Năm 2019 ghi nhận nhiều đóng góp của các nhà nghiên cứu trên khắp thế giới thuộc lĩnh vực vi tính, sinh học, khảo cổ, thiên văn học.
Ricardo Galvão
Trong lúc những đám cháy rừng hoành hành ở Amazon, nhà vật lý Ricardo Galvão trở thành một người hùng khi dám thách thức chính phủ Brazil. Ngày 19/7, tổng thống Brazil Jair Bolsonaro tức giận chỉ trích một báo cáo về cháy rừng của Galvão và đồng nghiệp tại Viện nghiên cứu quốc gia (INPE) ở São Paulo. Phân tích của nhóm nghiên cứu chỉ ra nạn chặt phá rừng tăng vọt tại Amazon. Tổng thống cáo buộc cáo nhà khoa học dối trá về dữ liệu và suy đoán viện trưởng Galvão có thể thông đồng với các nhà bảo vệ môi trường.
Nhà vật lý Ricardo Galvão. (Ảnh: Nature).
Thay vì vội vã phản ứng, Galvão tự mình bỏ ra 12 giờ để soạn phát biểu đáp trả. Sau một đêm không ngủ, ông lên tiếng bảo vệ các nhà khoa học INPE. Ông cũng chỉ trích tổng thống hèn nhát và yêu cầu một cuộc gặp gỡ trực tiếp. Đúng như dự đoán, Galvão bị cách chức sau đó hai tuần, đúng lúc mùa cháy rừng bắt đầu ở Amazon. Ông quay lại công việc trước đây ở Đại học São Paulo và tập trung vào công việc nghiên cứu. Tuy nhiên, các đồng nghiệp và thậm chí những người lạ trên phố coi Galvão như người hùng. Một phụ nữ còn chặn đường ở ga tàu điện ngầm tại São Paulo để cảm ơn ông đã dũng cảm đối đầu với tổng thống và giúp bà hiểu tầm quan trọng của việc bảo tồn rừng Amazon.
Theo dữ liệu mới nhất công bố vào ngày 18/11 của INPE, ước tính khu vực rộng 9.762 km, lớn hơn cả Puerto Rico, bị chặt phá trong thời gian từ tháng 8/2018 đến tháng 7/2019, tăng 30% so với năm ngoái và gấp đôi năm 2012.
Victoria Kaspi
Victoria Kaspi, nhà vật lý thiên văn ở Đại học McGill tại Montreal, Canada, sử dụng nhiều kính viễn vọng hàng đầu thế giới để đi tới nhiều phát hiện quan trọng. Năm 2017, bà tham gia xây dựng kính viễn vọng vô tuyến giao thoa Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME).
Nhà vật lý thiên văn Victoria Kaspi. (Ảnh: Nature).
Nỗ lực của Kaspi và hàng chục nhà thiên văn khác được đền đáp. CHIME trở thành công cụ tốt nhất thế giới để săn chớp sóng vô tuyến (FRB), những chớp sáng bí ẩn mang năng lượng vô tuyến thường xuyên lóe lên trên bầu trời. Nằm ở phía nam tỉnh British Colum của Canada, CHIME đã phát hiện hàng trăm chớp sóng, nhiều hơn bất kỳ kính viễn vọng nào khác. Nhờ nó, các nhà thiên văn học nuôi hy vọng có thể giải đáp nguồn gốc của tín hiệu.
Kaspi giữ vai trò quan trọng giúp đem đến cho CHIME khả năng phát hiện FRB. Lúc đầu, kính viễn vọng này được thiết kế để lập bản đồ sự thải khí hydro từ những thiên hà xa xôi, góp phần trả lời các câu hỏi về vũ trụ thuở sơ khai. Kaspi nhận thấy độ nhạy và tầm quan sát rộng của CHIME rất lý tưởng để tìm kiếm FRB với điều kiện kính viễn vọng được nâng cấp. Bà đề xuất ý tưởng và làm việc với các nhà vũ trụ học để bổ sung một thiết bị và kết nối CHIME với các máy tính mạnh, giúp rà dữ liệu 1.000 lần mỗi giây ở 16.000 tần số khác nhau.
