Куантумрун

КРЕДИТ ЗА СЛИКУ: Куантумрун

Престанак трајних телесних повреда и инвалидитета: Будућност здравља П4

Давид Тал, издавач, футурист
@ДавидТалВритес
ЛинкедИн

Уто, 09 - 15:2020

Да бисмо окончали трајне, физичке повреде, наше друштво мора да направи избор: да ли се играмо Бога са нашом људском биологијом или ћемо постати део машине?

До сада смо се у нашој серији Будућност здравља фокусирали на будућност фармацеутских производа и лечења болести. И док је болест најчешћи разлог због којег користимо наш здравствени систем, ређи разлози често могу бити најтежи.

Без обзира да ли сте рођени са физичким инвалидитетом или сте претрпели повреду која вам привремено или трајно ограничава покретљивост, могућности здравствене заштите које су тренутно доступне за лечење су често ограничене. Једноставно нисмо имали алате да у потпуности поправимо штету узроковану неисправном генетиком или тешким повредама.

Али до средине 2020-их, овај статус кво ће бити преокренут. Захваљујући напретку у уређивању генома описаном у претходном поглављу, као и напретку у минијатуризованим рачунарима и роботици, ера трајних физичких слабости ће доћи до краја.

Човек као машина

Када је реч о физичким повредама које укључују губитак удова, људи имају изненађујућу удобност када користе машине и алате да поврате покретљивост. Најочигледнији пример, протетика, је у употреби миленијумима, обично се помиње у античкој грчкој и римској књижевности. 2000. археолози су открили 3,000 година стару, мумифицирани остаци египатске племкиње која је носила протетски прст од дрвета и коже.

Имајући у виду ову дугу историју коришћења наше генијалности за враћање одређеног нивоа физичке покретљивости и здравља, не би требало да буде изненађење да се коришћење модерне технологије за обнављање пуне мобилности поздравља без и најмањег протеста.

Паметна протетика

Као што је горе поменуто, док је област протетике древна, она се такође споро развија. У последњих неколико деценија дошло је до побољшања у њиховој удобности и живописном изгледу, али тек у последњих деценију и по је направљен истински напредак у овој области што се тиче цене, функционалности и употребљивости.

На пример, тамо где је некада коштало до 100,000 долара за прилагођену протетику, људи сада могу користите 3Д штампаче за прављење прилагођених протетика (у неким случајевима) за мање од 1,000 долара.

У међувремену, за оне који носе протетске ноге којима је тешко да ходају или се пењу уз степенице природно, нове компаније користе поље биомимикрије да би направили протетику која пружа природније искуство ходања и трчања, а истовремено смањује криву учења која је потребна за коришћење ових протетика.

Још један проблем са протетским ногама је то што корисници често сматрају да их је болно носити током дужег временског периода, чак и ако су направљене по мери. То је зато што протезе које носе тежину приморавају да се кожа и месо ампутираног око батрљка згњече између кости и протезе. Једна од опција за превазилажење овог проблема је уградња неке врсте универзалног конектора директно у кост ампутираног (слично очним и зубним имплантатима). На тај начин, протетске ноге могу бити директно „уврнуте у кост“. Ово уклања кожу на боловима у телу и такође омогућава ампутиранцу да купи низ масовно произведених протетика које више не морају да се масовно производе.

Али једна од најузбудљивијих промена, посебно за ампутиранце са протетским рукама или шакама, је употреба технологије која се брзо развија под називом Браин-Цомпутер Интерфаце (БЦИ).

Бионички покрет покретан мозгом

Прво се расправљало у нашој Будућност рачунара серије, БЦИ укључује коришћење имплантата или уређаја за скенирање мозга за праћење ваших можданих таласа и њихово повезивање са командама за контролу свега што покреће рачунар.

У ствари, можда то нисте схватили, али почеци БЦИ-ја су већ почели. Ампутирани су сада тестирање роботских удова контролише директно ум, уместо преко сензора причвршћених за патрљак корисника. Исто тако, сада су људи са тешким инвалидитетом (као што су квадриплегичари). користећи БЦИ да управљају својим моторизованим инвалидским колицима и манипулишу роботским рукама. До средине 2020-их, БЦИ ће постати стандард у помагању ампутиранима и особама са инвалидитетом да воде самосталнији живот. А до раних 2030-их, БЦИ ће постати довољно напредан да омогући људима са повредама кичме да поново ходају преносећи своје мисаоне команде на доњи део трупа кроз кичмени имплантат.

Наравно, израда паметне протетике није све за шта ће се користити будући импланти.

Паметни имплантати

Имплантати се сада тестирају како би заменили читаве органе, са дугорочним циљем да се елиминишу времена чекања са којима пацијенти чекају на трансплантацију од донора. Међу уређајима за замену органа о којима се највише говори је бионичко срце. Неколико дизајна је ушло на тржиште, али међу најперспективнијим је а уређај који пумпа крв по телу без пулса ... даје потпуно ново значење ходајућим мртвацима.

