lari kuantum

KREDIT GAMBAR: lari kuantum

Akhir dari cedera dan cacat fisik permanen: Masa Depan Kesehatan P4

David Tal, Penerbit, Futuris
@DavidTalWrites
LinkedIn

Sel, 09 / 15 / 2020 - 05: 38

Untuk mengakhiri cedera fisik permanen, masyarakat kita harus membuat pilihan: Apakah kita memainkan Tuhan dengan biologi manusia kita atau kita menjadi bagian dari mesin?

Sejauh ini dalam seri Masa Depan Kesehatan kami, kami berfokus pada masa depan obat-obatan dan penyembuhan penyakit. Dan sementara penyakit adalah alasan paling umum kita menggunakan sistem perawatan kesehatan kita, alasan yang kurang umum seringkali bisa menjadi yang paling serius.

Apakah Anda terlahir dengan cacat fisik atau menderita cedera yang sementara atau permanen membatasi mobilitas Anda, pilihan perawatan kesehatan yang saat ini tersedia untuk merawat Anda seringkali terbatas. Kami hanya belum memiliki alat untuk sepenuhnya memperbaiki kerusakan yang disebabkan oleh genetika yang salah atau cedera parah.

Tetapi pada pertengahan 2020-an, status quo ini akan terbalik. Berkat kemajuan dalam pengeditan genom yang dijelaskan dalam bab sebelumnya, serta kemajuan dalam komputer mini dan robotika, era kelemahan fisik permanen akan berakhir.

Manusia sebagai mesin

Ketika datang ke cedera fisik yang melibatkan kehilangan anggota badan, manusia memiliki kenyamanan yang mengejutkan dengan menggunakan mesin dan peralatan untuk mendapatkan kembali mobilitas. Contoh yang paling jelas, prosthetics, telah digunakan selama ribuan tahun, umumnya dirujuk dalam literatur Yunani dan Romawi kuno. Pada tahun 2000, para arkeolog menemukan benda berusia 3,000 tahun, sisa-sisa mumi dari seorang wanita bangsawan Mesir yang mengenakan kaki palsu yang terbuat dari kayu dan kulit.

Mengingat sejarah panjang penggunaan kecerdikan kita untuk memulihkan tingkat mobilitas fisik dan kesehatan tertentu, seharusnya tidak mengejutkan bahwa menggunakan teknologi modern untuk memulihkan mobilitas penuh disambut tanpa protes sedikit pun.

Prostetik pintar

Seperti disebutkan di atas, sementara bidang prostetik sudah kuno, perkembangannya juga lambat. Beberapa dekade terakhir ini telah melihat peningkatan dalam kenyamanan dan penampilan mereka yang hidup, tetapi hanya dalam satu setengah dekade terakhir kemajuan nyata telah dibuat di lapangan yang berkaitan dengan biaya, fungsionalitas, dan kegunaan.

Misalnya, di mana dulu biayanya hingga $100,000 untuk prostetik khusus, sekarang orang bisa gunakan printer 3D untuk membuat prostetik khusus (dalam beberapa kasus) kurang dari $1,000.

Sedangkan bagi pengguna kaki palsu yang kesulitan berjalan atau menaiki tangga secara alami, perusahaan baru menggunakan bidang biomimikri untuk membuat prostetik yang memberikan pengalaman berjalan dan berlari yang lebih alami, sekaligus memangkas kurva pembelajaran yang diperlukan untuk menggunakan prostetik ini.

Masalah lain dengan kaki palsu adalah bahwa pengguna sering merasa sakit untuk dipakai untuk waktu yang lama, bahkan jika itu dibuat khusus. Itu karena prosthetics bantalan beban memaksa kulit dan daging orang yang diamputasi di sekitar tunggul mereka untuk dihancurkan di antara tulang dan prostetik mereka. Salah satu pilihan untuk mengatasi masalah ini adalah memasang semacam konektor universal langsung ke tulang orang yang diamputasi (mirip dengan implan mata dan gigi). Dengan begitu, kaki palsu bisa langsung “disekrupkan ke tulang”. Ini menghilangkan rasa sakit pada kulit dan juga memungkinkan orang yang diamputasi untuk membeli berbagai prostetik yang diproduksi secara massal yang tidak lagi perlu diproduksi secara massal.

