Nathan Myhrvold: Zou deze laser malaria kunnen uitroeien?

Wij vinden uit. Mijn bedrijf vindt allemaal verschillende soorten nieuwe technologie uit in heel veel verschillende gebieden. En we doen dat om een aantal redenen. We vinden uit voor de lol. Uitvinden is erg leuk om te doen. En we vinden ook uit om winst te maken. Deze twee redenen zijn verwant aan elkaar, want het duurt lang genoeg voordat er winst is, dus als het niet leuk is zou je niet de tijd hebben om het te doen. Dus dit op lol en winst georiëntieerde uitvinden is het grootste deel van ons werk, maar we hebben ook een project waarin we uitvinden voor de mensheid, waarbij we sommige van onze beste uitvinders nemen, en zeggen: "Zijn er problemen waarvoor wij een goed idee hebben, om een mondiaal probleem op te lossen?" En we lossen dit op, op onze manier om problemen op te lossen, dat is met dramatische, gekke, onconventionele oplossingen. Bill Gates is één van deze slimste mensen van ons die aan deze problemen werkt. Bovendien steekt hij zijn geld erin, dus bedankt. Ik zal nu kort een aantal problemen bespreken die we hebben en een aantal problemen waar we al aan het werk zijn met een oplossing.

Vaccinatie is één van de belangrijkste technieken in de volksgezondheid, een fantastisch iets, maar in de ontwikkelingslanden bederven veel vaccins voordat ze toegediend kunnen worden. En dat komt omdat ze koud bewaard moeten worden. Bijna alle vaccins moeten op de temperatuur van een koelkast bewaard worden. Ze bederven erg snel als je dat niet doet. En als je dan geen stabiele electriciteitsvoorziening hebt gebeurt dat niet, dus sterven er kinderen. Het is niet alleen het verlies van het vaccin dat belangrijk is, maar juist het feit dat deze kinderen niet gevaccineerd worden. Dit is één van de manieren waarop vaccins vervoerd worden. Dit zijn schuimplastic kisten. Deze worden door mensen vervoerd, maar dat gebeurt ook achterop pick-up trucks. Wij hebben een andere oplossing. Nou, één van deze piepschuim kisten werkt ongeveer 4 uur, met ijs erin.

En wij dachten, hmm, dat is niet echt goed genoeg. Dus maakten we dit ding hier. Dit werkt 6 maanden, zonder stroom, totaal geen stroom, omdat het minder dan een halve watt verliest. Nou, dit is ons prototype van de tweede generatie. Het prototype van de derde generatie wordt, op dit moment, in Uganda getest. De reden dat we dit konden bedenken bestaat uit twee bepalende ideeën. De éne is dat dit lijkt op een cryogene vacuümfles, iets waar je vloeibaar stikstof of vloeibaar helium in zou bewaren. Ze hebben ongelooflijke isolatie, laten wij dus die ongelooflijke isolatie gebruiken hier. Het andere idee is nogal interessant, namelijk, je kunt niet meer van binnen iets pakken, want als je het open doet en naar binnen reikt, zou je de warmte binnen laten, en het spelletje is uit. Dus de binnenkant van dit ding lijkt eigenlijk op een cola-automaat. Het verdeelt kleine, individuele injectieflacons. Zo'n simpel idee, waarvan we hopen dat het de manier waarop vaccins gedistribueerd worden gaat veranderen, in Afrika en de rest van de wereld.

