Quantumrun

BEELDKREDIET: Quantumrun

Einde van permanente fisiese beserings en gestremdhede: Toekoms van Gesondheid P4

David Tal, uitgewer, toekomskundige
@DavidTalWrites
LinkedIn

Di, 09 / 15 / 2020 - 05: 38

Om permanente, fisiese beserings te beëindig, moet ons samelewing 'n keuse maak: Speel ons God met ons menslike biologie of word ons 'n masjien?

Tot dusver in ons Future of Health-reeks het ons gefokus op die toekoms van farmaseutiese produkte en die genesing van siektes. En hoewel siekte die algemeenste rede is waarom ons van ons gesondheidsorgstelsel gebruik maak, kan die minder algemene redes dikwels die ernstigste wees.

Of jy met 'n fisiese gestremdheid gebore is of 'n besering opdoen wat jou mobiliteit tydelik of permanent beperk, die gesondheidsorgopsies wat tans beskikbaar is om jou te behandel, is dikwels beperk. Ons het net nie die gereedskap gehad om die skade wat deur foutiewe genetika of ernstige beserings aangerig is ten volle te herstel nie.

Maar teen die middel-2020's sal hierdie status quo op sy kop omgekeer word. Danksy vooruitgang in genoomredigering wat in die vorige hoofstuk beskryf is, sowel as vooruitgang in geminiaturiseerde rekenaars en robotika, sal die era van permanente fisiese swakhede tot 'n einde kom.

Die mens as masjien

Wanneer dit kom by fisiese beserings wat 'n verlies van 'n ledemaat behels, het mense 'n verrassende gemak met die gebruik van masjiene en gereedskap om mobiliteit te herwin. Die mees voor die hand liggende voorbeeld, prostetika, is al millennia in gebruik, wat algemeen in antieke Griekse en Romeinse literatuur verwys word. In 2000 het argeoloë die 3,000 XNUMX jaar oue, gemummifiseerde oorblyfsels van 'n Egiptiese edelvrou wat 'n prostetiese toon van hout en leer gedra het.

Gegewe hierdie lang geskiedenis van die gebruik van ons vindingrykheid om 'n sekere vlak van fisieke mobiliteit en gesondheid te herstel, behoort dit nie 'n verrassing te wees dat die gebruik van moderne tegnologie om volle mobiliteit te herstel sonder die minste protes verwelkom word nie.

Slim prostetika

Soos hierbo genoem, terwyl die veld van prostetika oud is, was dit ook stadig om te ontwikkel. Die afgelope paar dekades het verbeterings in hul gerief en lewensgetroue voorkoms gesien, maar dit is eers in die laaste dekade en 'n half dat ware vordering in die veld gemaak is wat betref koste, funksionaliteit en bruikbaarheid.

Byvoorbeeld, waar dit een keer tot $100,000 XNUMX vir 'n pasgemaakte prostetiese sou kos, kan mense nou gebruik 3D-drukkers om pasgemaakte prostetika te bou (in sommige gevalle) vir minder as $1,000 XNUMX.

Intussen, vir draers van prostetiese bene wat dit moeilik vind om natuurlik trappe te loop of te klim, nuwe maatskappye gebruik die veld van biomimicry om prostetika te bou wat beide 'n meer natuurlike loop- en hardloopervaring bied, terwyl dit ook die leerkurwe wat nodig is om hierdie prostetika te gebruik, sny.

Nog 'n probleem met prostetiese bene is dat gebruikers dit dikwels pynlik vind om vir lang tydperke te dra, selfs al is hulle spesiaal gebou. Dit is omdat gewigdraende prostetika die geamputeerde se vel en vleis om hul stomp dwing om tussen hul been en prostetiese fyngedruk te word. Een opsie om hierdie probleem te omseil, is om 'n soort universele verbinding direk in die geamputeerde se been te installeer (soortgelyk aan okulêre en tandheelkundige inplantings). Op hierdie manier kan prostetiese bene direk "in die been ingeskroef" word. Dit verwyder die vel op vleespyn en laat die geamputeerde ook toe om 'n reeks massavervaardigde prostetika te koop wat nie meer in massa vervaardig hoef te word nie.

Maar een van die opwindendste veranderinge, veral vir geamputeerdes met prostetiese arms of hande, is die gebruik van 'n vinnig ontwikkelende tegnologie genaamd Brain-Computer Interface (BCI).

Breinaangedrewe bioniese beweging

Eerste bespreek in ons Toekoms van rekenaars reeks, behels BCI die gebruik van 'n inplantaat of 'n breinskanderingstoestel om jou breingolwe te monitor en dit te assosieer met opdragte om enigiets wat deur 'n rekenaar bestuur word, te beheer.