Namun salah satu perubahan yang paling menarik, terutama bagi orang yang diamputasi dengan lengan atau tangan palsu, adalah penggunaan teknologi yang berkembang pesat yang disebut Brain-Computer Interface (BCI).

Gerakan bionik bertenaga otak

Pertama dibahas di kami Masa Depan Komputer seri, BCI melibatkan penggunaan implan atau perangkat pemindaian otak untuk memantau gelombang otak Anda dan mengaitkannya dengan perintah untuk mengontrol apa pun yang dijalankan oleh komputer.

Sebenarnya, Anda mungkin tidak menyadarinya, tetapi awal dari BCI sudah dimulai. Diamputasi sekarang menguji anggota badan robot dikendalikan langsung oleh pikiran, bukan melalui sensor yang melekat pada tunggul pemakainya. Demikian juga, penyandang disabilitas berat (seperti lumpuh) sekarang menggunakan BCI untuk mengarahkan kursi roda bermotor mereka dan memanipulasi lengan robot. Pada pertengahan 2020-an, BCI akan menjadi standar dalam membantu orang yang diamputasi dan penyandang disabilitas menjalani kehidupan yang lebih mandiri. Dan pada awal 2030-an, BCI akan menjadi cukup maju untuk memungkinkan orang dengan cedera tulang belakang berjalan lagi dengan menyampaikan perintah pikiran berjalan mereka ke tubuh bagian bawah melalui implan tulang belakang.

Tentu saja, membuat prostetik pintar tidak hanya akan digunakan untuk implan masa depan.

Implan pintar

Implan sekarang sedang diuji untuk menggantikan seluruh organ, dengan tujuan jangka panjang untuk menghilangkan waktu tunggu yang dihadapi pasien saat menunggu transplantasi donor. Di antara perangkat pengganti organ yang paling banyak dibicarakan adalah jantung bionik. Beberapa desain telah memasuki pasar, tetapi di antara yang paling menjanjikan adalah a alat yang memompa darah ke seluruh tubuh tanpa denyut nadi … memberikan arti baru bagi orang mati yang berjalan.

Ada juga implan kelas baru yang dirancang untuk meningkatkan kinerja manusia, bukan hanya mengembalikan seseorang ke keadaan sehat. Jenis implan ini akan kami bahas di Masa Depan Evolusi Manusia series.

Namun terkait dengan kesehatan, jenis implan terakhir yang akan kami sebutkan di sini adalah implan pengatur kesehatan generasi mendatang. Anggap ini sebagai alat pacu jantung yang secara aktif memantau tubuh Anda, berbagi biometrik Anda dengan aplikasi kesehatan di ponsel Anda, dan ketika merasakan timbulnya penyakit melepaskan obat-obatan atau arus listrik untuk menyeimbangkan kembali tubuh Anda.

Meskipun ini mungkin terdengar seperti Sci-Fi, DARPA (lengan penelitian lanjutan militer AS) sudah mengerjakan sebuah proyek yang disebut PilihanRx, kependekan dari Resep Listrik. Berdasarkan proses biologis yang dikenal sebagai neuromodulasi, implan kecil ini akan memantau sistem saraf tepi tubuh (saraf yang menghubungkan tubuh dengan otak dan sumsum tulang belakang), dan ketika mendeteksi ketidakseimbangan yang dapat menyebabkan penyakit, ia akan melepaskan aliran listrik. impuls yang akan menyeimbangkan sistem saraf ini serta merangsang tubuh untuk menyembuhkan dirinya sendiri.

