Modernit tieteelliset suuntaukset ovat suuri ja laaja hanke, jossa tuhannet laboratoriot ympäri maailmaa tutkivat omaa pitkälle erikoistunutta alaansa paljon suuremmasta kokonaisuudesta. Se on looginen risteys tieteellisestä perinnöstä ja vuosisatojen teknologisesta kehityksestä, joka edistää ymmärrystä ympärillämme olevasta maailmasta.
Erityistä huomiota on kiinnitettävä yhä tarkempiin tieteenaloihin verkkokalvon hermolaskennasta avaruusplasmafysiikkaan. Mitä tieteenaloja on olemassa ja mitkä ovat tärkeimpiä?
Lääketieteellinen tekniikka ja biofysiikka
Se voi tuntua oudolta, mutta jotkut lääketieteen ongelmat voidaan ratkaista vain tekniikan avulla. Biolääketieteen tekniikka on nouseva tieteenala, joka kattaa niinkin erilaisia alueita kuin proteiinitekniikka, mittausjärjestelmät ja atomien ja kokonaisten organismien korkearesoluutioinen optinen kuvantaminen. Tämä halufyysisen tiedon yhdistäminen biotieteisiin - edistystä ihmisten terveydessä.
Nykyiset tutkimusalueet
Sisältää tutkimusalueita, kuten:
- Biofotoniikka - menetelmien kehittäminen solujen ja kudosten visualisoimiseksi fluoresenssilla. Biologisten molekyylien tutkimiseen käytetään optisia menetelmiä.
- Sydänkuvantaminen – menetelmien kehittäminen sydän- ja verisuonitautien havaitsemiseen ja kvantifiointiin.
- Monimutkaiset biologiset järjestelmät – uusien työkalujen ja matemaattisten mallien kehittäminen monimutkaisten biologisten järjestelmien ymmärtämiseksi.
- Makromolekyylinen kokoonpano. Makromolekyylien tutkimus, mukaan lukien monikomponenttikompleksien ja molekyylikoneiden kokoaminen.
- Immunokemiallinen diagnostiikka – uusien sairauksien tunnistamistekniikoiden, kuten "laboratoriotutkimusten" luominen.
- Non-invasiivinen optinen kuvantaminen – Reaaliaikaisten diagnostisten menetelmien kehittäminen kudosten ja elinten arvioimiseksi ja seurantaan.
Viimeaikaisia edistysaskeleita ovat useiden korkearesoluutioisten optisten kuvantamistyökalujen kehittäminen, jotka on suunniteltu tutkimaan solujen ja organismien mikroskooppisia ja makroskooppisia maailmoja.
Solubiologia
Toinen tärkeä ja jatkuvasti kehittyvä tiedealue on solubiologia. Kaikki elävät olennot koostuvat rakenteellisista ja toiminnallisista yksiköistä. Eli solukkoPuutteella on kriittinen rooli monissa sairauksissa, epänormaalin solukasvun aiheuttamasta syövästä hermokudoksen kuolemasta aiheutuviin hermostoa rappeutuviin sairauksiin. On kuusi avainaluetta, jotka kattavat useita biologisia järjestelmiä:
- Apoptoosi. Jokaisessa terveessä organismissa solut kuolevat huolellisesti säädellyn ohjelmoidun solukuoleman prosessin kautta, joka tunnetaan nimellä apoptoosi. Se on yhteinen monille biologisille järjestelmille, jotka ovat perustavanlaatuisia neurotieteen, immunologian, ikääntymisen ja kehityksen sekä patologioiden, kuten syövän, autoimmuunisairauksien ja rappeuttavien sairauksien kann alta.
- Solusykli – Toimivat minirakenteet jatkavat kasvuaan ja jakautumista tarkasti kontrolloidulla tavalla koko elämämme ajan. Tätä sykliä säätelevät molekyyli- ja solutapahtumat ovat kriittisiä monille sairauksille, joissa normaali kasvusäätely on häiriintynyt.