Постоји и потпуно нова класа имплантата дизајнираних да побољшају људске перформансе, уместо да једноставно врате некога у здраво стање. Ове врсте имплантата ћемо покрити у нашем Будућност људске еволуције серије.

Али што се тиче здравља, последњи тип имплантата који ћемо овде поменути су имплантати следеће генерације који регулишу здравље. Замислите их као пејсмејкере који активно надгледају ваше тело, деле вашу биометрију са апликацијом за здравље на вашем телефону, а када осети почетак болести, ослобађа лекове или електричне струје како би поново успоставио равнотежу вашег тела.

Иако ово може звучати као научна фантастика, ДАРПА (напредна истраживачка рука америчке војске) већ ради на пројекту под називом ЕлецтРк, скраћеница за Електрични рецепти. На основу биолошког процеса познатог као неуромодулација, овај сићушни имплант ће надгледати периферни нервни систем тела (нерве који повезују тело са мозгом и кичменом мождином), а када открије неравнотежу која може да доведе до болести, отпустиће електричну енергију. импулсе који ће поново успоставити равнотежу овог нервног система, као и стимулисати тело да се излечи.

Нанотехнологија плива кроз вашу крв

Нанотехнологија је огромна тема која има примену у разним областима и индустријама. У својој основи, то је широк појам за било који облик науке, инжењеринга и технологије који мери, манипулише или укључује материјале на скали од 1 и 100 нанометара. Слика испод ће вам дати осећај у којој мери нанотехнологија функционише.

У контексту здравља, нанотехнологија се истражује као алат који би могао да револуционише здравствену заштиту тако што ће потпуно заменити лекове и већину операција до касних 2030-их.

Другим речима, замислите да бисте могли да узмете најбољу медицинску опрему и знање потребно за лечење болести или операцију и кодирате је у дозу физиолошког раствора – дозу која се може чувати у шприцу, слати било где и убризгати било коме коме је потребна медицинске неге. Ако успе, могло би да застари све оно о чему смо говорили у последња два поглавља ове серије.

Идо Бацхелет, водећи истраживач хируршке нанороботике, предвиђа дан када мања операција једноставно подразумева да лекар убризгава шприц напуњен милијардама унапред програмираних нанобота у циљани део вашег тела.

Ти наноботи би се онда раширили кроз ваше тело тражећи оштећено ткиво. Када их пронађу, користили би ензиме да одсеку оштећене ћелије ткива даље од здравог ткива. Здраве ћелије тела би тада биле стимулисане да одложе оштећене ћелије и регенеришу ткиво око шупљине настале уклањањем оштећеног ткива. Наноботи би чак могли да циљају и потисну околне нервне ћелије како би пригушили сигнале бола и смањили упалу.

Користећи овај процес, ови наноботови се такође могу применити за напад на различите облике рака, као и разне вирусе и стране бактерије које могу да заразе ваше тело. И док су ови наноботови још најмање 15 година удаљени од широко распрострањеног медицинског усвајања, рад на овој технологији је већ увелико у току. Инфографика у наставку приказује како би нанотехнологија једног дана могла да реконструише наша тела (преко АцтивистПост.цом):

Регенеративна медицина

Користећи кровни термин, регенеративна медицина, ова грана истраживања користи технике из области ткивног инжењеринга и молекуларне биологије за обнављање функције оболелих или оштећених ткива и органа. У основи, регенеративна медицина жели да користи ћелије вашег тела да се поправи, уместо да замењује или повећава ћелије вашег тела протетиком и машинама.

На неки начин, овај приступ излечењу је далеко природнији од горе описаних Робоцоп опција. Али имајући у виду све протесте и етичке бриге које смо видели у протекле две деценије због ГМО хране, истраживања матичних ћелија и недавно клонирања људи и уређивања генома, поштено је рећи да ће регенеративна медицина наићи на жестоко противљење.

Иако је ове забринутости лако одбацити, реалност је да јавност има далеко интимније и интуитивније разумевање технологије него што то има у биологији. Запамтите, протетика постоји миленијумима; могућност читања и уређивања генома је могућа тек од 2001. Због тога би многи људи радије постали киборзи него да се петљају са својом „богом датом“ генетиком.

Зато се, као јавна служба, надамо да ће кратак преглед техника регенеративне медицине у наставку помоћи да се уклони стигма око играња Бога. По редоследу најмање контроверзног за већину:

Матичне ћелије које мењају облик

Вероватно сте чули много о матичним ћелијама у последњих неколико година, често не у најбољем светлу. Али до 2025. године, матичне ћелије ће се користити за лечење разних физичких стања и повреда.

Пре него што објаснимо како ће се користити, важно је запамтити да се матичне ћелије налазе у сваком делу нашег тела и чекају да буду позване у акцију да поправе оштећено ткиво. У ствари, свих 10 трилиона ћелија које чине наше тело потичу од оних почетних матичних ћелија из материце ваше мајке. Како се ваше тело формирало, те матичне ћелије су се специјализовали за ћелије мозга, ћелије срца, ћелије коже итд.