Trouens, jy het dit dalk nie besef nie, maar die begin van BCI het reeds begin. Geamputeerdes is nou robotte ledemate te toets direk deur die verstand beheer word, in plaas van deur sensors wat aan die draer se stomp geheg is. Net so is mense met ernstige gestremdhede (soos kwadrupleë) nou BCI gebruik om hul gemotoriseerde rolstoele te stuur en robotarms manipuleer. Teen die middel-2020's sal BCI die standaard word om geamputeerdes en persone met gestremdhede te help om meer onafhanklike lewens te lei. En teen die vroeë 2030's sal BCI gevorderd genoeg word om mense met ruggraatbeserings toe te laat om weer te loop deur hul loopgedagte-opdragte na hul onderlyf oor te dra deur 'n spinale inplanting.

Natuurlik is die maak van slim prostetika nie al waarvoor toekomstige inplantings gebruik sal word nie.

Slim inplantings

Inplantings word nou getoets om hele organe te vervang, met die langtermyndoelwit om die wagtye uit te skakel wat pasiënte in die gesig staar wanneer hulle wag vir 'n skenkeroorplanting. Van die orgaanvervangingstoestelle wat die meeste gepraat word, is die bioniese hart. Verskeie ontwerpe het die mark betree, maar een van die mees belowende is 'n toestel wat bloed sonder 'n polsslag deur die liggaam pomp … gee 'n hele nuwe betekenis aan die wandelende dooies.

Daar is ook 'n heeltemal nuwe klas inplantings wat ontwerp is om menslike prestasie te verbeter, in plaas daarvan om iemand bloot na 'n gesonde toestand terug te bring. Hierdie tipe inplantings sal ons in ons dek Toekoms van menslike evolusie reeks.

Maar as dit met gesondheid verband hou, is die laaste tipe inplantaat wat ons hier sal noem, volgende generasie, gesondheidregulerende inplantings. Dink hieraan as pasaangeërs wat jou liggaam aktief monitor, jou biometrie met 'n gesondheidsprogram op jou foon deel, en wanneer dit die aanvang van siekte waarneem, medisyne of elektriese strome vrystel om jou liggaam te herbalanseer.

Alhoewel dit dalk soos Sci-Fi klink, werk DARPA (die Amerikaanse weermag se gevorderde navorsingsarm) reeds aan 'n projek genaamd ElectRx, kort vir Elektriese Voorskrifte. Gebaseer op die biologiese proses bekend as neuromodulasie, sal hierdie piepklein inplantaat die liggaam se perifere senuweestelsel monitor (die senuwees wat die liggaam met die brein en rugmurg verbind), en wanneer dit 'n wanbalans opspoor wat tot siekte kan lei, sal dit elektriese vrystelling impulse wat hierdie senuweestelsel sal herbalanseer asook die liggaam sal stimuleer om homself te genees.

Nanotegnologie swem deur jou bloed

Nanotegnologie is 'n groot onderwerp wat toepassings in 'n wye verskeidenheid velde en nywerhede het. In sy kern is dit 'n breë term vir enige vorm van wetenskap, ingenieurswese en tegnologie wat materiaal op 'n skaal van 1 en 100 nanometer meet, manipuleer of inkorporeer. Die prent hieronder sal jou 'n gevoel gee van die skaal wat nanotegnologie binne werk.

In die konteks van gesondheid word nanotegnologie ondersoek as 'n instrument wat gesondheidsorg kan rewolusie deur middels en die meeste operasies heeltemal teen die laat 2030's te vervang.

Anders gestel, stel jou voor dat jy die beste mediese toerusting en kennis kan neem wat nodig is om 'n siekte te behandel of chirurgie uit te voer en dit in 'n dosis soutoplossing kan kodeer - 'n dosis wat in 'n spuit gestoor kan word, enige plek verskeep kan word, en ingespuit kan word in enigiemand in nood. van mediese sorg. As dit suksesvol is, kan dit alles wat ons in die laaste twee hoofstukke van hierdie reeks bespreek het, uitgedien maak.

Ido Bachelet, 'n toonaangewende navorser in chirurgiese nanorobotika, vooruitsig 'n dag wanneer 'n klein operasie bloot behels dat 'n dokter 'n spuit vol biljoene vooraf geprogrammeerde nanobotte in 'n geteikende streek van jou liggaam inspuit.

