كوانتمرون

رصيد الصورة: كوانتمرون

نهاية الإصابات الجسدية الدائمة والإعاقات: مستقبل الصحة ص 4

ديفيد تال ، ناشر ، مستقبلي
تضمين التغريدة
لينكدين:

الثلاثاء ، 09/15/2020 - 05:38

لإنهاء الإصابات الجسدية الدائمة ، يتعين على مجتمعنا أن يختار: هل نلعب دور الله مع بيولوجيتنا البشرية أم أننا جزء من الآلة؟

حتى الآن في سلسلة مستقبل الصحة ، ركزنا على مستقبل الأدوية وعلاج الأمراض. وعلى الرغم من أن المرض هو السبب الأكثر شيوعًا لاستخدامنا لنظام الرعاية الصحية لدينا ، إلا أن الأسباب الأقل شيوعًا يمكن أن تكون الأكثر خطورة.

سواء ولدت بإعاقة جسدية أو تعرضت لإصابة تحد بشكل مؤقت أو دائم من قدرتك على الحركة ، فإن خيارات الرعاية الصحية المتاحة حاليًا لعلاجك غالبًا ما تكون محدودة. لم نمتلك الأدوات اللازمة لإصلاح الضرر الناجم عن الجينات المعيبة أو الإصابات الشديدة.

ولكن بحلول منتصف عام 2020 ، سينقلب هذا الوضع الراهن رأساً على عقب. بفضل التقدم في تحرير الجينوم الموصوف في الفصل السابق ، بالإضافة إلى التطورات في أجهزة الكمبيوتر المصغرة والروبوتات ، سينتهي عصر العجز الجسدي الدائم.

الإنسان كآلة

عندما يتعلق الأمر بالإصابات الجسدية التي تنطوي على فقدان أحد الأطراف ، يشعر البشر براحة مدهشة باستخدام الآلات والأدوات لاستعادة القدرة على الحركة. المثال الأكثر وضوحًا ، الأطراف الصناعية ، كان مستخدمًا لآلاف السنين ، يشار إليه عادة في الأدب اليوناني والروماني القديم. في عام 2000 ، اكتشف علماء الآثار ، البالغ من العمر 3,000 عام ، بقايا محنطة نبيلة مصرية كانت ترتدي إصبعًا اصطناعيًا مصنوعًا من الخشب والجلد.

بالنظر إلى هذا التاريخ الطويل في استخدام براعتنا لاستعادة مستوى معين من الحركة الجسدية والصحة ، فلا ينبغي أن يكون مفاجئًا أن استخدام التكنولوجيا الحديثة لاستعادة القدرة على الحركة الكاملة أمر مرحب به دون أدنى احتجاج.

الأطراف الصناعية الذكية

كما ذكرنا سابقًا ، على الرغم من أن مجال الأطراف الصناعية قديم ، إلا أنه كان بطيئًا في التطور. شهدت العقود القليلة الماضية تحسينات في الراحة والمظهر النابض بالحياة ، ولكن في العقد ونصف العقد الماضيين فقط تم إحراز تقدم حقيقي في هذا المجال من حيث التكلفة والوظائف وسهولة الاستخدام.

على سبيل المثال ، حيث كان يمكن للناس الآن أن يكلفوا ما يصل إلى 100,000 دولار أمريكي للأطراف الاصطناعية المخصصة استخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد لبناء الأطراف الاصطناعية المخصصة (في بعض الحالات) بأقل من 1,000 دولار.

في غضون ذلك ، لمرتدي الأرجل الاصطناعية الذين يجدون صعوبة في المشي أو صعود السلالم بشكل طبيعي ، شركات جديدة يستخدمون مجال المحاكاة الحيوية لبناء الأطراف الاصطناعية التي توفر تجربة المشي والجري بشكل أكثر طبيعية ، مع قطع منحنى التعلم اللازم لاستخدام هذه الأطراف الاصطناعية.

هناك مشكلة أخرى تتعلق بالأرجل الاصطناعية وهي أن المستخدمين غالبًا ما يجدونها مؤلمة عند ارتدائها لفترات طويلة من الوقت ، حتى لو كانت مصممة خصيصًا. ذلك لأن الأطراف الصناعية التي تحمل وزنًا تجبر جلد مريض البتر ولحمه حول جذعها على الانكسار بين العظام والأطراف الصناعية. أحد الخيارات للتغلب على هذه المشكلة هو تثبيت نوع من الموصلات العامة مباشرة في عظام مريض البتر (على غرار زراعة العين وزراعة الأسنان). وبهذه الطريقة ، يمكن "ربط الساق الاصطناعية مباشرة بالعظام". هذا يزيل آلام الجلد ويسمح أيضًا لمريض البتر بشراء مجموعة من الأطراف الصناعية ذات الإنتاج الضخم والتي لم تعد بحاجة إلى إنتاجها بكميات كبيرة.