We gaan verder met malaria. Malaria is één van de grote problemen van de volksgezondheid. Esther Duflo heeft hier al het één en ander over gezegd. 250 miljoen mensen per jaar. Elke 43 seconden sterft er een kind in Afrika. 27 zullen sterven gedurende mijn verhaal. En er is geen mogelijkheid voor ons hier in dit land om werkelijk te begrijpen wat dat betekent voor de betrokkenen. Nog een opmerking van Esther was dat we reageren wanneer er zich een tragedie als Haïti voordoet, maar dat die tragedie continu doorgaat. Dus wat kunnen we daaraan doen? Nou, er is een heleboel dat men al geprobeerd heeft, al vele jaren, om het probeem van malaria op te lossen. Je kunt sproeien; probleem hiermee is dat er milieukwesties spelen. Je kunt proberen mensen te behandelen en bewustwording te creëren. Dat is geweldig, behalve dat in de plaatsen waar malaria het meest voorkomt, er geen systeem van gezondheidszorg is. Een vaccin zou ontzettend goed zijn, alleen werken ze nog niet. Men heeft het al lange tijd geprobeerd. Er zijn een aantal interessante kandidaten. Maar het is een erg moeilijk iets om een vaccin voor te maken. Je kunt klamboes uitdelen, deze zijn erg effectief als je ze gebruikt. Maar je gebruikt hem niet altijd voor dat doel. Mensen vissen ermee. Ze bereiken niet altijd iedereen. En klamboes hebben effect op de epidemie, maar je zult ze nooit uitroeien met klamboes.

Nou, malaria is een ongelooflijk ingewikkelde ziekte. We zouden er uren over kunnen praten. Het is een soort soap opera-achtige levensstijl. Ze hebben sex. Ze graven zich in je lever. Ze tunnelen zich een weg in je bloedcellen. Het is een ongelooflijk ingewikkelde ziekte, maar dat is juist één van de dingen die we er interessant aan vinden en waarom we werken aan malaria. Er zijn veel verschillende manieren van benadering. Eén van deze manieren zou kunnen bestaan uit een betere diagnose. Dus hopen we dit jaar een prototype te hebben van elk van deze apparaten. De éne kan automatisch malaria diagnosticeren op dezelfde manier als de glucosemeter van een diabetespatiënt werkt. Je neemt een druppel bloed, je stopt het hierin en het geeft automatisch de uitslag. Vandaag moet je een ingewikkelde laboratoriumprocedure uitvoeren, een aantal afbeeldingen maken onder de microscoop die vervolgens door een deskundige onderzocht moeten worden.

Het andere ding is, nou, het zou nog beter zijn als je geen bloed zou moeten aftappen. En als je door het oog kijkt, of eigenlijk naar de bloedvaten op het oogwit kijkt, zou je dit in feite kunnen doen zonder bloed af te tappen, of je kunt het via je nagelbedden doen. Als je namelijk door je nagels kijkt kun je bloedvaten zien. En als je eenmaal de bloedvaten kunt zien, denken we dat we malaria kunnen zien. Dat kunnen we zien vanwegen een molecule genaamd hemozoïne. Die wordt geproduceerd door de malariaparasiet. En dit is een erg interessante kristalachtige substantie, interesssant in ieder geval als je een vastestofnatuurkundige bent. Er zijn veel coole dingen die we ermee kunnen doen.

Dit is ons femtosecondelaserlab. Dus dit creëert lichtpulsen die één femtoseconde duren. Dat is heel, heel erg kort. Het is een lichtpuls die ongeveer één lichtgolflengte lang is. Het is dus een hele groep fotonen die allemaal tegelijk aankomen en inslaan. Het creëert een erg hoog piekvermogen. Het maakt allemaal interessante dingen mogelijk. Meer specifiek laat het je hemozoïne vinden. Hier zie je dus een afbeelding van rode bloedcellen. En nu kunnen we in kaart brengen waar de hemozoïne en de malariaparasieten zijn binnen in deze rode bloedcellen. Dus door gebruik te maken van deze techniek en andere optische technieken, denken we dat we deze diagnose kunnen stellen. We hebben ook een andere, op hemozoïne georiënteerde therapie voor malaria, een manier waarop, in acute gevallen, je eigenlijk de malaria parasiet neemt en deze uit de bloedsomloop filtert, zoals je doet bij dialyse, maar nu om de parasieten af te vangen.

