Redefinirea armelor neurologice – Capabilități emergente în neuroștiință și neurotehnologie


Pe măsură ce conflictele globale adoptă forme asimetrice și de “zonă gri”, abilitatea de a folosi tehnici și instrumente curente sau recent dezvoltate în cadrul științei neurocognitive pentru manipularea gândirii și comportamentului uman, trebuie privită ca o provocare prezentă cu tendință crescătoare (1). Progresul continuu în neuroștiință și tehnologie [ neuroscience and technology neuroS/T], cu tendință spre traiectorii de progresie de 5-10 ani, fac științele creierului valabile, viabile și cu valoare crescândă pentru utilizarea operațională în război, informații și securitate națională [warfare, intelligence, and national security – WINS].
A fost confirmat interesul crescut al mai multor națiuni pentru metodele și instrumentele neurocognitive în scopuri militare și de informații (2).
Într-adevăr, neuroS/T poate fi folosit ca armă soft” și hard” în competiția cu adversarii.
În primul rând, cercetarea și dezvoltarea neuroS/T pot fi utilizate pentru exercitarea puterii socio-economice pe piețele globale, în al doilea rând, neuroS/T poate fi utilizat pentru sporirea capacităților forțelor aliate sau pentru compromitere cognitivă, emoțională și / sau a abilităților comportamentale ale ostililor. NeuroS/T soft” și hard” se poate aplica în conflicte cinetice sau non-cinetice pentru a produce efecte distructive și / sau perturbatoare (3).
În tabelul de mai jos sunt indicate diverse forme neuroS/T disponibile, iar nivelul ridicat și evoluțiile emergente în științele creierului, consolidează și adaugă noi instrumente.

În timp ce multe tipuri de neuroS/T cu aplicabilitate militară (de exemplu, substanțe chimice, agenți biologici și toxine) au fost și sunt în atenția unor forumuri, tratate, convenții și legi existente, alte tehnologii și tehnici mai noi nu o fac (4). Astfel, progresele particulare în neuroS/T și-au mărit potențialul pentru utilizare duală și utilizare directă în WINS.

Dual și Direct WINS folosește nivelarea radicală și NeuroS/T emergente

Progresele în secvențierea genomului uman, tehnologiile de editare a genelor și alte științe auxiliare (cum ar fi nanotehnologia) au fost de folos pentru îmbunătățirea înțelegerii și selectionarea mecanismelor genetice implicate în mai multe organisme structuri și funcții ( … ) Această cunoaștere a fost asociată cu utilizarea studiilor cuprinzătoare despre genom care pot determina dacă orice variație sau mutație este asociată cu trăsături specifice (de exemplu, o boală sau funcție fiziologică) (5).
Luate împreună cu alte abordări genetice și genomice, astfel de metode și instrumente emergente au oferit capacitatea de a identifica și influența genele care sunt asociate sau contribuie la structura, funcțiile și anomaliile sistemului nervos (adică neurogenetica).
Acest progres în neurogenetică a condus spre luarea în considerare a unor evaluări și modificări pentru utilizare în aplicațiile WINS.