Nenad Sestan
Nhà khoa học thần kinh Nenad Sestan và cộng sự ở Trường Y khoa Yale tại New Haven, Connecticut, phát hiện hoạt động của tín hiệu điện tế bào trong bộ não lấy từ xác lợn. Họ tách bộ não ngay khi con lợn chết, sau đó bơm oxy và chất bảo quản lạnh, qua đó khiến bộ não hồi sinh một phần. Với kết quả bất ngờ, Sestan nhận ra dự án nhỏ nhằm tìm cách bảo quản mô não tốt hơn cho nghiên cứu đã trở thành phát hiện có thể thay đổi hiểu biết của con người về sự sống và cái chết.
Nhà khoa học thần kinh Nenad Sestan. (Ảnh: Nature).
Trong vài tháng sau đó, các chuyên gia nghiền ngẫm những hệ quả tiềm ẩn về mặt đạo đức từ phát hiện, chẳng hạn bộ não có thể khôi phục nhận thức hay không và liệu giới y học có cần cân nhắc lại định nghĩa chết não. Sestan đã tiên đoán trước các vấn đề đạo đức và áp dụng một số biện pháp an toàn. Trước khi bắt đầu thí nghiệm, nhóm của ông quyết định gây mê bộ não bằng thuốc ức chế để ngăn neuron kích hoạt cùng lúc, một điều kiện tiên quyết để nhận thức.
Kết quả nghiên cứu của Sestan chỉ ra tình trạng thiếu oxy xảy ra do đột quỵ hoặc tai nạn nghiêm trọng không gây hại cho tế bào não như suy đoán trước đây. Sau khi chắc chắn thí nghiệm đáp ứng các tiêu chuẩn đạo đức, các nhà nghiên cứu tiếp tục thí nghiệm. Sestan muốn tập trung khám phá thời gian duy trì bộ não và xem xét liệu công nghệ có giúp bảo quản các cơ quan nội tạng khác để cấy ghép hay không.
Sandra Díaz
Ngày 4/5, nhà sinh thái học Sandra Díaz ở Đại học Quốc gia Córdoba của Argentina và 144 nhà nghiên cứu khác đưa ra cảnh báo ảm đạm sau khi hoàn thành nghiên cứu toàn diện nhất về sự đa dạng sinh học trên thế giới. Theo nghiên cứu, một triệu loài sắp tuyệt chủng do hoạt động của con người và chúng ta cần hành động để ngăn chặn điều đó. "Tốc độ tuyệt chủng của các loài nhanh hơn ít nhất hàng chục tới hàng trăm lần so với mức trung bình trong 10 triệu năm qua", Díaz cho biết.
Nhà sinh thái học Sandra Díaz. (Ảnh: Nature).
Díaz là một trong ba đồng chủ tịch của Intergovernmental Science–Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services (IPBES), tổ chức liên chính phủ tiến hành nghiên cứu. Trong gần 3 năm qua, bà và các đồng nghiệp, nhà nhân chủng học Eduardo Brondízio tại Đại học Bloomington, Indiana và nhà sinh thái học Josef Settele ở Trung tâm Nghiên cứu Môi trường Helmholtz tại Halle, Đức, điều phối công tác nghiên cứu của chuyên gia từ 51 nước, gặp gỡ tại hội thảo và làm việc nhóm qua mạng, lọc hơn 15.000 nguồn thông tin.
Báo cáo tổng kết dài 1.500 trang của họ nhấn mạnh các quốc gia sẽ không thể đáp ứng hầu hết mục tiêu toàn cầu về đa dạng sinh học và phát triển bền vũng trừ khi họ thực hiện thay đổi mang tính chiến lược như bỏ quan điểm nền kinh tế phải tăng trưởng liên tục.
Jean-Jacques Muyembe Tamfum
Năm 1976, nhà sinh vật học vi sinh Jean-Jacques Muyembe Tamfum đi sâu vào những cánh rừng nhiệt đới ở Cộng hòa Dân chủ Congo (DRC) để tìm hiểu sự bùng phát của một căn bệnh lạ khiến người dân tử vong nhanh chóng. Nhà khoa học trẻ phát hiện điều kỳ quái khi lấy mẫu máu từ người ốm và máu ở chỗ cắm kim tiêm không đông lại. Máu nhỏ xuống bàn tay không đeo găng của Muyembe nhưng may mắn là ông chưa từng đổ bệnh vì loài virus sau này được đặt tên là Ebola.
