Quantumrun

TASVIR KREDIT: Quantumrun

Doimiy jismoniy jarohatlar va nogironlikning tugashi: Salomatlik kelajagi P4

Devid Tal, nashriyotchi, futurist
@DavidTalWrites
LinkedIn

Seshanba, 09 - 15:2020

Doimiy, jismoniy jarohatlarga barham berish uchun jamiyatimiz tanlov qilishi kerak: biz Xudoni inson biologiyamiz bilan o'ynaymizmi yoki mashinaning bir qismiga aylanamizmi?

Hozirgacha “Salomatlik kelajagi” turkumida biz farmatsevtika va kasalliklarni davolash kelajagiga e’tibor qaratganmiz. Va kasallik bizning sog'liqni saqlash tizimimizdan foydalanishimizning eng keng tarqalgan sababi bo'lsa-da, kamroq tarqalgan sabablar ko'pincha eng jiddiy bo'lishi mumkin.

Siz jismoniy nogironlik bilan tug'ilgansizmi yoki harakatlanishingizni vaqtincha yoki doimiy ravishda cheklaydigan jarohatlarga duchor bo'lganmisiz, hozirda sizni davolash uchun mavjud bo'lgan sog'liqni saqlash imkoniyatlari ko'pincha cheklangan. Noto'g'ri genetika yoki og'ir jarohatlar natijasida etkazilgan zararni to'liq tiklash uchun bizda vositalar yo'q.

Ammo 2020-yillarning o'rtalariga kelib, bu status-kvo o'z-o'zidan ag'dariladi. Oldingi bobda tasvirlangan genom tahriridagi yutuqlar, shuningdek, miniatyuralashtirilgan kompyuterlar va robototexnika sohasidagi yutuqlar tufayli doimiy jismoniy nuqsonlar davri tugaydi.

Inson mashina sifatida

Oyoq-qo'llarining yo'qolishi bilan bog'liq jismoniy jarohatlar haqida gap ketganda, odamlar harakatchanlikni tiklash uchun mashina va asboblardan foydalanishda hayratlanarli darajada qulaylikka ega. Eng yorqin misol, protezlar ming yillar davomida ishlatilgan, qadimgi yunon va rim adabiyotlarida keng tarqalgan. 2000-yilda arxeologlar 3,000 yillik tarixni topdilar. mumiyalangan qoldiqlar yog'och va teridan yasalgan protez barmoq kiygan misrlik zodagon ayolning.

Jismoniy harakatchanlikni va salomatlikni ma'lum darajada tiklash uchun bizning zukkoligimizdan foydalanishning uzoq tarixini hisobga olsak, to'liq harakatchanlikni tiklash uchun zamonaviy texnologiyalardan foydalanish zarracha noroziliksiz mamnuniyat bilan qabul qilinishi ajablanarli emas.

Aqlli protezlar

Yuqorida aytib o'tganimizdek, protezlash sohasi qadimiy bo'lsa-da, u ham sekin rivojlandi. So'nggi bir necha o'n yilliklarda ularning qulayligi va hayotiy ko'rinishi yaxshilandi, ammo so'nggi o'n yarim yil ichida bu sohada xarajat, funksionallik va foydalanish qulayligi bilan bog'liq haqiqiy taraqqiyotga erishildi.

Misol uchun, bir paytlar maxsus protez uchun 100,000 XNUMX dollar turadigan bo'lsa, odamlar endi maxsus protezlarni yaratish uchun 3D printerlardan foydalaning (ba'zi hollarda) 1,000 dollardan kam.

Ayni paytda, tabiiy ravishda yurish yoki zinapoyaga chiqish qiyin bo'lgan protez oyoq kiyganlar uchun, yangi kompaniyalar tabiiyroq yurish va yugurish tajribasini ta'minlaydigan protezlarni yaratish uchun biomimikriya sohasidan foydalanmoqdalar, shu bilan birga ushbu protezlardan foydalanish uchun zarur bo'lgan o'rganish egri chizig'ini qisqartiradilar.

Protez oyoqlar bilan bog'liq yana bir muammo shundaki, foydalanuvchilar ularni uzoq vaqt davomida kiyishni og'riqli deb bilishadi, hatto ular buyurtma asosida qurilgan bo'lsa ham. Buning sababi shundaki, og'irlikni ko'taruvchi protezlar amputatsiya qilingan odamning terisi va go'shtini uning suyagi va protezi o'rtasida ezib tashlashga majbur qiladi. Ushbu muammoni hal qilishning bir varianti - amputatsiya qilingan odamning suyagiga (ko'z va tish implantlariga o'xshash) bir turdagi universal ulagichni o'rnatish. Shunday qilib, protez oyoqlar to'g'ridan-to'g'ri "suyakga vidalanishi" mumkin. Bu go'sht og'rig'idagi terini olib tashlaydi va shuningdek, amputatsiya qilingan odamga endi ommaviy ishlab chiqarilishi kerak bo'lmagan bir qator ommaviy ishlab chiqarilgan protezlarni sotib olish imkonini beradi.

Lekin eng hayajonli o'zgarishlardan biri, ayniqsa, protez qo'llari yoki qo'llari bo'lgan amputatsiyalar uchun - bu Brain-Computer Interface (BCI) deb nomlangan tez rivojlanayotgan texnologiyadan foydalanish.

