Công bố Giải thưởng Đột phá trong Khoa học sự sống, Toán học và Vật lý cơ bản

Theo thông tin trên trang breakthroughprizr. org, ngày 23/9, tại San Francisco - Tổ chức Giải thưởng Đột phá và các nhà tài trợ sáng lập - Sergey Brin (của Google), Priscilla Chan và Mark Zuckerberg (của Facebook), Julia và Yuri Milner, và Anne Wojcicki đã công bố những người đoạt Giải thưởng Đột phá năm 2023 - những tác giả của nnhững công trình nổi bật trong Khoa học sự sống (3 giải), Toán học (1 giải) và Vật lý cơ bản (1 giải). 

Mỗi giải trị giá 3 triệu USD. 

Khám phá giúp làm sáng tỏ nguyên nhân của chứng ngủ rũ

Theo Ban tổ chức, hai nhà khoa học - chuyên gia Emmanuel Mignot thuộc Đại học Y khoa Stanford (Mỹ) và chuyên gia Masashi Yanagisawa làm việc tại Đại học Tsukuba (Nhật Bản) - sẽ cùng chia sẻ giải thưởng lĩnh vực Khoa học sự sống, cho những khám phá giúp làm sáng tỏ nguyên nhân của chứng ngủ rũ - một chứng rối loạn giấc ngủ khiến con người đột nhiên buồn ngủ vào ban ngày.

Các đề tài nghiên cứu riêng biệt của hai nhà khoa học trên đã góp phần tạo ra các loại thuốc gây ngủ. Cụ thể, trong thập niên 90 của thế kỷ trước, chuyên gia Yanagisawa đã phát hiện ra orexin - một loại protein trong não. Thông qua các thí nghiệm trên chuột, ông xác định rằng protein này có thể giúp duy trì sự tỉnh táo của con người. Những phát hiện liên quan đến orexin sau đó đã dẫn đến sự phát triển của thuốc ngủ.

Trong khi đó, chuyên gia Mignot đã phát hiện ra đột biến gene gây ra chứng ngủ rũ thông qua những nghiên cứu thực hiện đối với loài chó. Ông phát hiện ra rằng ở người, các tế bào của hệ thống miễn dịch có thể tấn công những tế bào sản xuất orexin, dẫn đến rối loạn này.

Khám phá của Mignot và Yanagisawa đã dẫn đến các phương pháp điều trị được chứng minh là làm giảm các triệu chứng của chứng ngủ rũ, cũng như cho phép thiết kế các loại thuốc gây ngủ. Họ cho thấy rằng chứng ngủ rũ là một bệnh thoái hóa thần kinh có nguồn gốc tự miễn dịch, và làm tăng khả năng các bệnh thoái hóa thần kinh khác có thể do mất chọn lọc các tế bào thần kinh. Họ đã làm sáng tỏ cơ chế trung tâm của giấc ngủ và thức dậy, một lĩnh vực hành vi vẫn còn nhiều bí ẩn.

Nhà khoa học Yanagisawa chia sẻ ông cảm thấy vui vì tầm quan trọng của các nghiên cứu về giấc ngủ đang được công nhận. Ông cho biết: "Tôi sẽ tiếp tục nghiên cứu để góp phần giải quyết những câu đố cơ bản như chúng ta đã chuyển đổi từ trạng thái ngủ sang thức như thế nào, và tại sao các loài sinh vật lại ngủ".

Phát hiện protein hình thành các tập hợp có nhiều ý nghĩa đối với bệnh thoái hóa thần kinh

Giải nhì trong lĩnh vực Khoa học sự sống thuộc về nhà nghiên cứu Clifford Brangwynne thuộc Đại học Princeton (Mỹ) và Anthony Hyman thuộc Viện sinh học tế bào phân tử và di truyền học Max Planck (Đức). Khám phá của họ là một bước tiến cơ bản trong hiểu biết của con người về tổ chức tế bào và có khả năng dẫn đến các ứng dụng lâm sàng trong tương lai, bao gồm cả các bệnh thoái hóa thần kinh như ALS.