Dit is onze supercomputer met duizend processors. We zijn nogal softwarejongens, dus bij vrijwel elk probleem dat je ons aandraagt, houden we ervan te proberen dit met wat software op te lossen. Eén van de problemen die je hebt als je probeert malaria uit te roeien of het te verminderen, is dat je niet weet wat de meest effectieve aanpak is. OK, we hebben het eerder over klamboes gehad. Je geeft een bepaald bedrag uit per klamboe. Of je zou kunnen spuiten. Je kan medicijnen toedienen. Er zijn allerlei verschillende interventies. Maar ze zijn niet allemaal even effectief. Hoe kan je dat zien? Wij hebben, met onze supercomputer, het beste computermodel ter wereld van malaria gemaakt, dat we jullie nu zullen tonen.

We hebben Madagascar uitgekozen. We hebben elke weg, elk dorp, haast elke vierkante centimeter van Madagascar. We hebben alle neerslagdata en alle temperatuurdata. Dat is erg belangrijk omdat vochtigheid en neerslag je vertellen of er poelen van stilstaand water zijn waarin de muggen zich kunnen voortplanten. Dus dat geeft je de achtergrond waartegen je dit doet. Dan moet je de muggen ten tonele brengen, en dat moet je modelleren, en hoe ze komen en gaan. Dat geeft je dit. Dit is de verspreiding van malaria over Madagascar. En dit is het laatste deel van het regenseizoen. We gaan nu naar het droge seizoen. Het verdwijnt bijna in het droge seizoen. Er is geen plaats waar de muggen zich kunnen voortplanten. En natuurlijk komt het het volgende jaar in alle hevigheid terug. Door dit soort simulaties te doen willen we malaria uitroeien of controleren in de software, duizenden keren, vooraleer we het moeten doen in het echte leven. Om tegelijk de economische trade-offs te simuleren -- hoeveel klamboes versus hoeveel spuitbussen? -- of de sociale trade-offs -- wat gebeurt er als er onlusten uitbreken?

We proberen ook onze vijand te bestuderen. Dit is een hogesnelheidscamera-beeld van een mug. En zodadelijk zullen we de luchtstroom in beeld krijgen. Hier proberen we de luchtstroom te visualiseren rond de vleugels van de mug met kleine deeltjes die we met een laser doen oplichten. Door te begrijpen hoe muggen vliegen proberen we te begrijpen hoe we kunnen zorgen dat ze niet vliegen. Eén manier om te zorgen dat ze niet vliegen is met DDT. Dit is een echte advertentie. Dit is één van die dingen die je zo gek niet kan verzinnen. Ooit was dit de belangrijkste techniek, en in realiteit zijn vele landen van malaria afgeraakt door DDT. Dat was zo voor de Verenigde Staten. In 1935 waren er elk jaar 150.000 gevallen van malaria in de Verenigde staten, maar dankzij DDT en een enorme openbare gezondheidsinspanning is dat verdwenen.

Dus dachten we... we hebben al die dingen gedaan die te maken hebben met het plasmodium, met de parasiet in kwestie. Wat kunnen we doen met de mug? Laten we proberen ze te doden met consumentenelectronika. Dat klinkt dwaas, maar elk van deze toestellen bevat iets interessants dat je misschien kan gebruiken. Onze Blu-ray-speler heeft een heel goedkope blauwe laser. Je laserprinter heeft een spiegelgalvanometer die gebruikt wordt om een laserstraal heel accuraat te sturen. Dat is waar die kleine puntjes op de pagina vandaan komen. En er is natuurlijk signaalverwerking en digitale camera's. Wat als we dat alles konden samenvoegen om ze uit de lucht te schieten met lasers?

(Gelach)

(Applaus)

Dit is wat we in ons bedrijf het "pinkzuigmoment" noemen.

(Gelach)

Wat als we dat konden doen? Wel, hou je ongeloof even in, en laten we bedenken wat er zou kunnen gebeuren als we dat konden doen. We zouden doelwitten met zeer hoge waarde kunnen beschermen, zoals klinieken. Klinieken zijn vol met mensen die malaria hebben. Ze zijn ziek, en dus zijn ze minder goed in staat zich te verdedigen tegen de muggen. Je wil ze echt beschermen. Als je dat doet kan je natuurlijk ook je tuin beschermen. En boeren zouden hun oogst kunnen beschermen die ze aan de biowinkel willen verkopen want onze fotonen zijn 100% bio. Ze zijn volledig natuurlijk.

