatro membros que concordaram em fazer uma cirurgia no cérebro. Trata-se de colocar um chip no córtex que controla os neurônios da zona motora e os redireciona para controlar novos braços robóticos protéticos altamente sofisticados. Em certo sentido, abrimos a porta - a conexão entre o cérebro humano e o resto do mundo. Deixe sua imaginação correr solta para ver até onde isso nos levará”, disse o diretor da DARPA.
Um programa separado é dedicado à recuperação da memória. De acordo com os médicos, desde 2000, mais de 270.000 soldados americanos sofreram ferimentos na cabeça de complexidade variada, que levaram a uma deterioração ou disfunção completa da memória de trabalho. Apesar da magnitude do problema, nenhum tratamento eficaz existe atualmente. Para restaurar sua memória, o escritório de biotecnologia está trabalhando em uma neurotecnologia multidisciplinar que combina "processamento de dados, modelagem matemática e interfaces de ponta". O resultado deve ser um "dispositivo neural implantável" que irá restaurar a memória dos soldados por meio da neuroestimulação de certas áreas do cérebro.
Outra iniciativa visa eliminar o transtorno de estresse pós-traumático (TEPT, "Síndrome do Vietnã"), extremamente comum entre os soldados que passaram pelo conflito. Na melhor das hipóteses, leva à depressão e às enxaquecas; na pior das hipóteses - a explosões de agressão entre os soldados que voltam para casa ou ao suicídio. Abordagens modernas - drogas e psicoterapia - podem apenas aliviar os piores sintomas dessa severa síndrome mental. Os médicos militares também esperam derrotar completamente o PTSD, implantando um neuroestimulador no cérebro.
Como parte de sua pesquisa em neurociência, a DARPA consulta (pelo menos sugere acreditar) um painel de especialistas em implicações éticas, legais e sociais. Prabhakar não exclui que algumas dessas pesquisas serão destinadas não apenas à reabilitação, mas também à modificação do cérebro de lutadores saudáveis.
“Se entendermos como o cérebro interage com sistemas complexos, talvez entendamos como exatamente a informação deve ser fornecida a uma pessoa para que ela possa assimilá-la melhor. Esse será o futuro em que começaremos a aprender formas radicalmente novas de interação entre a complexidade do cérebro humano e a complexidade do mundo ao nosso redor”, afirma o chefe da agência de inovação.
As interfaces homem-máquina podem ser adaptadas para serem controladas por robôs. E se hoje os engenheiros já estão desenvolvendo um quadrocopter civil controlado pela mente, então por que não esperamos que os drones militares sejam controlados por interfaces de nêutrons da DARPA mais cedo ou mais tarde?
Quadricóptero controlado pela mente.
E eles criaram um replicante de poeira sintética
A agência aposta que a próxima geração de tecnologia de defesa seguirá o exemplo da vida natural e biológica. A biologia sintética se tornará uma das áreas de trabalho mais importantes do escritório de biotecnologia - a agência espera lançar uma espécie de planta genética insana para a produção de materiais biológicos nunca antes existentes com propriedades inexploradas a partir de um coquetel de células vivas, proteínas e DNA. O objetivo é criar, em primeiro lugar, supermateriais artificiais, mas vivos, que serão usados para a próxima geração de dispositivos mecânicos e elétricos e, em segundo lugar, criar literalmente novas formas de vida com funcionalidades que são difíceis de imaginar no momento. Mas isso não parece tão fantástico, considerando que, no final de março, os cientistas anunciaram a criação do primeiro cromossomo "designer" sintético da história da humanidade.
Os bioengenheiros constituíam uma parte substancial do pessoal da subdivisão recém-inaugurada. Visto que "a engenharia biológica é uma tecnologia poderosa que pode afetar muitas áreas" da vida humana, os biólogos do Pentágono pretendem preparar cuidadosamente uma base teórica - gradualmente "transformando a biologia em prática de engenharia, preparando ferramentas, tecnologias, metodologias e infraestrutura." Os programas de bioengenharia em laboratórios utilizam os mais recentes desenvolvimentos em biologia sintética, genômica e proteômica, que contribuem para a alta segurança da pesquisa e a prevenção da "liberação indesejada de microrganismos". Aparentemente, DAPRA ouviu muito sobre os perigos de um apocalipse zumbi.