لكن أحد أكثر التغييرات إثارة ، خاصة بالنسبة لمن بترت أطرافهم بأذرع أو أيدي اصطناعية ، هو استخدام تقنية سريعة التطور تسمى واجهة الدماغ والحاسوب (BCI).

حركة الكترونية تعمل بالطاقة الدماغية

نوقشت لأول مرة في موقعنا مستقبل الحاسبات تتضمن BCI استخدام غرسة أو جهاز مسح للدماغ لمراقبة موجات دماغك وربطها بأوامر للتحكم في أي شيء يتم تشغيله بواسطة الكمبيوتر.

في الواقع ، ربما لم تكن قد أدركت ذلك ، لكن بدايات BCI قد بدأت بالفعل. المبتورون هم الآن اختبار الأطراف الروبوتية يتحكم فيه العقل بشكل مباشر ، بدلاً من أجهزة الاستشعار المتصلة بجذع من يرتديها. وبالمثل ، فإن الأشخاص الذين يعانون من إعاقات شديدة (مثل المصابين بالشلل الرباعي) هم الآن باستخدام BCI لتوجيه الكراسي المتحركة الآلية والتلاعب بالأذرع الروبوتية. بحلول منتصف عام 2020 ، ستصبح BCI هي المعيار في مساعدة مبتوري الأطراف والأشخاص ذوي الإعاقة على عيش حياة أكثر استقلالية. وبحلول أوائل 2030 ، سيصبح BCI متقدمًا بما يكفي للسماح للأشخاص الذين يعانون من إصابات في العمود الفقري بالمشي مرة أخرى من خلال نقل أوامر المشي الخاصة بهم إلى جذعهم السفلي من خلال زرع العمود الفقري.

بالطبع ، ليس صنع الأطراف الصناعية الذكية هو كل ما سيتم استخدام الغرسات المستقبلية من أجله.

الغرسات الذكية

يتم الآن اختبار الغرسات لاستبدال أعضاء كاملة ، بهدف طويل المدى هو القضاء على أوقات الانتظار التي يواجهها المرضى عند انتظار عملية زرع من متبرع. من بين أكثر الأجهزة التي تحدثت عن أجهزة استبدال الأعضاء القلب الآلي. دخلت العديد من التصاميم إلى السوق ، ولكن من بين أكثر التصاميم الواعدة جهاز يضخ الدم في جميع أنحاء الجسم بدون نبض ... يعطي معنى جديدًا تمامًا للموتى السائرين.

هناك أيضًا فئة جديدة تمامًا من الغرسات المصممة لتحسين الأداء البشري ، بدلاً من مجرد إعادة الشخص إلى حالته الصحية. سنغطي هذه الأنواع من الغرسات في منطقتنا مستقبل التطور البشري سلسلة.

ولكن فيما يتعلق بالصحة ، فإن آخر نوع من الغرسات سنذكره هنا هو الجيل التالي من الغرسات المنظمة للصحة. فكر في هذه أجهزة تنظيم ضربات القلب التي تراقب جسمك بنشاط ، وتشارك القياسات الحيوية الخاصة بك مع تطبيق صحي على هاتفك ، وعندما تستشعر بداية المرض ، تطلق الأدوية أو التيارات الكهربائية لإعادة توازن جسمك.

في حين أن هذا قد يبدو مثل الخيال العلمي ، فإن DARPA (ذراع الأبحاث المتقدمة للجيش الأمريكي) تعمل بالفعل على مشروع يسمى إليكتركس، باختصار للوصفات الكهربائية. بناءً على العملية البيولوجية المعروفة باسم التعديل العصبي ، فإن هذه الزرعة الصغيرة ستراقب الجهاز العصبي المحيطي للجسم (الأعصاب التي تربط الجسم بالدماغ والحبل الشوكي) ، وعندما تكتشف خللاً قد يؤدي إلى المرض ، فإنها ستطلق الكهرباء. النبضات التي من شأنها إعادة التوازن إلى هذا الجهاز العصبي وكذلك تحفيز الجسم على شفاء نفسه.

