Quantumrun

KREDIT GAMBAR: Quantumrun

Tamat kecederaan fizikal kekal dan hilang upaya: Masa Depan Kesihatan P4

David Tal, Penerbit, Futurist
@Davidtalwrites
LinkedIn

Sel, 09/15/2020 - 05:38

Untuk menamatkan kecederaan fizikal yang kekal, masyarakat kita perlu membuat pilihan: Adakah kita memainkan Tuhan dengan biologi manusia kita atau adakah kita menjadi sebahagian daripada mesin?

Setakat ini dalam siri Masa Depan Kesihatan kami, kami telah memfokuskan pada masa depan farmaseutikal dan menyembuhkan penyakit. Dan walaupun penyakit adalah sebab paling biasa kita menggunakan sistem penjagaan kesihatan kita, sebab yang kurang biasa selalunya boleh menjadi yang paling teruk.

Sama ada anda dilahirkan dengan kecacatan fizikal atau mengalami kecederaan yang mengehadkan pergerakan anda buat sementara waktu atau kekal, pilihan penjagaan kesihatan yang tersedia pada masa ini untuk merawat anda selalunya terhad. Kami hanya tidak mempunyai alat untuk membaiki sepenuhnya kerosakan yang disebabkan oleh genetik yang rosak atau kecederaan yang teruk.

Tetapi menjelang pertengahan 2020-an, status quo ini akan terbalik. Terima kasih kepada kemajuan dalam penyuntingan genom yang diterangkan dalam bab sebelumnya, serta kemajuan dalam komputer kecil dan robotik, era kelemahan fizikal kekal akan berakhir.

Manusia sebagai mesin

Apabila bercakap mengenai kecederaan fizikal yang melibatkan kehilangan anggota badan, manusia mempunyai keselesaan yang mengejutkan dengan menggunakan mesin dan alatan untuk mendapatkan semula mobiliti. Contoh yang paling jelas, prostetik, telah digunakan selama beribu tahun, biasanya dirujuk dalam kesusasteraan Yunani dan Rom kuno. Pada tahun 2000, ahli arkeologi menemui 3,000 tahun, jenazah mumia seorang wanita bangsawan Mesir yang memakai jari kaki palsu yang diperbuat daripada kayu dan kulit.

Memandangkan sejarah panjang menggunakan kebijaksanaan kami untuk memulihkan tahap mobiliti fizikal dan kesihatan tertentu, tidaklah mengejutkan bahawa menggunakan teknologi moden untuk memulihkan mobiliti penuh disambut baik tanpa bantahan sedikit pun.

Prostetik pintar

Seperti yang dinyatakan di atas, walaupun bidang prostetik adalah kuno, ia juga lambat untuk berkembang. Beberapa dekad yang lalu telah menyaksikan peningkatan dalam keselesaan dan penampilan mereka yang seperti hidup, tetapi hanya dalam setengah dekad yang lalu kemajuan sebenar telah dicapai dalam bidang yang berkaitan dengan kos, kefungsian dan kebolehgunaan.

Sebagai contoh, apabila ia akan menelan kos sehingga $100,000 untuk prostetik tersuai, orang kini boleh gunakan pencetak 3D untuk membina prostetik tersuai (dalam beberapa kes) kurang daripada $1,000.

Manakala bagi pemakai kaki palsu yang sukar berjalan atau menaiki tangga secara semula jadi, syarikat baru menggunakan bidang biomimikri untuk membina prostetik yang memberikan pengalaman berjalan dan berlari yang lebih semula jadi, di samping mengurangkan keluk pembelajaran yang diperlukan untuk menggunakan prostetik ini.