- Glykobiologia. Glykaanit ovat biologisesti tärkeä hiilihydraattiluokka. Glykaania sitovat proteiinit (lektiinit) sitoutuvat tiettyihin rakenteellisiin glykaaneihin ja niillä on kriittinen rooli solujen tunnistamisessa, liikkuvuudessa ja paluussa tiettyihin kudoksiin, signaloinnissa, erilaistumisessa, soluadheesiossa, mikrobien patogeneesissä ja immunologisessa tunnistamisessa.
- Mitokondriot. Mitokondriot tunnetaan "voimatalon" rakennuspalikoina, ja ne tarjoavat energiasoluja, joita on käytettävä selviytyäkseen, välttäen sairauksia diabeteksesta Parkinsonin tautiin.
- Liikkuvuus - Mikroskooppisen hermosolun, joka on peräisin aivoista ja laajentaa prosessinsa selkäytimen tyveen, on siirrettävä molekyylejä v altavia matkoja verrattuna sen kokoon. Tiedemiehet käyttävät erilaisia menetelmiä ja lähestymistapoja tutkiakseen, kuinka solut ja niiden sisäiset molekyylit ja organellit liikkuvat.
- Proteiinien kuljetus. Proteiinit valmistetaan ytimessä, ja sitten ne on sijoitettava kunnolla, jotta ne voivat täyttää soluroolinsa. Siten proteiinin kuljetus on keskeistä kaikissa solujärjestelmissä, ja sen toimintahäiriö liittyy sairauksiin, jotka vaihtelevat kystisesta fibroosista Alzheimerin tautiin.
Elämän solupohja
Elämän soluperusta saattaa tuntua ilmeiseltä nyky-biologian aikakaudella, mutta ennen kuin ensimmäiset mikroskoopit kehitettiin 1800-luvun alussa, tämä saattoi olla vain arvailua. Tyypillisen ihmissolun koko on noin viisi kertaa pienempi kuin mikään, mitä voimme nähdä paljaalla silmällä. Siksi edistyminen rakenneyksiköiden sisäisen toiminnan ymmärtämisessä, mukaan lukien solupatofysiologia, kulkee käsi kädessä tämän tieteenalan teknologioiden kehityksen kanssa, jotka ovat käytettävissä niiden kuvantamiseen ja tutkimiseen.
Kromosomien biologia
Genomiikan alalla vallitsevan jännityksen vuoksi on helppo unohtaa, että geenit ovat vain lyhyitä DNA-osia ja osa paljon suurempia rakenteita, joita kutsutaan kromosomeiksi. Jälkimmäiset koostuvat kromatiinin monimutkaisista DNA-säikeistä, jotka on kietoutunut histoneiksi kutsuttujen proteiinien ympärille.niillä tiedetään nykyään olevan yhtä tärkeä rooli määritettäessä, kuinka organismit kehittyvät, toimivat ja pysyvät terveinä.
Epigenetiikka, kirjaimellisesti "genetiikan yläpuolella", on tiedettä, joka tutkii genomissa tapahtuvia ympäristömuutoksia DNA:mme tasolla tapahtuvien ympäristömuutosten lisäksi. Nämä geeniaktiivisuuden vaihtelut sisältävät modifikaatioita niitä ympäröiviin elementteihin, kuten histoniproteiineihin, tai modifikaatioita transkriptioelementteihin, jotka säätelevät geenin ilmentymistä. Toisin kuin DNA-muutokset, epigeneettiset vaihtelut ovat yleensä sukupolvikohtaisia.
Toisin sanoen epigeneettiset muutokset eivät yleensä siirry vanhemm alta lapselle. Tämä suhteellisen uusi tutkimuslinja on muuttanut käsitystämme sekä normaalista kehityksestä että sairauksista ja vaikuttaa nyt seuraavan sukupolven hoitojen edistymiseen. Useita alueita tutkitaan, mukaan lukien:
- Liikalihavuus. Epigeneettisten muutosten genomissamme on pitkään epäilty vaikuttavan monimutkaisiin ihmisen sairauksiin, kuten rasvakertymään. Uusi tieteellinen suunta on tutkia, miten ympäristötekijät voivat vaikuttaa taudin kehittymiseen.