Nhà sinh vật học vi sinh Jean-Jacques Muyembe Tamfum. (Ảnh: Nature).
43 năm sau khi phát hiện căn bệnh, Muyembe là người chỉ đạo chương trình đối phó với đợt bùng phát dịch Ebola lớn nhất ở DRC. Từ tháng 8/2018, dịch bệnh đã giết chết hơn 2.200 người ở đông bắc đất nước, khu vực chìm trong xung đột và bất ổn chính trị suốt 1/4 thế kỷ.
Năm 1995, Muyembe phát triển các biện pháp quan trọng nhằm kiểm tra sức khỏe cộng đồng. Ông tìm ra cách trang trọng để chôn cất người chết đồng thời giảm tối đa nguy cơ lây nhiễm bệnh. Ông cũng tiến hành các nghiên cứu giúp triển khai thuốc điều trị và vắcxin hiệu quả phòng chống virus Ebola. Trong đợt bùng phát dịch mới nhất, Muyembe lấy mẫu máu từ người bình phục sau khi nhiễm virus Ebola và tiêm vào 8 bệnh nhân mắc bệnh, 7 người trong số đó sống sót.
Tháng trước, thử nghiệm lâm sàng trên 680 bệnh nhân do Muyembe và cộng sự tiến hành cho thấy tỷ lệ khỏi bệnh ở những người sử dụng thuốc chứa kháng thể lên tới 90%. Một trong các loại thuốc có tên mAb114 được điều chế từ kháng thể lấy từ máu của bệnh nhân sống sót. Trong những tuần gần đây, số ca mắc bệnh Ebola mới đang giảm dần. Sau đợt bùng phát dịch này, Muyembe đang thu gom động vật từ những khu vực có virus lan truyền sang người để theo dõi cách dịch bệnh lây giữa các loài.
Yohannes Haile-Selassie
Nhà cổ nhân loại học Yohannes Haile-Selassie chú ý tới vật thể hình tròn màu xám to bằng quả bưởi tại di chỉ trên sa mạc phía bắc Ethiopia hồi tháng 2/2016. Vật thể này nhô ra từ nền đất khô cằn, chỉ cách bộ xương hàm do một người chăn dê tìm thấy trước đó vài tiếng khoảng 3 mét. Các hóa thạch tạo thành hộp sọ hoàn chỉnh của người tiền sử, có niên đại 3,8 triệu năm. Hộp sọ thuộc về Australopithecus anamensis, loài thuộc tông Người xuất hiện sớm nhất.
Nhà cổ nhân loại học Yohannes Haile-Selassie. (Ảnh: Nature).
Hộp sọ có tên MRD được công bố hồi tháng 8/2019, giúp giới nghiên cứu lần đầu tiên hình dung gương mặt họ hàng cổ đại của con người. Trước đó, A. anamensis chỉ được biết tới qua vài mẩu xương vỡ. Mẫu vật gây ấn tượng mạnh cho các nhà cổ nhân loại học không kém Lucy, hóa thạch xương 3,2 triệu năm tuổi của Australopithecus afarensis, loài có họ hàng gần với A. anamensis.
MRD có ý nghĩa quan trọng bởi nó đến từ thời kỳ thiếu vắng ghi chép hóa thạch và làm thay đổi nhánh cổ nhất trong cây tiến hóa của tông Người. Haile-Selassie và cộng sự cho rằng các đặc điểm của hộp sọ này chỉ ra quá trình tiến hóa của tông Người thời sơ khai khá phức tạp. A. anamensis và A. afarensis cùng tồn tại trong ít nhất 100.000 năm. Nhóm nghiên cứu đang xem xét hộp sọ để tìm thêm bằng chứng về vị trí của A. anamensis thời tiền sử. Haile-Selassie cũng hy vọng có thể quay lại nơi phát hiện MRD để tìm kiếm bộ xương hoàn chỉnh.