Isu lain dengan kaki prostetik ialah pengguna sering merasa sakit untuk dipakai untuk jangka masa yang lama, walaupun ia dibina khas. Ini kerana prostetik penahan berat memaksa kulit dan daging orang yang diamputasi di sekeliling tunggul mereka dihancurkan di antara tulang dan prostetik mereka. Satu pilihan untuk mengatasi masalah ini ialah memasang sejenis penyambung universal terus ke dalam tulang orang yang diamputasi (serupa dengan implan okular dan pergigian). Dengan cara itu, kaki palsu boleh terus "disumbat ke dalam tulang." Ini menghilangkan kulit pada sakit daging dan juga membolehkan orang yang diamputasi membeli rangkaian prostetik yang dihasilkan secara besar-besaran yang tidak lagi perlu dihasilkan secara besar-besaran.

Tetapi salah satu perubahan yang paling menarik, terutamanya bagi mereka yang diamputasi dengan lengan atau tangan palsu, adalah penggunaan teknologi yang pesat membangun yang dipanggil Brain-Computer Interface (BCI).

Pergerakan bionik dikuasakan otak

Pertama kali dibincangkan dalam kami Masa Depan Komputer siri, BCI melibatkan penggunaan implan atau peranti pengimbasan otak untuk memantau gelombang otak anda dan mengaitkannya dengan arahan untuk mengawal apa sahaja yang dijalankan oleh komputer.

Sebenarnya, anda mungkin tidak menyedarinya, tetapi permulaan BCI telah pun bermula. Orang Amputasi kini menguji anggota robot dikawal terus oleh minda, bukannya melalui sensor yang dipasang pada tunggul pemakai. Begitu juga, orang kurang upaya yang teruk (seperti quadriplegics) kini menggunakan BCI untuk mengemudi kerusi roda bermotor mereka dan memanipulasi lengan robot. Menjelang pertengahan 2020-an, BCI akan menjadi standard dalam membantu orang yang diamputasi dan orang kurang upaya menjalani kehidupan yang lebih berdikari. Dan menjelang awal 2030-an, BCI akan menjadi cukup maju untuk membolehkan orang yang mengalami kecederaan tulang belakang berjalan semula dengan menyampaikan arahan pemikiran berjalan mereka ke bahagian bawah badan mereka melalui implan tulang belakang.

Sudah tentu, membuat prostetik pintar bukanlah semua yang akan digunakan untuk implan masa depan.

Implan pintar

Implan kini sedang diuji untuk menggantikan keseluruhan organ, dengan matlamat jangka panjang untuk menghapuskan masa menunggu yang dihadapi oleh pesakit semasa menunggu pemindahan penderma. Antara alat pengganti organ yang paling banyak diperkatakan ialah jantung bionik. Beberapa reka bentuk telah memasuki pasaran, tetapi antara yang paling menjanjikan ialah a peranti yang mengepam darah ke seluruh badan tanpa nadi … memberi makna baharu kepada orang yang mati berjalan.

Terdapat juga kelas implan yang sama sekali baharu yang direka untuk meningkatkan prestasi manusia, bukannya hanya mengembalikan seseorang kepada keadaan sihat. Jenis implan ini akan kami bincangkan dalam kami Masa Depan Evolusi Manusia siri.

Tetapi kerana ia berkaitan dengan kesihatan, jenis implan terakhir yang akan kami nyatakan di sini ialah implan pengawal selia kesihatan generasi akan datang. Anggap ini sebagai perentak jantung yang memantau badan anda secara aktif, berkongsi biometrik anda dengan aplikasi kesihatan pada telefon anda dan apabila ia merasakan permulaan penyakit mengeluarkan ubat atau arus elektrik untuk mengimbangi semula badan anda.

Walaupun ini mungkin terdengar seperti Sci-Fi, DARPA (cabang penyelidikan lanjutan tentera AS) sudahpun mengusahakan projek yang dipanggil ElectRx, singkatan untuk Preskripsi Elektrik. Berdasarkan proses biologi yang dikenali sebagai neuromodulasi, implan kecil ini akan memantau sistem saraf periferi badan (saraf yang menghubungkan badan ke otak dan saraf tunjang), dan apabila ia mengesan ketidakseimbangan yang boleh membawa kepada penyakit, ia akan melepaskan elektrik. impuls yang akan mengimbangi semula sistem saraf ini serta merangsang badan untuk menyembuhkan dirinya sendiri.