Daardie nanobotte sal dan deur jou liggaam versprei op soek na beskadigde weefsel. Sodra dit gevind is, sal hulle dan ensieme gebruik om die beskadigde weefselselle van die gesonde weefsel af te sny. Die liggaam se gesonde selle sal dan gestimuleer word om beide van die beskadigde selle ontslae te raak en die weefsel rondom die holte wat deur die verwydering van die beskadigde weefsel geskep word, te regenereer. Die nanobotte kan selfs omliggende senuweeselle teiken en onderdruk om pynseine te dowwe en inflammasie te verminder.

Deur hierdie proses te gebruik, kan hierdie nanobotte ook aangewend word om verskeie vorme van kanker aan te val, sowel as verskeie virusse en vreemde bakterieë wat jou liggaam kan besmet. En hoewel hierdie nanobotte nog minstens 15 jaar weg is van wydverspreide mediese aanneming, is die werk aan hierdie tegnologie reeds baie aan die gang. Die infografika hieronder skets hoe nanotegnologie eendag ons liggame kan herontwerp (via ActivistPost.com):

Regeneratiewe medisyne

Deur die sambreelterm te gebruik, regeneratiewe medisyne, gebruik hierdie tak van navorsing tegnieke binne die velde van weefselingenieurswese en molekulêre biologie om die funksie van siek of beskadigde weefsels en organe te herstel. Basies wil regeneratiewe medisyne jou liggaam se selle gebruik om hulself te herstel, in plaas daarvan om jou liggaam se selle met prostetika en masjiene te vervang of aan te vul.

Op 'n manier is hierdie benadering tot genesing baie meer natuurlik as die Robocop-opsies hierbo beskryf. Maar gegewe al die betogings en etiese bekommernisse wat ons die afgelope twee dekades gesien het oor GMO-voedsel, stamselnavorsing, en mees onlangs menslike kloning en genoomredigering, is dit regverdig om te sê dat regeneratiewe medisyne 'n groot opposisie gaan ondervind.

Alhoewel dit maklik is om hierdie bekommernisse reguit te verwerp, is die realiteit dat die publiek 'n baie meer intieme en intuïtiewe begrip van tegnologie het as wat dit biologie het. Onthou, prostetika bestaan al vir millennia; om die genoom te kan lees en redigeer, was eers sedert 2001 moontlik. Daarom sal baie mense eerder cyborgs word as om aan hul “Godgegewe” genetika te peuter.

Dit is hoekom ons, as 'n staatsdiens, hoop dat die kort oorsig van regeneratiewe medisyne tegnieke hieronder sal help om die stigma rondom God speel te verwyder. In volgorde van die minste omstrede vir die meeste:

Vormverskuiwende stamselle

Jy het waarskynlik die afgelope paar jaar baie van stamselle gehoor, dikwels nie in die beste lig nie. Maar teen 2025 sal stamselle gebruik word om 'n verskeidenheid fisiese toestande en beserings te genees.

Voordat ons verduidelik hoe hulle gebruik sal word, is dit belangrik om te onthou dat stamselle in elke deel van ons liggaam woon en wag om in aksie geroep te word om beskadigde weefsel te herstel. Trouens, al die 10 biljoen selle waaruit ons liggaam bestaan, het ontstaan uit daardie aanvanklike stamselle van binne jou ma se baarmoeder. Soos jou liggaam gevorm het, het daardie stamselle gespesialiseer in breinselle, hartselle, velselle, ens.

Deesdae is wetenskaplikes nou in staat om byna enige groep selle in jou liggaam om te draai terug in daardie oorspronklike stamselle. En dit is 'n groot ding. Aangesien stamselle in enige sel in jou liggaam kan omskep, kan hulle gebruik word om byna enige wond te genees.

'N Vereenvoudigde byvoorbeeld van stamselle by die werk behels dat dokters velmonsters van brandslagoffers neem, dit in stamselle verander, 'n nuwe laag vel in 'n petri-bak laat groei, en dan daardie pasgegroeide vel gebruik om die verbrande vel van die pasiënt te oorplant/vervang. Op 'n meer gevorderde vlak word stamselle tans getoets as 'n behandeling vir hartsiektes genees en selfs genees die rugmurg van parapleë, sodat hulle weer kan loop.

Maar een van die meer ambisieuse gebruike van hierdie stamselle maak gebruik van nuut gewilde 3D-druktegnologie.

3D bioafdruk

3D-biodruk is die mediese toepassing van 3D-drukwerk waardeur lewende weefsels laag vir laag gedruk word. En in plaas daarvan om plastiek en metale soos gewone 3D-drukkers te gebruik, gebruik 3D-biodrukkers (jy het dit reg geraai) stamselle as die boumateriaal.