- Kliiniset tutkimukset ja lääkekehitys. Epigeneettisten syöpähoitojen roolia erilaisissa kasvaimissa tutkitaan siinä toivossa, että ne voivat kohdistaa ja "uudelleenohjelmoida" epänormaaleja soluja sen sijaan, että ne tappaisivat sekä syöpää että normaaleja rakennuspalikoita, kuten tavallisessa kemoterapiassa.
- Terveydenhuolto. Ruokavalio ja altistuminen kemikaaleille kaikissa kehitysvaiheissa voivat aiheuttaa epigeneettisiä muutoksia, jotka voivat kytkeä tietyt geenit päälle tai pois päältä. Tiedemiehet tutkivat, kuinka nämä elementit vaikuttavat negatiivisesti väestöön.
- Käyttäytymistiede. Epigeneettiset muutokset liittyvät moniin sairauksiin, mukaan lukien huume- ja alkoholiriippuvuus. Ymmärtäminen, kuinka ympäristötekijät muuttavat genomia, voisi valottaa uusia keinoja psyykkisten häiriöiden hoitoon.
Kvanttibiologia
Fyysikot ovat tienneet sellaisista kvanttivaikutuksista yli sata vuotta, kun hiukkaset uhmaavat aistejamme, katoavat yhdestä paikasta ja ilmestyvät uudelleen toiseen tai ovat kahdessa paikassa samaan aikaan. Mutta näitä vaikutuksia ei lueta salaisiin laboratoriokokeisiin. Koska tiedemiehet epäilevät yhä useammin, että kvanttimekaniikkaa voidaan soveltaa myös biologisiin prosesseihin.
Ehkä paras esimerkki on fotosynteesi, ihanan tehokas järjestelmä, jossa kasvit (ja jotkut bakteerit) rakentavat tarvitsemansa molekyylit käyttämällä auringonvalon energiaa. Osoittautuu, että tämä prosessi voi itse asiassa nojautua "superpositio"-ilmiöön, jossa pienet energiapaketit tutkivat kaikkia mahdollisia polkuja ja asettuvat sitten tehokkaimpaan. On myös mahdollista, että lintujen navigointi, DNA-mutaatiot (kvanttitunneloinnin kautta) ja jopa hajuaistimme riippuvat kvanttivaikutuksista.
Vaikka tämä on erittäin spekulatiivinen ja kiistanalainen alue, ne, jotkaAmmatinharjoittajat odottavat päivää, jolloin tutkimuksesta saatu tieto voi johtaa uusiin lääkkeisiin ja biomimeettisiin järjestelmiin (biometria on toinen nouseva tieteenala, jossa biologisia järjestelmiä ja rakenteita käytetään uusien materiaalien ja koneiden luomiseen).
Yhteiskunta- ja käyttäytymistieteet
Molekyyli- ja solutason lisäksi ymmärtäminen, kuinka käyttäytymis- ja sosiaaliset tekijät vaikuttavat sairauksiin ja terveyteen, on elintärkeää sairauksien ymmärtämiseksi, hoitamiseksi ja ehkäisemiseksi. Tällaisten tieteiden tutkimus on laaja ja monipuolinen ala, joka kattaa laajan kirjon tieteenaloja ja lähestymistapoja.
Ammattimaisen analyysiohjelman käsite yhdistää biolääketieteen, käyttäytymis- ja yhteiskuntatieteet työskentelemään yhdessä monimutkaisten ja kiireellisten terveysongelmien ratkaisemiseksi. Painopiste on sellaisten tieteenalojen kehittämisessä, jotka tutkivat käyttäytymisprosesseja, biopsykologisia ja soveltavia aloja seuraavilla menetelmillä:
- Tutkimus sairauden tai fyysisen kunnon vaikutuksista käyttäytymiseen ja sosiaaliseen toimintaan.
- Sairauden alkamiseen ja kulumiseen liittyvien käyttäytymistekijöiden tunnistaminen ja ymmärtäminen.