Ових дана, научници су сада у стању да преокрену скоро сваку групу ћелија у вашем телу назад у оне оригиналне матичне ћелије. И то је велика ствар. Пошто су матичне ћелије способне да се трансформишу у било коју ћелију у вашем телу, могу се користити за зацељивање скоро сваке ране.

Поједностављено пример матичних ћелија на послу подразумева да лекари узимају узорке коже жртава опекотина, претварају их у матичне ћелије, узгајају нови слој коже у петријевој посуди, а затим користе ту новоизраслу кожу за калемљење/замену опечене коже пацијента. На напреднијем нивоу, матичне ћелије се тренутно тестирају као третман излечити болести срца па чак и лечи кичмену мождину параплегичара, омогућавајући им да поново ходају.

Али једна од амбициознијих употреба ових матичних ћелија је коришћење недавно популаризоване технологије 3Д штампања.

3Д биопринтинг

3Д биоштампање је медицинска примена 3Д штампања при чему се жива ткива штампају слој по слој. И уместо да користе пластику и метале као нормални 3Д штампачи, 3Д биопринтери користе (погодали сте) матичне ћелије као грађевински материјал.

Целокупни процес прикупљања и узгоја матичних ћелија је исти као процес описан за пример жртве опекотина. Међутим, када се узгаја довољно матичних ћелија, оне се затим могу унети у 3Д штампач да би формирале скоро сваки 3Д органски облик, као што су заменска кожа, уши, кости и, посебно, могу такође штампа оргуље.

Ови 3Д штампани органи су напредни облик ткивног инжењеринга који представља органску алтернативу имплантатима вештачких органа поменутим раније. И као и ти вештачки органи, и ови штампани органи ће једног дана смањити несташицу донација органа.

Уз то, ови штампани органи такође представљају додатну корист за фармацеутску индустрију, јер се ови штампани органи могу користити за прецизнија и јефтинија испитивања лекова и вакцина. А пошто се ови органи штампају коришћењем сопствених матичних ћелија пацијента, ризик да имуни систем пацијента одбаци ове органе драстично пада у поређењу са донираним органима од људи, животиња и одређених механичких имплантата.

Даље у будућности, до 2040-их, напредни 3Д биопринтери ће штампати читаве удове који се могу поново причврстити на пањ ампутираних, чиме ће протетика бити застарела.

Генска терапија

Са генском терапијом, наука почиње да петља у природу. Ово је облик лечења дизајниран за исправљање генетских поремећаја.

Једноставно објашњено, генска терапија укључује секвенцирање вашег генома (ДНК); затим се анализира како би се пронашли дефектни гени који изазивају болест; затим измењен/уређен да би се те недостатке заменили здравим генима (данас користећи ЦРИСПР алат објашњен у претходном поглављу); и онда коначно поново унесите те сада здраве гене назад у своје тело да бисте излечили наведену болест.

Када се једном усаврши, генска терапија би се могла користити за излечење низа болести, као што су рак, СИДА, цистична фиброза, хемофилија, дијабетес, срчана обољења, чак и одређене физичке сметње као што су глувоћа.

Генетски инжењеринг

Примене генетског инжењеринга у здравству улазе у праву сиву зону. Технички гледано, развој матичних ћелија и генска терапија су сами по себи облици генетског инжењеринга, иако благи. Међутим, примене генетског инжењеринга које се тичу већине људи укључују клонирање људи и инжењеринг дизајнерских беба и надљуди.

Ове теме ћемо оставити нашој серији Будућност људске еволуције. Али за потребе овог поглавља, постоји једна примена генетског инжењеринга која није толико контроверзна... па, осим ако нисте веган.

Тренутно, компаније попут Унитед Тхерапеутицс раде на томе генетски инжењерске свиње са органима који садрже људске гене. Разлог за додавање ових људских гена је да се избегне одбацивање ових свињских органа од стране имунолошког система човека у кога су имплантирани.

Једном успешна, стока се може узгајати у великом обиму како би се обезбедила скоро неограничена количина органа за замену за „ксено-трансплантацију“ са животиње на човека. Ово представља алтернативу горњим вештачким и 3Д штампаним органима, са предношћу што су јефтинији од вештачких органа и даље технички од 3Д штампаних органа. Ипак, број људи са етичким и религиозним разлозима да се супротставе овом облику производње органа вероватно ће осигурати да ова технологија никада не постане мејнстрим.

Нема више физичких повреда и инвалидитета

Имајући у виду списак технолошких и биолошких метода третмана о којима смо управо говорили, вероватно је да ће ера трајан физичким повредама и инвалидитету ће доћи крај најкасније до средине 2040-их.

И док конкуренција између ових дијаметралних метода лечења никада неће нестати, углавном, њихов колективни утицај представљаће истинско достигнуће у људској здравственој заштити.

Наравно, ово није цела прича. До овог тренутка, наша серија о будућности здравља истражила је предвиђене планове за елиминацију болести и физичких повреда, али шта је са нашим менталним здрављем? У следећем поглављу ћемо разговарати о томе да ли можемо да излечимо свој ум једнако лако као и наше тело.