Nanoteknologi berenang melalui darah Anda

Nanoteknologi adalah topik besar yang memiliki aplikasi di berbagai bidang dan industri. Pada intinya, ini adalah istilah luas untuk segala bentuk sains, teknik, dan teknologi yang mengukur, memanipulasi, atau menggabungkan material pada skala 1 dan 100 nanometer. Gambar di bawah ini akan memberi Anda gambaran tentang skala nanoteknologi yang bekerja di dalamnya.

Dalam konteks kesehatan, nanoteknologi sedang diselidiki sebagai alat yang dapat merevolusi perawatan kesehatan dengan mengganti obat-obatan dan sebagian besar operasi seluruhnya pada akhir 2030-an.

Dengan kata lain, bayangkan Anda dapat mengambil peralatan medis terbaik dan pengetahuan yang diperlukan untuk mengobati penyakit atau melakukan operasi dan mengkodekannya ke dalam dosis salin—dosis yang dapat disimpan dalam jarum suntik, dikirim ke mana saja, dan disuntikkan ke siapa pun yang membutuhkan dari perawatan medis. Jika berhasil, itu bisa membuat semua yang kita bahas di dua bab terakhir dari seri ini menjadi usang.

Ido Bachelet, seorang peneliti terkemuka dalam nanorobotics bedah, membayangkan suatu hari ketika operasi kecil hanya melibatkan seorang dokter yang menyuntikkan jarum suntik yang diisi dengan miliaran nanobot yang telah diprogram sebelumnya ke wilayah target tubuh Anda.

Nanobot itu kemudian akan menyebar ke seluruh tubuhmu mencari jaringan yang rusak. Setelah ditemukan, mereka kemudian akan menggunakan enzim untuk memotong sel-sel jaringan yang rusak dari jaringan yang sehat. Sel-sel tubuh yang sehat kemudian akan dirangsang untuk membuang sel-sel yang rusak dan meregenerasi jaringan di sekitar rongga yang terbentuk dari pengangkatan jaringan yang rusak. Nanobots bahkan dapat menargetkan dan menekan sel-sel saraf di sekitarnya untuk menumpulkan sinyal rasa sakit dan mengurangi peradangan.

Dengan menggunakan proses ini, nanobots ini juga dapat diterapkan untuk menyerang berbagai bentuk kanker, serta berbagai virus dan bakteri asing yang mungkin menginfeksi tubuh Anda. Dan sementara nanobot ini masih setidaknya 15 tahun lagi dari adopsi medis secara luas, pekerjaan pada teknologi ini sudah sangat banyak berlangsung. Infografis di bawah ini menguraikan bagaimana teknologi nano suatu hari nanti dapat merekayasa ulang tubuh kita (via AktivisPost.com):

Pengobatan regeneratif

Menggunakan istilah payung, obat regeneratif, cabang penelitian ini menggunakan teknik dalam bidang rekayasa jaringan dan biologi molekuler untuk memulihkan fungsi jaringan dan organ yang sakit atau rusak. Pada dasarnya, pengobatan regeneratif ingin menggunakan sel-sel tubuh Anda untuk memperbaiki diri sendiri, daripada mengganti atau menambah sel-sel tubuh Anda dengan prostetik dan mesin.

Di satu sisi, pendekatan penyembuhan ini jauh lebih alami daripada opsi Robocop yang dijelaskan di atas. Tetapi mengingat semua protes dan masalah etika yang telah kita lihat selama dua dekade terakhir ini atas makanan transgenik, penelitian sel induk, dan yang terbaru kloning manusia dan pengeditan genom, wajar untuk mengatakan bahwa pengobatan regeneratif akan menghadapi beberapa tentangan berat.

Meskipun mudah untuk mengabaikan kekhawatiran ini secara langsung, kenyataannya adalah bahwa masyarakat memiliki pemahaman teknologi yang jauh lebih intim dan intuitif daripada biologi. Ingat, prostetik telah ada selama ribuan tahun; kemampuan membaca dan mengedit genom baru dimungkinkan sejak tahun 2001. Itulah mengapa banyak orang lebih memilih menjadi cyborg daripada mengubah genetika "yang diberikan Tuhan" mereka.

