ஆராயும் தேடலில் அறிவியல் சிந்தனை

அறிமுகம்

“ஆராயும் தேடலில் அறிவியல் சிந்தனை” என்ற புதிய அறிவியல் செய்தி நெடுவரிசைக்கு வரவேற்கிறோம்! 

அறிவியல் என்பது புதுமைகளின் களஞ்சியம். உலகம் முழுவதும் நிகழும் அறிவியல் கண்டுபிடிப்புகள், ஆராய்ச்சிகள் மற்றும் தொழில்நுட்ப முன்னேற்றங்களை எளிய நடையில் இந்த நெடுவரிசை மூலம் உங்களுக்கு கொண்டு சேர்ப்பதற்கான ஒரு கன்னி முயற்சி. ஒவ்வொரு செய்தியும் அறிவியல் சிந்தனையை ஊக்குவிக்கும் வகையில், சுவாரஸ்யமான மற்றும் புரிதலுக்குரிய முறையில் வழங்கப்படும். அறிவியல் உலகின் புதுமைகளை ஆராய்ந்து, நமது சிந்தனையைப் பல்வேறு இவ்விதழில், நரம்பியல் (neuroscience), செயற்கை நுண்ணறிவு (Artificial Intelligence) மற்றும் உயிரியல் (Biology)‌ போன்ற துறைகளிலிருந்து வெளியாகியுள்ள சில சிறப்புச் செய்திகளைப் பகிர்ந்துள்ளோம்.

1. செயற்கை நுண்ணறிவின் சிறப்பான நேரம்

இயற்பியல் மற்றும் வேதியியலுக்கான நோபல் பரிசுகள், அறிவியல் ஆராய்ச்சியில் செயற்கை நுண்ணறிவின் (AI) மாற்றத்திற்கான முக்கியத்துவத்தை வெளிப்படுத்துகின்றன. இவ்விருதுகளின் சிறப்ப அம்சம் என்னவெனில், AI பாரம்பரிய அறிவியல் எல்லைகளுக்கு அப்பாற்பட்டு வளர்ந்துவரும் தாக்கத்தை வலியுறுத்துகிறது 

ஹாப்ஃபீல்ட் மற்றும் ஹிண்டன் இருவரும் செயற்கை நரம்பியல் நெட்வொர்க்குகள் மூலம் செயற்கை நுண்ணறிவு (AI) இன் இன்றைய ஏற்றத்திற்கு அடித்தளமாக இருக்கும் இயந்திர கற்றல் நுட்பங்களை உருவாக்கியதன் அடிப்படை கண்டுபிடிப்புக்களுக்காக கௌரவிக்கப்பட்டனர். இந்த துறை மெய்யியலை, கணினி அறிவியலை மற்றும் நரம்பியல் அறிவியலை இணைத்து, பல்வேறு துறைகளில் AI-யின் தாக்கத்தை வெளிப்படுத்துகிறதுவேதியியலில், புரத அமைப்புகளைக் கணிக்க AI-யைப் பயன்படுத்தியதற்காக டெமிஸ் ஹசாபிஸ், ஜான் ஜம்பர் மற்றும் டேவிட் பேக்கர் கௌரவிக்கப்பட்டனர். இது கணினி உயிரியல் துறையில் AI-யின் திறனை மேலும் வலியுறுத்துகிறது. இத்தொழில்நுட்பம் ஏற்கனவே அறிவியலையே மாற்றிக்கொண்டிருப்பது மட்டுமில்லாமல், நவீன வழிகளை அடிக்கோடிட்டுக் கொண்டிருக்கிறது.

AI இன் தொழில்நுட்ப அடித்தளங்கள் பல தசாப்தங்களாக அமைக்கப்பட்டு வருகின்றன. ஆனால் அதன் முன்னேற்றங்கள் சாட்போட்களின் வருகை மற்றும் ஜெனரேட்டிவ் AI இன் பிரபலமடைந்ததன் மூலம் சமீபத்தில் பரந்த அங்கீகாரத்தைப் பெற்றன.