Hongkui Deng
Nghiên cứu từ phòng thí nghiệm của nhà nghiên cứu Hongkui Deng ở Đại học Bắc Kinh cho thấy kỹ thuật chỉnh sửa gene CRISPR có thể tạo ra nguồn cung cấp vô hạn tế bào miễn dịch không bị ảnh hưởng bởi virus HIV. Phương pháp này được thiết kế dựa trên ca chữa trị thành công của một bệnh nhân tên Timothy Ray.
Năm 2008, Brown trở thành người đầu tiên được chữa khỏi HIV nhờ cấy ghép tủy xương để điều trị ung thư bạch cầu. Các bác sĩ của anh có chủ ý tìm người hiến tủy xương với đột biến gene làm vô hiệu hóa CCR5, protein mà virus HIV sử dụng để lây nhiễm sang tế bào miễn dịch. Họ bổ sung các tế bào từ người hiến vào hệ miễn dịch của Brown và virus HIV không còn tồn tại trên cơ thể anh.
Nhà nghiên cứu miễn dịch Hongkui Deng. (Ảnh: Nature).
Nhưng đột biến ở người hiến tủy xương cho Brown rất hiếm gặp và không có ở Trung Quốc. Sau khi phát hiện tầm quan trọng của CCR5 đối với virus HIV vào thập niên 1990, Deng quyết định chỉnh sửa gene này. Ông lấy tế bào gốc hình thành máu từ tủy xương của một người hiến, chỉnh sửa chúng bằng kỹ thuật CRISPR-Cas9, sau đó cấy ghép vào bệnh nhân mắc bệnh bạch cầu và HIV có hệ miễn dịch tương thích.
Vì lý do an toàn và do loại tế bào sử dụng trong nghiên cứu rất khó chỉnh sửa, Deng sử dụng kết hợp nhiều tế bào trong ca cấy ghép, chỉ khoảng 18% trong số đó được biến đổi. Virus HIV vẫn còn trong cơ thể bệnh nhân. Deng cho biết công trình chỉ ra các tế bào chỉnh sửa bằng CRISPR-Cas9 có thể phục vụ cấy ghép tủy xương và không gây tác dụng ngược. Một số tế bào chỉnh sửa còn lưu lại trong máu của bệnh nhân sau gần hai năm. Deng hy vọng có thể cấy ghép với tỷ lệ tế bào chỉnh sửa cao hơn trong tương lai gần, đồng thời phát triển phương pháp tái lập trình tế bào thành tế bào gốc đa năng dễ chỉnh sửa hơn và biến đổi chúng thành tế bào gốc hình thành máu.
John Martinis
Hồi tháng 10, John Martinis, trưởng nhóm nghiên cứu ở Google, công bố máy tính lượng tử có thể tính toán nhanh hơn máy tính phổ thông tốt nhất hiện nay. Nhà vật lý làm việc ở Đại học California, Santa Barbara, đã dành 17 năm phát triển phần cứng cho máy tính lượng tử có tên Sycamore của Google. Ở trung tâm của cỗ máy là những mạch vòng siêu dẫn gọi là qubit, hệ thống lượng tử tồn tại ở nhiều dạng khác nhau.
Nhà vật lý John Martinis. (Ảnh: Nature).
Từ lâu, các nhà vật lý cho rằng khai thác tương tác giữa các qubit có thể giúp máy tính làm chủ nhiều phép tính như rà soát cơ sở dữ liệu và giải mã hóa. Nhóm nghiên cứu gồm hơn 70 nhà khoa học và kỹ sư đã chứng minh điều đó. Sycamore chỉ mất 200 giây để thực hiện những gì các siêu máy tính tốt nhất ngày nay cần tới 10.000 năm. Thành tựu này là kết quả từ việc cải tiến phần cứng giúp giảm tỷ lệ lỗi và kết nối các qubit theo cách mới.
Những mục tiêu trong tương lai của Martinis là tạo ra con chip lượng tử tốt hơn, bao gồm vận dụng phương pháp khắc phục lỗi gây ra bởi tiếng ồn, tạo điều kiện các nhà nghiên cứu bên ngoài sử dụng Sycamore thông qua hệ thống đám mây và xem xét những thuật toán hữu ích mà Sycamore có thể thực hiện.