- Tutkimus hoitotuloksista.
- Terveyden edistämisen ja sairauksien ehkäisyn tutkimus.
- Institutionaalisten ja organisatoristen terveysvaikutusten analyysi.
Eksometeorologia
Exometeorologit pitävätExo-oceanographs ja eksogeologit ovat kiinnostuneita tutkimaan luonnollisia prosesseja, joita esiintyy muilla planeetoilla kuin Maassa. Nyt kun tähtitieteilijät voivat tarkastella lähemmin lähellä olevien kohteiden sisäistä toimintaa, he pystyvät yhä paremmin seuraamaan ilmakehän ja sään kuvioita. Jupiter ja Saturnus sekä niiden uskomattoman suuret potentiaaliset järjestelmät ovat parhaita kandidaatteja tutkittavaksi.
Esimerkiksi Marsissa esiintyy säännöllisesti pölymyrskyjä. Tässä tieteellisessä ja teknisessä suunnassa eksometeorologit tutkivat jopa aurinkokuntamme ulkopuolisia planeettoja. Ja mielenkiintoista kyllä, he voivat lopulta löytää merkkejä maan ulkopuolisesta elämästä eksoplaneetalla havaitsemalla orgaanisia merkkejä ilmakehästä tai kohonneita hiilidioksidipitoisuuksia - mahdollisia merkkejä teollisen aikakauden sivilisaatiosta.
Nutrigenomiikka
Nutrigenomiikka, joka tunnetaan myös nimellä elintarvikegenomiikka, on ensisijainen tieteenala. Tämä on tutkimus ruoan ja DNA:n vasteen monimutkaisesta vuorovaikutuksesta. Ruoalla on todellakin syvällinen vaikutus ihmisten terveyteen – ja se alkaa kirjaimellisesti molekyylitasolta. Tällä alalla työskentelevät tutkijat pyrkivät ymmärtämään geneettisen vaihtelun roolia, ruokavalion vastetta ja tapoja, joilla ravintoaineet vaikuttavat rakenteitamme.
Nutrigenomiikka toimii molempiin suuntiin - geenimme vaikuttavat ruokailutottumuksiin ja päinvastoin. Tämän tieteellisen toiminnan alueen päätavoite on yksilöllisen ravitsemuksen luominen - vertailu mitämitä syömme, omalla ainutlaatuisella geneettisellä rakenteellamme.
Kognitiivinen taloustiede
Taloustieteessä ei yleensä ole kyse syvästä tiedosta, mutta tämä voi muuttua alan integroituessa perinteisiin tutkimusaloihin. Kognitiivinen taloustiede on sitä, miten ajattelemme, eikä sitä pidä sekoittaa käyttäytymistalouteen (tutkimus tavoistamme tehdä asioita - mitä teemme - taloudellisen päätöksenteon yhteydessä). Lee Caldwell, joka bloggaa aluetta, määrittelee sen seuraavasti:
"Kognitiivinen taloustiede (tai rahoitus) … tarkastelee, mitä todella tapahtuu ihmisen mielessä, kun hän tekee tämän valinnan. Mikä on päätöksenteon sisäinen rakenne, kuinka tieto tulee tietoisuuteen ja miten sitä käsitellään, ja sitten, kuinka kaikki nämä prosessit ilmenevät käyttäytymisessämme?"
Toisella tavalla kognitiivinen taloustiede on fysiikkaa, jonka käyttäytymistaloustiede on tekniikkaa. Tätä varten tällä alalla työskentelevät tutkijat aloittavat analyysinsä alemm alta tasolta ja muodostavat ihmisen päätöksenteon taustalla olevat mikromallit kehittääkseen mallin laajamittaisesta taloudellisesta käyttäytymisestä. Auttaakseen heitä tässä kognitiiviset taloustieteilijät tarkastelevat tieteenalan ja laskennallisen taloustieteen toisiinsa liittyviä aloja sekä rationaalisuuden ja päätösteorian tieteellisen ja teknologisen tutkimuksen päälinjoja.