Nanoteknologi berenang melalui darah anda

Nanoteknologi adalah topik besar yang mempunyai aplikasi dalam pelbagai bidang dan industri. Pada terasnya, ia adalah istilah luas untuk sebarang bentuk sains, kejuruteraan dan teknologi yang mengukur, memanipulasi atau menggabungkan bahan pada skala 1 dan 100 nanometer. Imej di bawah akan memberi anda gambaran tentang skala nanoteknologi berfungsi.

Dalam konteks kesihatan, teknologi nano sedang disiasat sebagai alat yang boleh merevolusikan penjagaan kesihatan dengan menggantikan ubat-ubatan dan kebanyakan pembedahan sepenuhnya menjelang akhir 2030-an.

Dengan kata lain, bayangkan anda boleh mengambil peralatan dan pengetahuan perubatan terbaik yang diperlukan untuk merawat penyakit atau melakukan pembedahan dan menyandikannya ke dalam dos garam—dos yang boleh disimpan dalam picagari, dihantar ke mana-mana dan disuntik kepada sesiapa yang memerlukan. penjagaan perubatan. Jika berjaya, ia boleh menjadikan semua yang kita bincangkan dalam dua bab terakhir siri ini menjadi usang.

Ido Bachelet, seorang penyelidik terkemuka dalam nanorobotik pembedahan, envisions hari apabila pembedahan kecil hanya melibatkan seorang doktor menyuntik picagari yang diisi dengan berbilion-bilion nanobot yang telah diprogramkan ke dalam kawasan sasaran badan anda.

Nanobot tersebut kemudiannya akan merebak melalui badan anda mencari tisu yang rosak. Setelah ditemui, mereka kemudian akan menggunakan enzim untuk memotong sel-sel tisu yang rosak dari tisu yang sihat. Sel-sel badan yang sihat kemudiannya akan dirangsang untuk membuang sel-sel yang rosak dan menjana semula tisu di sekeliling rongga yang terhasil daripada penyingkiran tisu yang rosak. Nanobots malah boleh menyasarkan dan menekan sel-sel saraf di sekeliling untuk membosankan isyarat sakit dan mengurangkan keradangan.

Menggunakan proses ini, nanobot ini juga boleh digunakan untuk menyerang pelbagai bentuk kanser, serta pelbagai virus dan bakteria asing yang mungkin menjangkiti badan anda. Dan sementara nanobots ini masih sekurang-kurangnya 15 tahun lagi daripada penggunaan perubatan yang meluas, kerja-kerja teknologi ini sudah banyak dijalankan. Infografik di bawah menggariskan bagaimana teknologi nano boleh merekayasa semula badan kita suatu hari nanti (melalui ActivistPost.com):

Ubat regeneratif

Menggunakan istilah payung, ubat regeneratif, cabang penyelidikan ini menggunakan teknik dalam bidang kejuruteraan tisu dan biologi molekul untuk memulihkan fungsi tisu dan organ yang berpenyakit atau rosak. Pada asasnya, ubat regeneratif mahu menggunakan sel badan anda untuk membaiki diri, bukannya menggantikan atau menambah sel badan anda dengan prostetik dan mesin.

Dari satu segi, pendekatan untuk penyembuhan ini jauh lebih semula jadi daripada pilihan Robocop yang diterangkan di atas. Tetapi memandangkan semua bantahan dan kebimbangan etika yang telah kami lihat telah dibangkitkan dalam dua dekad yang lalu mengenai makanan GMO, penyelidikan sel stem, dan terbaru pengklonan manusia dan penyuntingan genom, adalah adil untuk mengatakan bahawa ubat regeneratif akan menghadapi beberapa tentangan yang berat.