Dự đoán cấu trúc của gần như mọi loại protein mà khoa học biết đến thông qua chương trình trí tuệ nhân tạo AlphaFold

Giải 3 của lĩnh vực này được trao cho hai chuyên gia Demis Hassabis và John Jumper ở công ty DeepMind Technologies (Anh). Họ đã giải quyết thách thức kéo dài 50 năm trong sinh vật học khi dự đoán cấu trúc của gần như mọi loại protein mà khoa học biết đến thông qua chương trình trí tuệ nhân tạo AlphaFold. Do hình dáng protein quyết định chức năng của nó, điều này có tầm quan trọng lớn đối với việc hiểu rõ dịch bệnh và tìm kiếm thuốc điều trị.

AlphaFold đã có một tác động mang tính cách mạng trong ngành khoa học sự sống: DeepMind đã tải lên cấu trúc của 200 triệu protein lên cơ sở dữ liệu công khai. Chương trình này giúp làm giảm thời gian cho các nhà khoa học khi xác định cấu trúc protein từ vài tháng hoặc vài năm xuống còn hàng giờ hoặc vài phút. Nó hứa hẹn to lớn về những lợi ích trong tương lai, từ thiết kế thuốc đến sinh học tổng hợp, vật liệu nano và hiểu biết cơ bản về các quá trình tế bào.

Máy tính lượng tử phổ quát

Giải thưởng trong lĩnh vực Vật lý cơ bản thuộc về 4 nhà nghiên cứu được đánh giá là những người đặt nền móng cho ngành thông tin lượng tử.

Trong số này, nhà vật lý lý thuyết David Deutsch (69 tuổi) thuộc trường Đại học Oxford (Anh) được biết tới như "cha đẻ của máy tính lượng tử" sau khi đề xuất ý tưởng về một cỗ máy kỳ lạ có thể kiểm tra sự tồn tại của vũ trụ song song. Nghiên cứu vào năm 1985 của ông mở đường cho những máy tính lượng tử thô sơ mà các nhà khoa học vẫn sử dụng ngày nay. Ông chia sẻ giải thưởng của với Peter Shor, chuyên gia về thuật toán lượng tử ở Viện Công nghệ Massachusetts (Mỹ), nhà nghiên cứu Gilles Brassard ở Đại học Montreal (Canada) và Charles Bennett ở công ty IBM tại New York (Mỹ), người phát triển dạng không thể phá vỡ của mật mã lượng tử, giúp ngăn chặn viễn tải lượng tử, cách truyền thông tin từ nơi này tới nơi khác.

Giúp TV có độ phân giải cao xử lý tín hiệu nhiễu

Chủ nhân của giải Toán học là chuyên gia Daniel Spielman thuộc Đại học Yale (Mỹ) với nghiên cứu giúp TV có độ phân giải cao xử lý tín hiệu nhiễu.

Trong Toán học, những hiểu biết và thuật toán của Daniel A. Spielman không chỉ có ý nghĩa đối với toán học mà còn đối với các vấn đề thực tế cao trong tính toán, xử lý tín hiệu, kỹ thuật và thậm chí cả thiết kế các thử nghiệm lâm sàng. Trong số nhiều kết quả khác, Spielman và các cộng sự đã giải được bài toán Kadison-Singer, bài toán nảy sinh trong cơ học lượng tử nhưng lại tương đương với các bài toán lớn chưa được giải trong nhiều lĩnh vực toán học - từ đại số tuyến tính (nghiên cứu các phương trình gồm vectơ và ma trận) đến hình học chiều cao hơn, tối ưu hóa tổ hợp (ví dụ: các phiên bản của bài toán người bán hàng lưu động) và toán học xử lý tín hiệu.

"Những đột phá về bệnh thoái hóa thần kinh, tính toán lượng tử, cấu trúc protein giải quyết bằng AI, v.v.. "là những tiến bộ tuyệt vời đáng được tôn vinh" -  Sergey Brin nói. Priscilla Chan và Mark Zuckerberg, Người đồng sáng lập và Đồng CEO của CZI chúc mừng tất cả những người đoạt Giải thưởng đột phá, những người có những khám phá to lớn sẽ mở đường cho khám phá khoa học và thúc đẩy sự đổi mới".