Apesar de todos os cuidados, os bioengenheiros já anunciaram mais do que projetos ambiciosos. Um dos programas mais misteriosos é executado sob o título provisório de Biocronicidade. De acordo com os bioengenheiros, embora "o relógio biológico regule quase todas as funções do corpo humano", ainda não há uma ideia clara de como exatamente eles afetam o ciclo celular, o metabolismo, o envelhecimento e a morte celular. Aparentemente, o departamento vai invadir o metabolismo e o envelhecimento de uma pessoa, colocando-os sob controle e aumentando muito a capacidade de combate e a resistência dos soldados - tanto em termos de regeneração após ferimentos físicos quanto de imunidade a doenças.
Vários anos atrás, o programa DARPA Biodesign, no qual o Pentágono cria criaturas sintéticas não menos imortais, já fez sucesso. O objetivo é superar a “aleatoriedade da evolução”: “O Biodesign usa um sistema de métodos de engenharia em combinação com a biotecnologia e a tecnologia química sintética para criar novos atributos úteis. O Biodesign reduzirá a imprevisibilidade do desenvolvimento evolutivo natural por meio da engenharia genética e da biologia molecular. Esta área inclui respostas moleculares dirigidas artificialmente que aumentam a resistência aos sinais de morte celular (…)”. No caso de o plano da agência dar errado no cenário mais ameaçador, como geralmente é o caso no horror, os seres criados têm uma molécula especial de gatilho para a autodestruição, que pode ser ativada remotamente. Como o autor do blog de tecnologia Motherboard escreve: “Por que precisamos de robôs mecânicos quando você pode criar um replicante para participar de guerras? Não ouvimos muito sobre os potenciais soldados sintéticos do Pentágono, mas US $ 19,3 milhões ainda estão alocados para o programa Biodesign no próximo ano."
Um mundo sem doenças
A ala epidemiológica da agência buscará maneiras de prevenir epidemias e mitigar as consequências de uma hipotética pandemia global mortal (outro enredo popular de filmes de ficção científica sobre desastres). Os cientistas acreditam que a imprevisibilidade dos surtos de doenças é um sinal claro de nossa pouca compreensão da dinâmica do surgimento e propagação de epidemias.
De acordo com o Instituto Nacional de Alergia e Doenças Infecciosas dos Estados Unidos, 44% de todos os patógenos relatados nos últimos 20 anos são vírus de RNA. Eles são caracterizados por taxas de mutação extremamente altas, permitindo que se adaptem a um ambiente em mudança, como aconteceu na pandemia de H1N1 (“gripe suína”) de 2009. Além disso, mesmo os antibióticos mais fortes podem se tornar inúteis à medida que as infecções gradualmente desenvolvem resistência aos medicamentos, como é o caso da cepa invencível da gonorréia.
O programa com o título retumbante "Profecia" estuda a evolução dos vírus para prever futuras mutações virais. O objetivo final é a criação de medicamentos e vacinas "preventivas" para doenças que podem ameaçar a humanidade no futuro. Os biólogos vão prever a evolução viral, é claro, não em modelos matemáticos, mas de uma forma completamente experimental. Na verdade, a agência estará envolvida na criação de vírus. Patógenos perigosos serão cultivados em laboratório e diagnosticados em todos os estágios das mutações pelas quais passam. Com base nessas informações, será possível prever em que direção essa ou aquela doença comum irá evoluir. Os virologistas observam humildemente que em condições de laboratório tentarão repetir apenas as "mutações virais que já ocorreram naturalmente e estão documentadas" - provavelmente para convencê-los de que não criarão acidentalmente um vírus que nem mesmo existe no planeta de forma natural meio ambiente. …
Quando questionado sobre o que o escritório de biotecnologia tem como Santo Graal, o diretor da DARPA resumiu: “Esta é uma nova classe de materiais com propriedades que nunca teríamos recebido antes. Esta é uma nova maneira de interagir com o cérebro humano e resolver os mistérios das funções cognitivas. E estamos confiantes de que já existem técnicas que nos permitirão superar a propagação de doenças infecciosas."