Oleh karena itu, sebagai pengabdian masyarakat, kami berharap gambaran singkat tentang teknik pengobatan regeneratif di bawah ini dapat membantu menghilangkan stigma tentang bermain-main dengan Tuhan. Dalam urutan paling tidak kontroversial untuk sebagian besar:

Sel induk yang berubah bentuk

Anda mungkin telah mendengar banyak tentang sel induk selama beberapa tahun terakhir, seringkali tidak dalam cahaya terbaik. Namun pada tahun 2025, sel punca akan digunakan untuk menyembuhkan berbagai kondisi fisik dan cedera.

Sebelum kita menjelaskan bagaimana mereka akan digunakan, penting untuk diingat bahwa sel punca berada di setiap bagian tubuh kita, menunggu dipanggil untuk bertindak untuk memperbaiki jaringan yang rusak. Faktanya, semua 10 triliun sel yang membentuk tubuh kita berasal dari sel induk awal dari dalam rahim ibumu. Saat tubuh Anda terbentuk, sel-sel induk itu berspesialisasi menjadi sel-sel otak, sel-sel jantung, sel-sel kulit, dll.

Hari-hari ini, para ilmuwan sekarang dapat mengubah hampir semua kelompok sel di tubuh Anda kembali ke sel induk asli itu. Dan itu adalah masalah besar. Karena sel punca dapat berubah menjadi sel apa pun di tubuh Anda, sel punca dapat digunakan untuk menyembuhkan hampir semua luka.

A disederhanakan contoh Sel punca yang bekerja melibatkan dokter yang mengambil sampel kulit korban luka bakar, mengubahnya menjadi sel punca, menumbuhkan lapisan kulit baru di cawan petri, dan kemudian menggunakan kulit yang baru tumbuh itu untuk mencangkok/mengganti kulit pasien yang terbakar. Pada tingkat yang lebih lanjut, sel punca saat ini sedang diuji sebagai pengobatan untuk menyembuhkan penyakit jantung dan bahkan menyembuhkan sumsum tulang belakang paraplegia, memungkinkan mereka untuk berjalan lagi.

Tetapi salah satu penggunaan yang lebih ambisius dari sel punca ini adalah penggunaan teknologi pencetakan 3D yang baru dipopulerkan.

bioprinting 3D

Bioprinting 3D adalah aplikasi medis dari pencetakan 3D dimana jaringan hidup dicetak lapis demi lapis. Dan alih-alih menggunakan plastik dan logam seperti printer 3D biasa, bioprinter 3D menggunakan (Anda dapat menebaknya) sel punca sebagai bahan bangunan.

Keseluruhan proses pengumpulan dan pertumbuhan sel punca sama dengan proses yang diuraikan pada contoh korban luka bakar. Namun, setelah sel induk cukup tumbuh, mereka kemudian dapat dimasukkan ke dalam printer 3D untuk membentuk hampir semua bentuk organik 3D, seperti kulit pengganti, telinga, tulang, dan, khususnya, mereka juga dapat organ cetak.

Organ tercetak 3D ini adalah bentuk lanjutan dari rekayasa jaringan yang mewakili alternatif organik untuk implan organ buatan yang disebutkan sebelumnya. Dan seperti organ buatan itu, organ yang dicetak ini suatu hari nanti akan mengurangi kekurangan donor organ.

Meskipun demikian, organ tercetak ini juga memberikan manfaat tambahan bagi industri farmasi, karena organ tercetak ini dapat digunakan untuk uji coba obat dan vaksin yang lebih akurat dan lebih murah. Dan karena organ-organ ini dicetak menggunakan sel induk pasien sendiri, risiko sistem kekebalan pasien menolak organ-organ ini turun drastis jika dibandingkan dengan organ yang disumbangkan dari manusia, hewan, dan implan mekanis tertentu.