Walaupun mudah untuk mengetepikan kebimbangan ini secara langsung, realitinya ialah orang ramai mempunyai pemahaman teknologi yang jauh lebih intim dan intuitif daripada biologi. Ingat, prostetik telah wujud selama beribu tahun; boleh membaca dan mengedit genom hanya boleh dilakukan sejak 2001. Itulah sebabnya ramai orang lebih suka menjadi cyborg daripada genetik "diberikan Tuhan" mereka bermain-main.

Itulah sebabnya, sebagai perkhidmatan awam, kami berharap gambaran ringkas tentang teknik perubatan regeneratif di bawah akan membantu menghilangkan stigma tentang bermain Tuhan. Mengikut urutan paling tidak kontroversi kepada kebanyakan:

Sel stem yang berubah bentuk

Anda mungkin telah mendengar banyak tentang sel stem sejak beberapa tahun kebelakangan ini, selalunya tidak dalam cahaya yang terbaik. Tetapi menjelang 2025, sel stem akan digunakan untuk menyembuhkan pelbagai keadaan fizikal dan kecederaan.

Sebelum kita menerangkan cara ia akan digunakan, adalah penting untuk diingat bahawa sel stem berada di setiap bahagian badan kita, menunggu untuk dipanggil bertindak untuk membaiki tisu yang rosak. Sebenarnya, kesemua 10 trilion sel yang membentuk badan kita berasal daripada sel stem awal dari dalam rahim ibu anda. Semasa badan anda terbentuk, sel stem tersebut mengkhususkan diri kepada sel otak, sel jantung, sel kulit, dsb.

Pada masa kini, saintis kini dapat mengubah hampir semua kumpulan sel dalam badan anda kembali ke dalam sel stem asal tersebut. Dan itu adalah masalah besar. Oleh kerana sel stem boleh berubah menjadi mana-mana sel dalam badan anda, ia boleh digunakan untuk menyembuhkan hampir semua luka.

Yang dipermudahkan contoh sel stem di tempat kerja melibatkan doktor mengambil sampel kulit mangsa terbakar, mengubahnya menjadi sel stem, menumbuhkan lapisan kulit baharu dalam piring petri, dan kemudian menggunakan kulit yang baru tumbuh itu untuk mencantum/menggantikan kulit pesakit yang terbakar. Pada tahap yang lebih maju, sel stem sedang diuji sebagai rawatan untuk mengubati penyakit jantung dan malah menyembuhkan saraf tunjang orang lumpuh, membolehkan mereka berjalan semula.

Tetapi salah satu penggunaan sel stem yang lebih bercita-cita tinggi ini menggunakan teknologi percetakan 3D yang baru dipopularkan.

Pencetakan bio 3D

Pencetakan bio 3D ialah aplikasi perubatan percetakan 3D di mana tisu hidup dicetak lapisan demi lapisan. Dan bukannya menggunakan plastik dan logam seperti pencetak 3D biasa, pencetak bio 3D menggunakan (anda menekanya) sel stem sebagai bahan binaan.

Proses keseluruhan mengumpul dan mengembangkan sel stem adalah sama seperti proses yang digariskan untuk contoh mangsa terbakar. Walau bagaimanapun, apabila sel stem yang mencukupi ditanam, ia kemudiannya boleh dimasukkan ke dalam pencetak 3D untuk membentuk kebanyakan bentuk organik 3D, seperti kulit gantian, telinga, tulang, dan, khususnya, ia juga boleh organ cetakan.

Organ bercetak 3D ini merupakan bentuk lanjutan kejuruteraan tisu yang mewakili alternatif organik kepada implan organ tiruan yang dinyatakan sebelum ini. Dan seperti organ tiruan itu, organ yang dicetak ini suatu hari nanti akan mengurangkan kekurangan pendermaan organ.

Walau bagaimanapun, organ bercetak ini juga memberikan manfaat tambahan untuk industri farmaseutikal, kerana organ bercetak ini boleh digunakan untuk ujian ubat dan vaksin yang lebih tepat dan lebih murah. Dan oleh kerana organ ini dicetak menggunakan sel stem pesakit sendiri, risiko sistem imun pesakit menolak organ ini jatuh secara drastik jika dibandingkan dengan organ yang didermakan daripada manusia, haiwan, dan implan mekanikal tertentu.