تقنية النانو تسبح في دمك

تعد تقنية النانو موضوعًا ضخمًا له تطبيقات في مجموعة متنوعة من المجالات والصناعات. في جوهره ، مصطلح واسع لأي شكل من أشكال العلوم والهندسة والتكنولوجيا التي تقيس المواد وتعالجها أو تدمجها بمقياس 1 و 100 نانومتر. الصورة أدناه ستمنحك إحساسًا بالمقياس الذي تعمل فيه تقنية النانو.

في سياق الصحة ، يتم التحقيق في تكنولوجيا النانو كأداة يمكن أن تحدث ثورة في الرعاية الصحية من خلال استبدال الأدوية ومعظم العمليات الجراحية بالكامل بحلول أواخر 2030.

بعبارة أخرى ، تخيل أنك تستطيع أن تأخذ أفضل المعدات الطبية والمعرفة اللازمة لعلاج مرض ما أو إجراء عملية جراحية وترميزها في جرعة من محلول ملحي - جرعة يمكن تخزينها في حقنة ، وشحنها في أي مكان ، وحقنها في أي شخص محتاج. من الرعاية الطبية. إذا نجحت ، فقد تجعل كل شيء ناقشناه في الفصلين الأخيرين من هذه السلسلة قديمًا.

إيدو باتشيليت ، باحث رائد في مجال الروبوتات النانوية الجراحية ، تتصور في اليوم الذي تتطلب فيه عملية جراحية بسيطة أن يقوم الطبيب بحقن حقنة مليئة بالمليارات من الروبوتات النانوية المبرمجة مسبقًا في منطقة مستهدفة من جسمك.

ثم تنتشر هذه الروبوتات النانوية عبر جسمك بحثًا عن الأنسجة التالفة. بمجرد العثور عليهم ، يمكنهم بعد ذلك استخدام الإنزيمات لقطع خلايا الأنسجة التالفة بعيدًا عن الأنسجة السليمة. ثم يتم تحفيز خلايا الجسم السليمة للتخلص من الخلايا التالفة وتجديد الأنسجة حول التجويف الناتج عن إزالة الأنسجة التالفة. يمكن للروبوتات النانوية أن تستهدف الخلايا العصبية المحيطة وتثبطها لتقليل إشارات الألم وتقليل الالتهاب.

باستخدام هذه العملية ، يمكن أيضًا استخدام هذه الروبوتات النانوية لمهاجمة أشكال مختلفة من السرطان ، بالإضافة إلى العديد من الفيروسات والبكتيريا الغريبة التي قد تصيب جسمك. وبينما لا تزال هذه الروبوتات النانوية على بعد 15 عامًا على الأقل من الاعتماد الطبي الواسع النطاق ، فإن العمل على هذه التكنولوجيا يجري بالفعل كثيرًا. يوضح الرسم البياني أدناه كيف يمكن لتقنية النانو أن تعيد هندسة أجسامنا يومًا ما (عبر ActivistPost. com):

الطب التجديدي

باستخدام المصطلح الشامل ، الطب التجديدييستخدم هذا الفرع من البحث تقنيات في مجالات هندسة الأنسجة والبيولوجيا الجزيئية لاستعادة وظيفة الأنسجة والأعضاء المريضة أو التالفة. في الأساس ، يريد الطب التجديدي استخدام خلايا جسمك لإصلاح نفسها ، بدلاً من استبدال خلايا الجسم أو زيادتها بالأطراف الصناعية والآلات.

بطريقة ما ، هذا النهج في العلاج طبيعي أكثر بكثير من خيارات Robocop الموصوفة أعلاه. ولكن بالنظر إلى كل الاحتجاجات والمخاوف الأخلاقية التي رأيناها أثارت العقدين الماضيين حول الأطعمة المعدلة وراثيًا ، وأبحاث الخلايا الجذعية ، واستنساخ البشر وتعديل الجينوم مؤخرًا ، فمن العدل أن نقول إن الطب التجديدي سيواجه بعض المعارضة الشديدة.

في حين أنه من السهل استبعاد هذه المخاوف تمامًا ، فإن الحقيقة هي أن الجمهور لديه فهم أكثر حميمية وبديهية للتكنولوجيا مما هو عليه في علم الأحياء. تذكر أن الأطراف الصناعية موجودة منذ آلاف السنين ؛ لم تكن القدرة على قراءة الجينوم وتحريره ممكنة إلا منذ عام 2001. ولهذا السبب يفضل الكثير من الناس أن يصبحوا سايبورغ بدلًا من تعديل جيناتهم "التي وهبها الله".