Lebih jauh ke masa depan, pada tahun 2040-an, bioprinter 3D canggih akan mencetak seluruh anggota badan yang dapat disambungkan kembali ke tunggul orang yang diamputasi, sehingga membuat prostetik menjadi usang.

Terapi gen

Dengan terapi gen, ilmu pengetahuan mulai merusak alam. Ini adalah bentuk pengobatan yang dirancang untuk memperbaiki kelainan genetik.

Dijelaskan secara sederhana, terapi gen melibatkan pengurutan genom Anda (DNA); kemudian dianalisis untuk menemukan gen cacat yang menyebabkan penyakit; kemudian diubah/diedit untuk menggantikan cacat tersebut dengan gen yang sehat (saat ini menggunakan alat CRISPR yang dijelaskan dalam bab sebelumnya); dan akhirnya memperkenalkan kembali gen yang sekarang sehat itu kembali ke tubuh Anda untuk menyembuhkan penyakit tersebut.

Setelah disempurnakan, terapi gen dapat digunakan untuk menyembuhkan berbagai penyakit, seperti kanker, AIDS, cystic fibrosis, hemofilia, diabetes, penyakit jantung, bahkan cacat fisik tertentu seperti keadaan tuli.

Rekayasa genetika

Aplikasi kesehatan dari rekayasa genetika memasuki area abu-abu yang sebenarnya. Secara teknis, pengembangan sel punca dan terapi gen itu sendiri merupakan bentuk rekayasa genetika, meskipun ringan. Namun, aplikasi rekayasa genetika yang menjadi perhatian kebanyakan orang melibatkan kloning manusia dan rekayasa bayi perancang dan manusia super.

Topik-topik ini akan kita tinggalkan pada seri Masa Depan Evolusi Manusia. Tetapi untuk tujuan bab ini, ada satu aplikasi rekayasa genetika yang tidak begitu kontroversial … yah, kecuali Anda seorang vegan.

Saat ini, perusahaan seperti United Therapeutics sedang bekerja untuk babi rekayasa genetika dengan organ yang mengandung gen manusia. Alasan di balik penambahan gen manusia ini adalah untuk menghindari organ babi ini ditolak oleh sistem kekebalan manusia tempat mereka ditanamkan.

Setelah berhasil, ternak dapat ditumbuhkan dalam skala besar untuk memasok organ pengganti dalam jumlah yang hampir tak terbatas untuk "transplantasi xeno" dari hewan ke manusia. Ini merupakan alternatif untuk organ buatan dan organ cetak 3D di atas, dengan keuntungan lebih murah daripada organ buatan dan lebih jauh secara teknis daripada organ cetak 3D. Konon, jumlah orang dengan alasan etis dan agama untuk menentang bentuk produksi organ ini kemungkinan akan memastikan bahwa teknologi ini tidak pernah benar-benar menjadi arus utama.

Tidak ada lagi cedera fisik dan cacat

Mengingat daftar cucian metode pengobatan teknologi vs biologis yang baru saja kita bahas, kemungkinan era permanen cedera fisik dan kecacatan akan berakhir paling lambat pada pertengahan tahun 2040-an.

Dan sementara persaingan antara metode pengobatan diametris ini tidak akan pernah benar-benar hilang, pada umumnya, dampak kolektifnya akan mewakili pencapaian sejati dalam perawatan kesehatan manusia.

Tentu saja, ini bukan keseluruhan cerita. Pada titik ini, seri Masa Depan Kesehatan kami telah mengeksplorasi rencana yang diperkirakan untuk menghilangkan penyakit dan cedera fisik, tetapi bagaimana dengan kesehatan mental kita? Dalam bab berikutnya, kita akan membahas apakah kita dapat menyembuhkan pikiran kita semudah tubuh kita.