De doorbraken van 2018

In het centrum van de Melkweg huist een monster. Een zwart gat dat zo’n vier miljoen keer zwaarder is dan onze zon: Sagittarius A. Het verraadt zich door sterke radiostraling die materie in een baan om Sagittarius uitzendt. Maar astronomen willen meer, ze hebben het afgelopen jaar acht radiotelescopen – van de zuidpool tot Hawaii tot Frankrijk – gecombineerd tot een telescoop ter grootte van de aarde. Deze zogenoemde Event Horizon Telescope is hopelijk gevoelig genoeg om een ‘silhouet’ waar te nemen van licht dat om het zwarte gat draait. De data zijn inmiddels binnen en worden verwerkt. In 2018 kijken we volgens Kennislinkredacteur Roel van der Heijden wellicht voor het eerst een zwart gat recht in de ogen.

Dichter bij huis is de smartphone inmiddels een soort verlengstuik van ons brein geworden. Kennismaken met de digitale wereld begint al op jonge leeftijd; peuters swipen erop los. Wat doen sociale media met onze hersenen en gedrag? NEMO Kennislinkredacteur Mariska van Sprundel verwacht dat neurowetenschappers in 2018 meer inzichten opdoen over de cognitieve processen die schuilgaan achter sociale media-gebruik. Welke motieven zetten mensen ertoe aan Facebook, Instagram en Twitter te gebruiken? Welke neurale systemen houden het, vaak overmatige, gebruik van sociale media in stand? Is uren per dag op je telefoon kijken een opkomende gedragsverslaving? In hoeverre mediagebruik schadelijk is voor de ontwikkeling van kinderen zal waarschijnlijk één van de belangrijkste onderzoeksvragen voor 2018 zijn.

NEMO Kennislinkredacteur Arnout Jaspers verwacht voor 2018 verdere doorbraken in kunstmatige intelligentie. Na een lange periode van stagnatie lijkt het vakgebied nu in een stroomversnelling gekomen. Dit bleek al toen Google’s Alpha Go de menselijke wereldkampioen Go versloeg (waarna diens geheel zelf-lerende opvolger Alpha Go Zero nog veel sterker bleek). Maar we zien het ook aan praktisch bruikbare computervertalingen (ook live, van gesproken taal). Dankzij hogere rekensnelheid, goedkope geheugenruimte en heel veel online trainingsmateriaal (zowel spraak, tekst als beeld) kunnen zelflerende neurale netwerken komend jaar voor opzienbarende toepassingen gaan zorgen.

In het verlengde hiervan ligt de nadruk op ‘big data’, die een nieuwe trend laat zien in het geesteswetenschappelijk onderzoek. NEMO Kennislinkredacteur Mathilde Jansen signaleert dat onderzoekers steeds vaker beschikken over grote hoeveelheden data, die in de afgelopen jaren gedigitaliseerd zijn. Met behulp van de computer kunnen ze patronen ontdekken in deze data. Dat biedt een nieuwe kijk op resultaten die vergaard zijn in eerder onderzoek. Want de computer kan veel beter grote hoeveelheden data overzien dan de mens. Het laat een heel nieuwe onderzoeksmethodologie zien die steeds belangrijker wordt.

Ook binnen de archeologie hebben nieuwe, geavanceerde technieken al voor grote ontdekkingen gezorgd of gevestigde theorieën in de prullenbak doen belanden. De leeftijd van Homo sapiens blijft door nieuwe vondsten en dateringen bijvoorbeeld naar achter verschuiven. Maar waarom is alleen Homo sapiens als soort blijven bestaan en zijn de andere mensachtigen uitgestorven? NEMO Kennislinkredacteur Marjolein Overmeer verwacht niet dat wetenschappers hier in 2018 al een sluitend antwoord op gaan geven, maar ze zullen in ieder geval weer een stukje dichterbij het antwoord komen.

Crispr-cas & vaccins

Veel van onze huidige vaccins hebben een lange productietijd en zijn beperkt houdbaar. Wetenschappers willen daar verandering in brengen. Bijvoorbeeld door de ziekteverwekkers te kweken in efficiënte systemen en door vaccins te vriesdrogen zodat je ze langer kunt bewaren. Een tweede probleem is dat veel mensen een hekel hebben aan injecties en zich daarom soms niet laten inenten. Ook daar wordt aan gewerkt. Afgelopen jaar liet een eetbaar vaccin tegen het rotavirus positieve resultaten zien in klinisch onderzoek. En ook een vaccinpleister tegen griep boekte een eerste succes in een kleinschalig onderzoek bij mensen. Ook voor 2018 verwacht NEMO Kennislinkredacteur Elles Lalieu veel nieuwe ontwikkelingen op het gebied van vaccins.

NEMO Kennislinkredacteur Erica Renckens vraagt zich hardop af hoe lang onze gedachten nog privé zullen blijven. De technieken om hersenactiviteit mee af te lezen worden steeds geavanceerder en zullen waarschijnlijk ook steeds vaker buiten het lab kunnen worden toegepast, bijvoorbeeld om locked-inpatiënten te helpen communiceren. Maar met die ontwikkelingen komen ook allerlei privacy-vraagstukken naar boven.

NEMO Kennislinkredacteur Anne van Kessel denkt dat we in 2018 nog meer gaan horen van gentherapie en de inzet van de crispr-cas-techniek. Vorige maand werd de eerste genreparatie in een patiënt met het syndroom van Hunter uitgevoerd. Over enkele maanden weten we of de ingreep geslaagd is en of het veilig was. Als dat zo is, wil het biotechnologiebedrijf dat de therapie ontwikkelde, het ook gaan toepassen bij andere patiënten en voor andere ziektes, zoals hemofilie. Ondertussen werken ze in China hard aan de verbetering van crispr-cas waarmee foutjes al in embryo’s kunnen worden hersteld.

Duurzaamheid nog steeds hoog op de agenda

Volgens NEMO Kennislinkredacteur Esther Thole gaat de productie van nieuwe moleculaire motoren en machines ook in 2018 op volle kracht door. Evenals die van nieuwe materialen die op nano- of microschaal bijzondere eigenschappen ten toon spreiden en kunnen reageren op signalen van buitenaf. Synthetische cellen, waarbij je kunt twijfelen aan het synthetische gehalte en/of aan de gelijkenis met een cel, gaan we ook veel zien. Maar doorbraken? Esther hoopt op een paar grote klappers in het ontwikkelen van kunstmatige enzymen die niet-natuurlijke reacties in micro-organismen kunnen uitvoeren. Dat zou volgens haar een flinke stap zijn op weg naar duurzame industriële productieprocessen.

Ook NEMO Kennislinkredacteur Renée Moezelaar heeft hoge verwachtingen voor duurzaamheid in 2018, met name in de chemie. Steeds meer mensen hebben door dat we echt zuiniger om moeten gaan met onze grondstoffen; elektrisch rijden wordt steeds populairder en ook recyclen is inmiddels al heel gewoon. Dat heeft ook effect op de scheikunde. Heel veel chemici werken al aan duurzame materialen, batterijen en brandstoffen, maar volgend jaar gaat al dit werk hopelijk zijn vruchten afwerpen. Een nieuwe, verbeterde batterij voor energieopslag zit er al een aantal jaar aan te komen. Wellicht ziet deze batterij in 2018 het licht en maakt deze het opslaan van duurzame energie makkelijker en elektrische auto’s efficiënter.