Importante tehnici emergente pentru neurogenetică

Editarea genelor (modificarea directă a materialului genetic al unui organism pentru a obține efectul și rezultatul dorit) e utilizată de câteva decenii. A fost concepută și utilizată pentru tratarea unei varietăți de afecțiuni, inclusiv imunodeficiență, boli sanguine și tipuri de cancer. Metodele de editare a genelor au fost îmbunătățite prin descoperirea anumitor nucleaze (6). Contrar unor succese, dificultățile legate de proiectarea și aplicarea acesteia au condus la dezvoltarea și utilizarea unor metode mai simple, remarcabiă fiind grupul de repetări scurte palindromice interspațiate sistematic” [ Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats CRISPR ] și nucleaza Cas9 asociată (7).
Astfel de instrumente noi, emergente pentru editarea genelor sunt relativ ușor de obținut și pot avea influență în crearea de noi arme neurologice (8). Desigur, ca orice metodă, utilizarea sistemelor CRISPR / Cas au limitări. Cu toatea acestea, nu pot obstrucționa utilitatea lor.
Un raport recent privind administrarea de celule modificate CRISPR unor embrioni umani din China (pentru a genera rezistență moștenită la HIV, variolă și holeră) a creat o noua agendă – și necesitatea unor orientări actuale – pentru editarea genelor umane (9). ( … ) Probabil că abilitatea de a modifica microbii existenți și alte organisme va permite pasul lateral”, eschiva actualei convenției privind armele biologice și toxice [ Biological and Toxin Weapons Convention BTWC ] în producția de noi bioarme, astfel poate deveni necesar revizuirea modului în care astfel de tratate clasifică și identifică agenții ce pot prezenta riscuri și amenințări la adresa sănătății și securității globale (10).
Recunoașterea și acceptarea faptului că metodele CRISPR ar putea fi utilizate pentru a genera noi arme biologice au determinat, de asemenea, studii privind inversarea efectelor induse de CRISPR. Un articol recent din MIT Technology Review a identificat laboratoare care lucrează pentru a găsi molecule anti-CRISPR”: proteine din natură care pot stopa modificările genei editate CRISPR (11). ( … ) În timp ce aceste eforturi preventive de reducerea riscurilor sunt lăudabile, trebuie notat faptul reglementările și încercările de restricționare nu pot să fie cuprinzătoare sau suficiente. În iunie 2019, un om de știință rus a declarat că intenționează să implanteze în femei embrioni editați genetic (12). În mod clar, acest anunț a venit după apelurile pentru constrângerea internațională a editării liniei germinative, întărind astfel realitatea că metodele CRISPR sunt relativ ușor de dezvoltat și utilizat, dar nu neapărat ușor de guvernat, monitorizat și / sau controlat (13).

Nanomateriale, NeuroS/T, Bioarme

Nanotehnologia și-a dovedit utilitatea în controlul, ghidarea și livrarea moleculelor din sistemele biologice pentru a produce efectele dorite, acest lucru a îmbunătățit imagistica creierului și administrarea medicamentelor neuroactive (14).
De asemenea, direcționarea moleculelor folosind nanotehnologie a crescut posibilitatea editarii genetice a creierului (15). De exemplu, nanolipoproteinele [ NLP ] imită molecule, acestea pot fi folosite pentru a transporta diverse substanțe biologice [de exemplu, acizi nucleici, proteine și alți compuși mici ] într-o locație dorită în creier (16).
Deoarece aceste PNL imită îndeaproape moleculele care apar în mod natural la om, detectarea utilizării lor [de exemplu, în noi arme neurologice] poate să fie dificilă (17).
O dovadă a conceptului poate fi scoasă dintr-un studiu din 2019 care a folosit ca model șoarecii pentru a demonstra utilizarea unor astfel de metode de stabilizare nanotehnologică, capacitatea de a transporta molecule modificate în creier [altfel nu ar fi posibil] și de a ținti și modifica genele neuronale specifice din creierul adult (18). Astfel de metode ar putea fi utilizate pentru a îmbunătăți genetic structurile și funcțiile neuronale ale propriului personal, precum și pentru a proiecta agenți noi care ar putea degrada țintele adverse.
Alte aplicații ale nanotehnologiei permit:

● Inserarea dispozitivelor la scară foarte mică [nano] pentru a controla de la distanță organele și/sau organismele
Modificarea patogenilor existenți și/sau crearea de noi neuropatogeni [de exemplu, materie de nanoparticule capabilă să exercite efecte patogene în organismele vii]
metode superioare de admininistrare a medicamentelor și/sau toxinelor
Camuflarea moleculelor organice pentru a evita detectarea (19).