Het wordt nog beter. Als je echt slim bent zou je een niet-dodelijke laser op het insect kunnen doen schijnen voor je het doodt en je zou kunnen luisteren naar de frequentie van de vleugelslag en je zou de afmetingen kunnen meten. En dan zou je kunnen besluiten: is dit een insect dat ik wil doden of een insect dat ik niet wil doden? De wet van Moore heeft computers goedkoop gemaakt, zo goedkoop dat we het leven van een individueel insect kunnen wegen en beslissen: duim omhoog of duim omlaag. Het resultaat is dat we alleen de vrouwelijke muggen doden. Dat zijn de enige die gevaarlijk zijn. Muggen drinken enkel bloed om eitjes te leggen. Muggen leven eigenlijk - hun dagelijkse voedsel is nectar, van bloemen. In het laboratorium voeden we de onze met rozijnen. Maar het vrouwtje heeft de bloedmaaltijd nodig. Dus dit klinkt echt maf, niet? Wil je het zien?

(Publiek: Ja.)

OK, ons juridisch departement heeft een disclaimer voorbereid. Hier komt hij. (Gelach) Toen we hier even over hadden nagedacht dachten we dat het misschien eenvoudiger zou zijn om dit met een niet-dodelijke laser te doen. Eric Johanson, die het apparaat heeft gebouwd met onderdelen van eBay. En Pablos Holman, hier, die heeft muggen in het aquarium. We hebben het toestel hier. En wat we je zullen tonen in plaats van de dodelijke laser, die een heel korte, onmiddellijke puls is, is een groene laseraanwijzer die op de mug zal blijven staan voor een hele tijd, anders kan je het niet goed zien. Neem het maar over, Eric.

Eric Johanson: Wat we hier hebben is een aquarium aan de andere kant van het podium. En dit computerscherm kan de muggen zien rondvliegen. En als Pablos onze muggen een beetje opjaagt kunnen we ze zien rondvliegen. Dat is een nogal simpele beeldverwerkingsroutine. Laat me jullie tonen hoe het werkt. Hier kan je zien dat de insecten gevolgd worden terwijl ze rondvliegen, wat nogal leuk is. Vervolgens kunnen we ze doen oplichten met een laser. Dit is een laser met laag vermogen en we kunnen de frequentie van de vleugelslag oppikken. Misschien hoor je wat muggen rondvliegen.

Nathan Myhrvold: Wat je daar hoort is de vleugelslag van een mug.

EJ: Laten we kijken hoe dit eruit ziet. Daar kan je muggen zien die rondvliegen en oplichten. Dit is erg vertraagd zodat je kan zien wat er gebeurt. Hier hebben we het in hogesnelheidsmodus. Dit systeem dat werd gebouwd voor TED toont dat het technisch mogelijk is om een dergelijk systeem te installeren. En we zijn hard aan het zoeken naar een manier om het heel kostenefficiënt te maken om het te gebruiken in Afrika en andere delen van de wereld.

(Applaus)

NM: Er is niets leuks aan om jullie dit te tonen zonder te tonen wat er gebeurt als we ze raken. (Gelach) (Gelach) Dit geeft veel voldoening. (Gelach) Dit is één van de eerste die we hebben gedaan. De energie is wat te groot hier. (Gelach) We gaan hier snel even omheen, en je zal er nog een zien. Hier is er nog een. Bang. En het interessante is dat we ze elke keer doden. We hebben het nooit meegemaakt dat de vleugels het midden in de lucht begeven. De vleugelmotor heeft een grote weerstand. Ik bedoel, hier schieten we de vleugels eraf, maar de vleugelmotor houdt het de hele tijd.

Dat is alles van mijn kant. Dankuwel.

(Applaus)