لهذا السبب ، كخدمة عامة ، نأمل أن يساعد العرض الموجز لتقنيات الطب التجديدي أدناه في إزالة وصمة العار حول لعب دور الرب. بالترتيب الأقل إثارة للجدل بالنسبة لمعظم:

تغيير شكل الخلايا الجذعية

ربما تكون قد سمعت الكثير عن الخلايا الجذعية على مدى السنوات القليلة الماضية ، غالبًا ليس في أفضل صورة. ولكن بحلول عام 2025 ، سيتم استخدام الخلايا الجذعية لعلاج مجموعة متنوعة من الحالات الجسدية والإصابات.

قبل أن نشرح كيف سيتم استخدامها ، من المهم أن نتذكر أن الخلايا الجذعية موجودة في كل جزء من أجزاء الجسم ، في انتظار أن يتم استدعائها للعمل لإصلاح الأنسجة التالفة. في الواقع ، جميع الخلايا الـ 10 تريليونات التي تتكون منها أجسامنا نشأت من تلك الخلايا الجذعية الأولية من داخل رحم أمك. عندما يتشكل جسمك ، تخصصت تلك الخلايا الجذعية في خلايا الدماغ وخلايا القلب وخلايا الجلد ، إلخ.

في هذه الأيام ، يستطيع العلماء الآن تحويل أي مجموعة من الخلايا تقريبًا في جسمك العودة إلى تلك الخلايا الجذعية الأصلية. وهذه مشكلة كبيرة. نظرًا لأن الخلايا الجذعية قادرة على التحول إلى أي خلية في جسمك ، فيمكن استخدامها لعلاج أي جرح تقريبًا.

مبسط مثال من الخلايا الجذعية في العمل يشمل الأطباء أخذ عينات من الجلد لضحايا الحروق ، وتحويلها إلى خلايا جذعية ، وتنمية طبقة جديدة من الجلد في طبق بتري ، ثم استخدام ذلك الجلد المزروع حديثًا لتطعيم / استبدال الجلد المحترق للمريض. على مستوى أكثر تقدمًا ، يتم حاليًا اختبار الخلايا الجذعية كعلاج لـ يعالج أمراض القلب وحتى شفاء الحبال الشوكية للمصابين بشلل نصفي، مما يسمح لهم بالمشي مرة أخرى.

لكن أحد الاستخدامات الأكثر طموحًا لهذه الخلايا الجذعية يستخدم تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد المشهورة حديثًا.

الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد

3D bioprinting هو تطبيق طبي للطباعة ثلاثية الأبعاد حيث تتم طباعة الأنسجة الحية طبقة تلو الأخرى. وبدلاً من استخدام البلاستيك والمعادن مثل الطابعات ثلاثية الأبعاد العادية ، تستخدم الطابعات الحيوية ثلاثية الأبعاد (كما خمنت ذلك) الخلايا الجذعية كمواد بناء.

العملية الكلية لجمع الخلايا الجذعية وتنميتها هي نفس العملية الموضحة لمثال ضحية الحرق. ومع ذلك ، بمجرد زراعة عدد كافٍ من الخلايا الجذعية ، يمكن بعد ذلك إدخالها في الطابعة ثلاثية الأبعاد لتشكيل معظم الأشكال العضوية ثلاثية الأبعاد ، مثل الجلد البديل والأذنين والعظام ، وعلى وجه الخصوص ، يمكنهم أيضًا أجهزة الطباعة.

هذه الأعضاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد هي شكل متقدم من هندسة الأنسجة التي تمثل البديل العضوي لزراعة الأعضاء الاصطناعية المذكورة سابقًا. ومثل تلك الأعضاء الاصطناعية ، ستقلل هذه الأعضاء المطبوعة يومًا ما من النقص في التبرع بالأعضاء.

ومع ذلك ، فإن هذه الأعضاء المطبوعة تقدم أيضًا فائدة إضافية لصناعة الأدوية ، حيث يمكن استخدام هذه الأعضاء المطبوعة لتجارب أكثر دقة وأرخص للعقاقير واللقاحات. وبما أن هذه الأعضاء تُطبع باستخدام الخلايا الجذعية الخاصة بالمريض ، فإن خطر رفض الجهاز المناعي للمريض لهذه الأعضاء ينخفض بشكل كبير عند مقارنته بالأعضاء المتبرع بها من البشر والحيوانات وبعض الغرسات الميكانيكية.