Nanotehnologia e considerată o știință relativ nouă și rămâne necontrolată de tratatele internaționale, în ciuda viabilității și utilității sale pentru diferite aplicații WINS.
Viruși non-infecțioși modificați au fost folosiți ca structură de transport pentru substanțe ce pot edita materialul genetic (20). Lentivirușii [virușii imunodeficienței] au fost favorizați datorită abilității lor de a-și integra materialul genetic [inclusiv orice editare/modificare genetică dorită] în cromozomii unei varietăți de celule umane (21).
Această formă de editare genetică a fost utilizată într-un experiment recent care a folosit un virus de imunodeficiență Simiam modificat pentru a introduce gena umană MCPH1
[un factor genetic major în evoluția creierului uman] într-un primat non-uman [o maimuță rhesus] (22).
După livrarea cu succes a genei MCPH1 facilitată de lentivirus, maimuțele au prezentat timpi de reacție scăzuți și memorie îmbunătățită pe termen scurt.
Modificarea genomului primatelor non-umane pentru a le face mai asemănătoare cu omul, poate produce modele noi pentru cercetarea neurogenetică și poate impulsiona ritmul cercetării de translație pentru aplicațiile umane.
Credem că e important să ne punem întrebări în legătura cu tipurile de cercetarea neurogenetică [de exemplu, dezvoltarea funcțiilor și trăsăturilor optimizate, modificarea maturizării sau a îmbătrânirii creierului rezistența sau susceptibilitatea la anumiți agenți patogeni] și către ce se îndreaptă, cum vor fi aplicate rezultatele cercetărilor.

Sursa: 
National Defense University Press  https://ndupress.ndu.edu/

NOTE:

(1) Patricia DeGennaro, “The Gray Zone and Intelligence Preparation of the Battle Space”, Small Wars Journal Mad Scientist no. 13 (2016).
(2) Jonathan D. Moreno, Michael Tennison, and James Giordano, “Security Threats Versus Aggregated Truths: Ethical Issues in the Use of Neuroscience and Neurotechnology for National Security,” in Neuroethics: Anticipating the Future, ed. Judy Illes (New York: Oxford University Press, 2017).
(3) Joseph DeFranco et al., “Emerging Technologies for Disruptive Effects in Non-Kinetic Engagements,” Journal of the Homeland Defense & Security Information Analysis Center 6, no. 2 (2019): 48–55.
(4) Malcolm Dando, “Neuroscience Advances and Future Warfare,” Handbook of Neuroethics (2015): 1785–1800.
(5) Angeliki Vgontzas and William Renthal, “Introduction to Neurogenetics,” American Journal of Medicine 132, no. 2 (2019): 142–152; Alkes L. Price et al., “Principal Components Analysis Corrects for Stratification in Genome-wide Association Studies,” Nature Genetics 38, no. 8 (2006): 904; Iris E. Jansen et al. , “Genome-wide Meta-analysis Identifies New Loci and Functional Pathways Influencing Alzheimer’s Disease Risk,” 2019; Andreas Papassotiropoulos and J-F. Dominique, “Genetics of Human Episodic Memory: Dealing with Complexity,” Trends in Cognitive Sciences 15, no. 9 (2011): 381–387.
(6) Yang-Gyun Kim, Jooyeun Cha, and Srinivasan Chandrasegaran, “Hybrid Restriction Enzymes: Zinc Finger Fusions to Fok I Cleavage Domain,” Proceedings of the National Academy of Sciences 93, no. 3 (1996): 1156–1160.
(7) Dana Carroll, “Genome Engineering with Zinc-Finger Nucleases,” Genetics 188, no. 4 (2011): 773–782; Elena E. Perez et al., “Establishment of HIV-1 Resistance in CD4+ T cells by Genome Editing Using Zinc-Finger Nucleases,” Nature Biotechnology 26, no. 7 (2008): 808; A.A. Nemudryi et al., “TALEN and CRISPR/Cas Genome Editing Systems: Tools of Discovery,” Acta Naturae 6, no. 3 (2014): 22.
(8) Diane DiEuliis and James Giordano, “Why Gene Editors Like CRISPR/Cas May Be A Game-Changer for Neuroweapons,” Health Security 15, no. 3 (2017): 296–302.
(9) Antonio Regalado, “Chinese Scientists Are Creating CRISPR Babies,” MIT Technology Review, November 25, 2018, available at https://www.technologyreview.com/s/612458/exclusive-chinese-scientists-are-creating-crispr-babies/ ; David Cyranoski,“CRISPR Gene-Editing Tested in a Person for the First Time,” Nature News 539, no. 7630 (2016): 479.
(10) Daniel Gerstein and James Giordano, “Rethinking the Biological and Toxin Weapons Convention?” Health Security 15, no. 6 (2017): 638–641.
(11) Antonio Regalado, “The Search for the Kryptonite that Can Stop CRISPR,” MIT
Technology Review, May 2, 2019, available at https://www.technologyreview.com/s/613309/(12) D. Cyranoski, “Russian Biologist Plans More CRISPR-edited Babies,” Nature 570, no. 7760 (2019): 145.
(13) C.D. Wolinetz and F.S. Collins, “NIH Supports Call for Moratorium on Clinical Uses of Germline Gene Editing,” (2019): 175.
(14) Florence Sanchez and Konstantin Sobolev, “Nanotechnology in Concrete—A Review,” Construction and Building Materials 24, no. 11 (2010): 2060–2071; Andrea Gropman, “Applying Advances in Neurogenetics to Medical Practice,” 2006: 677–685.
(15) DeFranco et al., “Emerging Technologies.”
(16) Nicholas O. Fischer et al., “Evaluation Of Nanolipoprotein Particles (NLPs) as an In Vivo Delivery Platform,” PloS One 9, no. 3 (2014): e93342.
(17) National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine, Biodefense in the Age of Synthetic Biology (Washington, DC: National Academies Press, 2018).
(18) Sumiyo Watanabe et al., “In Vivo Rendezvous of Small Nucleic Acid Drugs with Charge-matched Block Catiomers to Target Cancers,” Nature Communications 10, no. 1 (2019): 1894.
(19) DeFranco et al., “Emerging Technologies.”
(20) Ina Balke and Andris Zeltins, “Use of Plant Viruses and Virus-Like Particles for the Creation of Novel Vaccines,” Advanced Drug Delivery Reviews (2018).
(21) Michael C. Milone and Una O’Doherty, “Clinical use of Lentiviral Vectors,” Leukemia 32, no. 7 (2018): 1529.
(22) Lei Shi et al., “Transgenic Rhesus Monkeys Carrying the Human MCPH1 Gene Copies Show Human-like Neoteny of Brain Development,” National Science Review 6, no. 3 (2019): 480–493.

Despre mihailandrei

"Iisus Hristos a venit în lume ca să mântuiască pe cei păcătoşi, dintre care cel dintâi sunt eu."(I Tim 1,15)
Acest articol a fost publicat în Fără categorie și etichetat , , , , , , , . Pune un semn de carte cu legătura permanentă.

Lasă un răspuns

Completează mai jos detaliile tale sau dă clic pe un icon pentru a te autentifica:

Logo WordPress.com

Comentezi folosind contul tău WordPress.com. Dezautentificare /  Schimbă )

Fotografie Google

Comentezi folosind contul tău Google. Dezautentificare /  Schimbă )

Poză Twitter

Comentezi folosind contul tău Twitter. Dezautentificare /  Schimbă )

Fotografie Facebook

Comentezi folosind contul tău Facebook. Dezautentificare /  Schimbă )

Conectare la %s

Acest site folosește Akismet pentru a reduce spamul. Află cum sunt procesate datele comentariilor tale.