ஆண்டிபயாடிக் எதிர்ப்பு, மருந்து வடிவமைப்பு, பயிர் நெகிழ்ச்சி, புதிய புரதங்களை வடிவமைத்தல், பிற அறிவியல் கேள்விகளை ஆராயவும் மற்றும் கண்டுபிடிப்பை விரைவுபடுத்தவும் இயந்திர கற்றல் அமைப்புகளை உருவாக்க முடியும் என்று நம்பப்படுகிறது.

இருப்பினும் கேள்வியைக் கேட்பதிலும், கருதுகோளை உருவாக்குதலிலும், மனித புத்திசாலித்தனம்தான் இன்னும் மேல்நோக்கி இருக்கிறது என்பது இன்றைய நிதர்சனம்.

2. பாடும் பறவைகளை படிப்பது எப்படி!

“சின்னஞ்சிறிய வண்ணப் பறவை எண்ணத்தை  சொல்லுதம்மா”. 

இதற்கான பதிலை,  அறிஞர் ரிவ்கா கல்சென்,  “How Scientists Started to Decode Birdsong” என்ற தலைப்பில் New Yorker பத்திரிக்கையில் எழுதியுள்ளார்.

இந்த கட்டுரை, பறவைகளின் தொடர்பு மற்றும் அதை புரிந்துகொள்ளும் அறிவியல் முயற்சிகளை ஆராய்கிறது. கிரேலக் வாத்துகள் போன்ற பறவைகள் பல்வேறு தனித்துவமான அழைப்புகளைக் கொண்டுள்ளதை வெளிப்படுத்துகிறது. இது மனிதர்கள் பெரிதாக மதிக்காத நுண்ணிய தொடர்பு திறன்களை காட்டுகிறது. பறவைகளின் குரல்களை வகைப்படுத்துவதில் உள்ள சவால்கள், அவற்றின் மாறுபாடு மற்றும் மனித மொழி நிறுவனங்களுக்கு இணையான ஒரு நிலையான அமைப்பு இல்லாததைக் காரணமாகக் கொண்டது. மேலும், இந்தக் கட்டுரை, ஸ்பெக்ட்ரோகிராம்கள் மற்றும் இயந்திரக் கற்றல் போன்ற தொழில்நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி இந்த குரல்களை பகுப்பாய்வு செய்து புரிந்து கொள்ளும் முயற்சிகளை ஆராய்கிறது, பறவைகள் மற்றும் மனிதர்களின் தொடர்பு அமைப்புகளுக்கிடையிலான ஒற்றுமைகளைப் பற்றிய பார்வைகளையும் வழங்குகிறது.

‘பறவைகள் பேசுகின்றனவா?’ என்ற கேள்வியை மையமாகக் கொண்டு, ஆராய்ச்சியாளர்கள் பறவைகளின் குரல்களை விரிவாக ஆய்வு செய்துள்ளனர். ஒவ்வொரு பறவைக் குடும்பத்திற்கும் தனித்தனி “குடும்ப மொழி” இருப்பதை கண்டுபிடித்துள்ளனர். இவை பறவைகள் முட்டையில் ஒலிகளை உண்டாக்குகின்றன. உதாரணமாக, ராபின் பறவை ஒரு சிங்கத்தைப் பார்த்தால், அது குறுகிய, கூரிய ஒலிகளை உண்டாக்கி எச்சரிக்கின்றது.

மேலும், சில பறவைகள் தங்கள் கூட்டத்தினருடன் சேர்ந்து வேட்டையாளர்களை விரட்டுகின்றன. இவ்வாறான எச்சரிக்கை ஒலிகளைப் புரிந்து கொள்ள அதிக கவனம் மற்றும் பொறுமை தேவைப்படுகிறது.