في المستقبل ، بحلول الأربعينيات من القرن الماضي ، ستطبع الطابعات الحيوية ثلاثية الأبعاد المتقدمة أطرافًا كاملة يمكن إعادة ربطها بجذع مبتوري الأطراف ، مما يجعل الأطراف الاصطناعية متقادمة.

العلاج الجيني

مع العلاج الجيني ، يبدأ العلم في العبث بالطبيعة. هذا شكل من أشكال العلاج مصمم لتصحيح الاضطرابات الوراثية.

شرح ببساطة ، العلاج الجيني ينطوي على تسلسل الجينوم (DNA) الخاص بك ؛ ثم يتم تحليلها لاكتشاف الجينات المعيبة التي تسبب المرض ؛ ثم يتم تعديلها / تعديلها لاستبدال تلك العيوب بجينات صحية (في الوقت الحاضر باستخدام أداة كريسبر الموضحة في الفصل السابق) ؛ ثم في النهاية تعيد إدخال تلك الجينات الصحية الآن إلى جسمك لعلاج المرض المذكور.

بمجرد إتقانه ، يمكن استخدام العلاج الجيني لعلاج مجموعة من الأمراض ، مثل السرطان ، والإيدز ، والتليف الكيسي ، والهيموفيليا ، والسكري ، وأمراض القلب ، وحتى الإعاقات الجسدية المنتقاة مثل صمم.

الهندسة الوراثية

تدخل تطبيقات الرعاية الصحية للهندسة الوراثية منطقة رمادية حقيقية. من الناحية الفنية ، يعتبر تطوير الخلايا الجذعية والعلاج الجيني في حد ذاته شكلاً من أشكال الهندسة الوراثية ، وإن كان بسيطًا. ومع ذلك ، فإن تطبيقات الهندسة الوراثية التي تهم معظم الناس تتضمن الاستنساخ البشري وهندسة الأطفال المصممين والأشخاص الخارقين.

هذه الموضوعات سنتركها لسلسلة مستقبل التطور البشري. ولكن لأغراض هذا الفصل ، هناك تطبيق واحد للهندسة الوراثية ليس مثيرًا للجدل بنفس القدر ... حسنًا ، ما لم تكن نباتيًا.

حاليًا ، تعمل شركات مثل United Therapeutics على هندسة الخنازير وراثيا بأعضاء تحتوي على جينات بشرية. السبب وراء إضافة هذه الجينات البشرية هو تجنب رفض الجهاز المناعي للإنسان لزرع أعضاء الخنازير هذه.

بمجرد نجاحها ، يمكن تربية الماشية على نطاق واسع لتزويد كمية غير محدودة تقريبًا من الأعضاء البديلة من أجل "زرع الزينو" من حيوان إلى إنسان. يمثل هذا بديلاً للأعضاء الاصطناعية والمطبوعة ثلاثية الأبعاد أعلاه ، مع ميزة كونها أرخص من الأعضاء الاصطناعية وتقنيًا أكثر من الأعضاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد. ومع ذلك ، فإن عدد الأشخاص الذين لديهم أسباب أخلاقية ودينية لمعارضة هذا الشكل من إنتاج الأعضاء من المرجح أن يضمن عدم انتشار هذه التكنولوجيا مطلقًا في الاتجاه السائد.

لا مزيد من الإصابات الجسدية والإعاقات

بالنظر إلى قائمة غسيل أساليب العلاج التكنولوجي مقابل طرق العلاج البيولوجي التي ناقشناها للتو ، فمن المحتمل أن يكون عصر دائم ستنتهي الإصابات الجسدية والإعاقات في موعد لا يتجاوز منتصف الأربعينيات من القرن الماضي.

وعلى الرغم من أن المنافسة بين طرق العلاج المطابقة هذه لن تختفي أبدًا ، إلا أن تأثيرها الجماعي سيمثل إنجازًا حقيقيًا في مجال الرعاية الصحية للإنسان.

بالطبع ، هذه ليست القصة الكاملة. عند هذه النقطة ، استكشفت سلسلة مستقبل الصحة لدينا الخطط المتوقعة للقضاء على الأمراض والإصابات الجسدية ، ولكن ماذا عن صحتنا العقلية؟ في الفصل التالي ، سنناقش ما إذا كان بإمكاننا علاج عقولنا بنفس سهولة علاج أجسادنا.