Die algehele proses van die versameling en groei van die stamselle is dieselfde as die proses wat vir die brandslagoffer-voorbeeld uiteengesit is. Sodra genoeg stamselle egter gegroei het, kan hulle dan in die 3D-drukker ingevoer word om die meeste enige 3D-organiese vorm te vorm, soos vervangingsvel, ore, bene, en veral kan hulle ook organe druk.

Hierdie 3D-gedrukte organe is 'n gevorderde vorm van weefselingenieurswese wat die organiese alternatief verteenwoordig vir die kunsmatige orgaaninplantings wat vroeër genoem is. En soos daardie kunsmatige organe, sal hierdie gedrukte organe eendag die tekort aan orgaanskenkings verminder.

Dit gesê, hierdie gedrukte organe bied ook 'n bykomende voordeel vir die farmaseutiese industrie, aangesien hierdie gedrukte organe gebruik kan word vir meer akkurate en goedkoper medisyne- en entstofproewe. En aangesien hierdie organe met die pasiënt se eie stamselle gedruk word, daal die risiko dat die pasiënt se immuunstelsel hierdie organe verwerp drasties in vergelyking met geskenkte organe van mense, diere en sekere meganiese inplantings.

Verder in die toekoms, teen die 2040's, sal gevorderde 3D-biodrukkers hele ledemate druk wat weer aan die stomp van geamputeerdes geheg kan word, en sodoende prostetika verouderd maak.

geenterapie

Met geenterapie begin die wetenskap met die natuur peuter. Dit is 'n vorm van behandeling wat ontwerp is om genetiese afwykings reg te stel.

Eenvoudig verduidelik, geenterapie behels dat jou genoom (DNS) se volgorde bepaal word; dan ontleed om gebrekkige gene te vind wat 'n siekte veroorsaak; dan verander/redigeer om daardie defekte met gesonde gene te vervang (deesdae met behulp van die CRISPR-instrument wat in die vorige hoofstuk verduidelik is); en bring dan uiteindelik daardie nou-gesonde gene terug in jou liggaam om genoemde siekte te genees.

Sodra dit vervolmaak is, kan geenterapie gebruik word om 'n reeks siektes te genees, soos kanker, vigs, sistiese fibrose, hemofilie, diabetes, hartsiektes, selfs sekere fisiese gestremdhede soos doofheid.

Genetiese ingenieurswese

Die gesondheidsorgtoepassings van genetiese ingenieurswese betree 'n ware grys area. Tegnies gesproke is stamselontwikkeling en geenterapie self vorme van genetiese ingenieurswese, al is dit sag. Die toepassings van genetiese ingenieurswese wat die meeste mense raak, behels egter menslike kloning en die ingenieurswese van ontwerpersbabas en bomense.

Hierdie onderwerpe sal ons oorlaat aan ons Future of Human Evolution-reeks. Maar vir die doeleindes van hierdie hoofstuk is daar een toepassing vir genetiese ingenieurswese wat nie so kontroversieel is nie … wel, tensy jy 'n vegan is.

Tans werk maatskappye soos United Therapeutics aan geneties manipuleer varke met organe wat menslike gene bevat. Die rede vir die byvoeging van hierdie menslike gene is om te verhoed dat hierdie varkorgane verwerp word deur die immuunstelsel van die mens waarin hulle ingeplant is.

Sodra dit suksesvol is, kan vee op skaal gekweek word om 'n byna onbeperkte hoeveelheid vervangingsorgane vir dier-tot-mens "xeno-oorplanting" te voorsien. Dit verteenwoordig 'n alternatief vir die kunsmatige en 3D-gedrukte organe hierbo, met die voordeel dat dit goedkoper is as kunsmatige organe en tegnies verder as 3D-gedrukte organe. Dit gesê, die aantal mense met etiese en godsdienstige redes om hierdie vorm van orgaanproduksie teë te staan, sal waarskynlik verseker dat hierdie tegnologie nooit werklik hoofstroom word nie.

Geen fisiese beserings en gestremdhede meer nie

Gegewe die wasgoedlys van tegnologiese vs. biologiese behandelingsmetodes wat ons sopas bespreek het, is dit waarskynlik dat die era van permanente fisiese beserings en gestremdhede sal nie later as die middel 2040's tot 'n einde kom nie.

En hoewel die mededinging tussen hierdie diametriese behandelingsmetodes nooit regtig sal verdwyn nie, sal hul gesamentlike impak 'n ware prestasie in menslike gesondheidsorg verteenwoordig.

Dit is natuurlik nie die hele storie nie. Teen hierdie stadium het ons Future of Health-reeks die voorspelde planne ondersoek om siektes en fisiese beserings uit te skakel, maar wat van ons geestesgesondheid? In die volgende hoofstuk sal ons bespreek of ons ons verstand so maklik soos ons liggame kan genees.