பறவைகளின் எச்சரிக்கை ஒலிகளைப் புரிந்து கொள்ள, தொழில்நுட்பம் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. இயந்திர கற்றல் மற்றும் செயற்கை நுண்ணறிவு ஆகியவற்றை பயன்படுத்தி, பறவைகள் உருவாக்கும் ஒலிகளின் வடிவங்களை ஆராய்கின்றனர்.

ஸ்பெக்ட்ரோகிராம்கள் போன்ற ஒலி காட்சிகளை உருவாக்குவதன் மூலம், ஒலியின் தன்மைகளை பகுத்தறிய முடிகிறது. உயிரியயாளர் (bio-logger) போன்ற சாதனங்கள் பறவையின் இயக்கங்களைப் பதிவுசெய்து, அதன் ஒலிகளுடன் இணைக்கின்றன. இவ்வாறு, பறவைகள் எச்சரிக்கை ஒலிகளை உருவாக்கும் சூழ்நிலைகளை ஆராய்ந்து புரிந்து கொள்ள முடிகிறது.

இறுதியாக, பறவை ஒலிகளுக்குள் உள்ள வடிவங்கள் மற்றும் கட்டமைப்புகளை அடையாளம் காண்பதன் மூலம் பறவை மொழியை மேலும் டிகோட் செய்வதற்கான சாத்தியக்கூறுகள் AIக்கு உள்ளது. 

Earth Species project ஆனது விலங்குகளின் தொடர்பைப் பின்பற்றக்கூடிய AI மாதிரிகளை உருவாக்குவதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது. இது மனிதர்களுக்கும் பறவைகளுக்கும் இடையில் இருவழித் தொடர்புக்கு வாய்ப்பளிக்கிறது.

https://www.newyorker.com/magazine/2024/10/21/how-scientists-started-to-decode-birdsong

https://www.scientificamerican.com/article/what-birds-really-listen-for-in-birdsong-its-not-what-you-think

3. ‘ மூளையின் வலையமைப்பு ‘

இன்று “கூகுள் மேப்ஸ்” இல்லாமல் எவரும் ஒரு  புதிய இடத்திற்கு செல்வதில்லை. இதைப் போல், மூளை எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதைப் புரிந்துகொள்வதற்கு, அதில் உள்ள நியூரான்களுக்கு இடையிலான இணைப்புகளை வரைபடமாக்க வேண்டும். மூளையைப் படிப்பதற்காக அட்லஸ் ஒன்றை வரைந்து, அதில் வணிகங்கள், கட்டிடங்கள், தெருப் பெயர்கள் போன்ற குறிப்புகளையும் உருவாக்க முடியுமா? 

உலகெங்கிலும் உள்ள டஜன் கணக்கான ஆராய்ச்சி ஆய்வகங்களின் கூட்டமைப்பான FlyWire‌என்ற நிறுவனம், முழு வயது வந்த பழ ஈ (டிரோசோபிலா மெலனோகாஸ்டர் ) மூளையின் நரம்பியல் வயரிங் வரைபடத்தை உருவாக்கியுள்ளது. கனெக்டோம் எனப்படும் இவ்வரைபடம், மூளையின் செயல்பாட்டைப் பற்றிய நமது புரிதலை மேம்படுத்துவதோடு, பெரிய விலங்குகளில் இதேபோன்ற வரைபடங்களை உருவாக்குவதற்கான ஒரு படியாகும் என்று குறிப்பிட்டுள்ளது.

 பழ ஈக்கள் மூளை ஆய்வுகளுக்கு ஏற்றது, ஏனெனில் அவை பலவிதமான நடத்தைகளைக் காட்டுகின்றன, இருப்பினும் அவற்றின் மூளை மனிதர்களுடன் ஒப்பிடும்போது மிகச் சிறியதாக இருக்கும். 