Pada masa hadapan, menjelang 2040-an, pencetak bio 3D termaju akan mencetak seluruh anggota badan yang boleh disambung semula pada tunggul orang yang diamputasi, dengan itu menjadikan prostetik usang.

Terapi gen

Dengan terapi gen, sains mula mengganggu alam semula jadi. Ini adalah satu bentuk rawatan yang direka untuk membetulkan gangguan genetik.

Diterangkan secara ringkas, terapi gen melibatkan urutan genom (DNA) anda; kemudian dianalisis untuk mencari gen yang rosak yang menyebabkan penyakit; kemudian diubah/diedit untuk menggantikan kecacatan tersebut dengan gen yang sihat (kini menggunakan alat CRISPR yang dijelaskan dalam bab sebelumnya); dan kemudian akhirnya memperkenalkan semula gen yang kini sihat itu kembali ke dalam badan anda untuk menyembuhkan penyakit tersebut.

Setelah disempurnakan, terapi gen boleh digunakan untuk menyembuhkan pelbagai penyakit, seperti kanser, AIDS, cystic fibrosis, hemofilia, kencing manis, penyakit jantung, malah pilihan kecacatan fizikal seperti pekak.

Kejuruteraan genetik

Aplikasi penjagaan kesihatan kejuruteraan genetik memasuki kawasan kelabu sebenar. Secara teknikal, pembangunan sel stem dan terapi gen adalah bentuk kejuruteraan genetik, walaupun ringan. Walau bagaimanapun, aplikasi kejuruteraan genetik yang melibatkan kebanyakan orang melibatkan pengklonan manusia dan kejuruteraan bayi pereka dan manusia super.

Topik ini akan kami serahkan kepada siri Masa Depan Evolusi Manusia kami. Tetapi untuk tujuan bab ini, terdapat satu aplikasi kejuruteraan genetik yang tidak begitu kontroversi … baik, melainkan anda seorang vegan.

Pada masa ini, syarikat seperti United Therapeutics sedang berusaha untuk babi kejuruteraan genetik dengan organ yang mengandungi gen manusia. Sebab di sebalik penambahan gen manusia ini adalah untuk mengelakkan organ babi ini ditolak oleh sistem imun manusia yang ditanamkan ke dalamnya.

Setelah berjaya, ternakan boleh ditanam secara berskala untuk membekalkan jumlah organ pengganti yang hampir tidak terhad untuk "pemindahan xeno" haiwan kepada manusia. Ini mewakili alternatif kepada organ cetakan tiruan dan 3D di atas, dengan kelebihan lebih murah daripada organ buatan dan lebih jauh dari segi teknikal daripada organ cetakan 3D. Walau bagaimanapun, bilangan orang yang mempunyai alasan etika dan agama untuk menentang bentuk pengeluaran organ ini mungkin akan memastikan bahawa teknologi ini tidak pernah benar-benar menjadi arus perdana.

Tiada lagi kecederaan fizikal dan kecacatan

Memandangkan senarai cucian kaedah rawatan teknologi lwn biologi yang baru kita bincangkan, kemungkinan besar era kekal kecederaan fizikal dan hilang upaya akan berakhir selewat-lewatnya pada pertengahan 2040-an.

Dan sementara persaingan antara kaedah rawatan diametrik ini tidak akan pernah benar-benar hilang, pada umumnya, impak kolektifnya akan mewakili pencapaian sebenar dalam penjagaan kesihatan manusia.

Sudah tentu, ini bukan keseluruhan cerita. Pada ketika ini, siri Masa Depan Kesihatan kami telah meneroka rancangan yang diramalkan untuk menghapuskan penyakit dan kecederaan fizikal, tetapi bagaimana pula dengan kesihatan mental kita? Dalam bab seterusnya, kita akan membincangkan sama ada kita boleh menyembuhkan minda kita semudah badan kita.