பழ ஈ மூளையின் சமீபத்திய வரைபடம் ஒரு முக்கியமான அறிவியல் முன்னேற்றமாகும். இதுதான் எந்த உயிரினத்திற்கும் இதுவரை செய்யப்பட்ட முழுமையான மூளை வரைபடமாகும். 

எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி படங்களிலிருந்து தனிப்பட்ட நியூரான்களுக்கு இடையிலான தொடர்புகளை ஆராய்ச்சியாளர்கள் அடையாளம் கண்டுள்ளனர். இதன் விளைவாக வரும் வயரிங் வரைபடம் அல்லது இணைப்பு, கிட்டத்தட்ட 140,000 நியூரான்கள் மற்றும் அவற்றுக்கிடையே 50 மில்லியனுக்கும் அதிகமான சினாப்ஸ்கள் (நியூரான்கள் இணைக்கும் இடத்தில்) உள்ளன. இது இன்றுவரை தயாரிக்கப்பட்ட மிகப்பெரிய மற்றும் மிகவும் சிக்கலான இணைப்பு ஆகும்.

இந்த விரிவான இணைப்பு வரைபடம் நரம்பணுக்களின் இணைப்புகள் மற்றும் நடத்தை பற்றிய புரிதல்களை வழங்குகிறது. இது மனித மூளை செயல்பாடு மற்றும் நோய்களைப் புரிந்துகொள்வதில் சாத்தியமான முன்னேற்றங்களையும் வழங்குகிறது. 

FlyWire கூட்டணியின் தலைமையில் நடைபெற்ற இந்த திட்டம் உலகளாவிய ஒத்துழைப்பையும், மேம்பட்ட செயற்கை நுண்ணறிவு தொழில்நுட்பத்தையும் கொண்டு உருவானது. இந்த வளர்ச்சி எலிகள் மற்றும் மனிதர்களின் சிக்கலான மூளைகளை மேலும் ஆராய்வதற்கான வழியைத் திறக்கும் என எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.

‘பழ ஈ’ மூளையின் வரைபடம் நேரடியாக செயற்கை நரம்பியல் வலையமைப்பின் அறிவின் அடிப்படையில் இல்லாவிட்டாலும்,  இணைப்புக் கோவையைப் பயன்படுத்தி அதன் நரம்பியல் வலையமைப்பை பின்பற்றும் கணினி மாதிரியை உருவாக்கியுள்ளனர். இந்த மாதிரி மூளையின் செயல்பாட்டை புரிந்து கொள்ள உதவுகிறது.‌ பழ ஈயின் மூளையில் காணப்படும் கணக்கீட்டு நுட்பங்களை படிப்பதன் மூலம், திறமையான AI அமைப்புகளை உருவாக்க முடியும். மேலும் நரம்பியல் இணைப்புகளின் தடயமறிந்து திருத்துவதற்கும், AI மற்றும் இயந்திரக் கற்றல் ஆகியவையகளும் இதில் உள்ளடங்கியது.

எதிர்காலத்தில், மூளையை நாம் புரிந்து கொண்டு சிந்தனையுடன் வழிநடத்த முடியும் என்கின்றனர் சிலர்!

https://www.smithsonianmag.com/smart-news/scientists-unveil-the-first-ever-complete-map-of-an-adult-fruit-flys-brain-captured-in-stunning-detail-180985191

4.  மரபணு எடிட்டிங்

DNA திருத்தம் அல்லது மரபணு திருத்தம் (ஜீனோம் எடிட்டிங்) ஒரு உயிரினத்தின் DNA வரிசையில் துல்லியமான மாற்றங்களைச் செய்வதை குறிக்கிறது. இது  மரபணுவில் குறிப்பிட்ட இடங்களில் மரபணுப் பொருளைச் சேர்க்கவோ, அகற்றவோ அல்லது மாற்றவோ அனுமதிக்கின்றது. மரபணு திருத்தலுக்கு பல அணுகுமுறைகள் உருவாக்கப்பட்டுள்ளது. இதில் CRISPR-Cas9 நன்று அறியப்பட்ட ஒன்றாகும்.‌ 

CRISPR-Cas9 ஒரு வழிகாட்டி RNA-வை பயன்படுத்தி Cas9 என்ஜைமைக் குறிப்பிட்ட DNA இடத்தில் வெட்ட வழிநடத்துகிறது. இது இயற்கை பழுது செய்யும் செயல்முறைகளின் மூலம் மரபணு மாற்றங்களை அனுமதிக்கிறது. இந்த தொழில்நுட்பம் முந்தைய முறைகளைவிட வேகமாகவும் துல்லியமாகவும் உள்ளது மற்றும் மரபணு நோய்களை சிகிச்சையளிக்க அதிக வாய்ப்புகளை கொண்டுள்ளது. ஏனெனில் இது வேகமானது, மலிவானது, மற்ற ஜீனோம் எடிட்டிங் முறைகளை விட மிகவும் துல்லியமானது மற்றும் திறமையானது.

மனித பயன்பாட்டிற்கான இந்த முறையின் பாதுகாப்பு மற்றும் செயல்திறன் இன்னும் ஆராயப்படுகிறது. அரிவாள் செல் நோய், ஹீமோபிலியா மற்றும் சிஸ்டிக் ஃபைப்ரோஸிஸ் போன்ற ஒற்றை மரபணு நிலைகள் உட்பட பல நோய்கள் ஆராயப்படுகின்றன. கூடுதலாக, இது எச்.ஐ.வி தொற்று, புற்றுநோய், இதய நோய் மற்றும் மனநல கோளாறுகள் போன்ற மிகவும் சிக்கலான நோய்களுக்கு சிகிச்சையளிப்பதற்கும் தடுப்பதற்கும் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது. பெரும்பாலான நோய்கள் மற்றும் உடல்நல சிக்கல்கள் மரபணு சார்ந்தவை.  ஜம்பிங் மரபணுக்கள், பெரும்பாலும் இடமாற்றக்கூடிய கூறுகள் என்று குறிப்பிடப்படுகின்றன, அவை தகவமைப்பு மற்றும் பரிணாம வளர்ச்சிக்கு முக்கியமானவை, ஏனெனில் அவை ஒரு கலத்தின் மரபணுக்களின் வெவ்வேறு பகுதிகளுக்கு பயணிக்க முடியும்.

ஒரு மூலக்கூறு அளவில் மரபணுவை சரிசெய்வதன் மூலம், நோயாளிகள் தங்கள் உடல்நலப் பிரச்சினைகள், குறிப்பாக நாள்பட்ட நோய்கள் பற்றி கவலைப்பட வேண்டிய அவசியமில்லாத சுதந்திரமான வாழ்க்கையை வாழ முடியும். உயிர்க்கொல்லி நோய்களிலிருந்து மக்கள் விடுபட்ட வாழ்க்கையை வாழக்கூடிய வாய்ப்பு உள்ளது . ஆரோக்கியமான இரத்த உற்பத்தியை ஊக்குவிப்பதற்காக, டிஎன்ஏ எடிட்டிங் குறிப்பிட்ட மரபணுவைக் கண்டறிந்து சரிசெய்ய முடியும்.

இந்த தொழில்நுட்ப வளர்ச்சி தொடர்பாக பல பிரச்சினைகளும் மற்றும் கவலைகளும் எழுந்து கொண்டு இருந்தாலும், பல துறைகளிலும்‌ பயன்படுத்தக்கூடிய பல்துறை மற்றும் துல்லியமான கருவியாக இருப்பதால், மரபணு திருத்தம் எதிர்காலத்தில் மிகவும் பொதுவானதாக மாற வாய்ப்புள்ளது.

https://www.nytimes.com/2024/04/22/technology/generative-ai-gene-editing-crispr.html