Miya quvvatli bionik harakat

Birinchi bo'lib bizning maqolamizda muhokama qilingan Kompyuterlar kelajagi seriyali, BCI miya to'lqinlarini kuzatish va ularni kompyuter tomonidan boshqariladigan har qanday narsani boshqarish uchun buyruqlar bilan bog'lash uchun implant yoki miyani skanerlash qurilmasidan foydalanishni o'z ichiga oladi.

Aslida, siz buni tushunmagan bo'lishingiz mumkin, ammo BCIning boshlanishi allaqachon boshlangan. Hozir amputatsiya qilinganlar robot oyoq-qo'llarini sinovdan o'tkazish foydalanuvchining dumiga biriktirilgan datchiklar o'rniga bevosita aql tomonidan boshqariladi. Xuddi shunday, og'ir nogironlar (masalan, kvadriplegiyalar) hozir motorli nogironlar aravachalarini boshqarish uchun BCI dan foydalanish va robot qo'llarini manipulyatsiya qilish. 2020-yillarning o'rtalariga kelib, BCI amputatsiyalar va nogironlarga ko'proq mustaqil hayot kechirishga yordam berishda standartga aylanadi. Va 2030-yillarning boshlariga kelib, BCI umurtqa pog'onasi jarohati bo'lgan odamlarga yurish haqidagi fikr buyruqlarini gavdaning pastki qismiga uzatish orqali yana yurish imkonini beradigan darajada rivojlangan bo'ladi. orqa miya implantatsiyasi.

Albatta, aqlli protezlarni yaratish kelajakdagi implantlar uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan narsa emas.

Aqlli implantlar

Hozirgi vaqtda implantlar butun organlarni almashtirish uchun sinovdan o'tkazilmoqda, uzoq muddatli maqsad bemorlarning donor transplantatsiyasini kutish vaqtida duch keladigan kutish vaqtlarini bartaraf etishdir. Organlarni almashtirish qurilmalari haqida eng ko'p gapiriladiganlardan biri bionik yurakdir. Bozorga bir nechta dizaynlar kirdi, ammo eng istiqbollilari orasida a yurak urishisiz qonni tanaga haydab chiqaradigan qurilma ... yurgan o'liklarga butunlay yangi ma'no beradi.

Bundan tashqari, birovni sog'lom holatga qaytarish o'rniga, inson faoliyatini yaxshilash uchun mo'ljallangan butunlay yangi implantlar sinfi mavjud. Ushbu turdagi implantlarni biz o'zimizda ko'rib chiqamiz Inson evolyutsiyasining kelajagi seriyali.

Ammo bu sog'liq bilan bog'liq bo'lsa, biz bu erda eslatib o'tadigan oxirgi implant turi - bu keyingi avlod sog'lig'ini tartibga soluvchi implantlar. Bularni tanangizni faol kuzatib turadigan, biometrik ma’lumotlaringizni telefoningizdagi sog‘liqni saqlash ilovasi bilan baham ko‘radigan va kasallik boshlanganini sezganida tanangizni muvozanatlash uchun dori-darmonlar yoki elektr toklarini chiqaradigan yurak stimulyatori sifatida o‘ylab ko‘ring.

Bu ilmiy fantastikadek tuyulishi mumkin bo'lsa-da, DARPA (AQSh armiyasining ilg'or tadqiqot bo'limi) allaqachon nomli loyiha ustida ishlamoqda. ElectRx, Elektr retseptlari qisqartmasi. Neyromodulyatsiya deb nomlanuvchi biologik jarayonga asoslanib, bu mitti implant tananing periferik asab tizimini (tanani miya va orqa miya bilan bog‘laydigan nervlar) kuzatib boradi va kasallikka olib kelishi mumkin bo‘lgan nomutanosiblikni aniqlaganida, u elektr tokini chiqaradi. Bu asab tizimini qayta muvozanatlashtiradigan, shuningdek, tanani o'zini davolashni rag'batlantiradigan impulslar.

Nanotexnologiya sizning qoningiz orqali suzadi

Nanotexnologiya - bu turli sohalarda va sohalarda qo'llaniladigan ulkan mavzu. Asosan, bu 1 va 100 nanometr masshtabdagi materiallarni o‘lchaydigan, boshqaradigan yoki birlashtirgan fan, muhandislik va texnologiyaning har qanday shakli uchun keng atamadir. Quyidagi rasm sizga nanotexnologiyaning qanday miqyosda ishlashini tushunish imkonini beradi.

Sog'liqni saqlash nuqtai nazaridan nanotexnologiya 2030-yillarning oxiriga kelib dori-darmonlar va ko'plab operatsiyalarni almashtirish orqali sog'liqni saqlashni inqilob qilishi mumkin bo'lgan vosita sifatida tekshirilmoqda.

Tasavvur qiling-a, siz kasallikni davolash yoki jarrohlik amaliyotini o‘tkazish uchun zarur bo‘lgan eng yaxshi tibbiy asbob-uskunalar va bilimlarni olishingiz va uni fiziologik eritma dozasiga kodlashingiz mumkin, bu dozani shpritsda saqlashingiz, istalgan joyga yuborishingiz va muhtoj bo‘lgan har qanday odamga yuborishingiz mumkin. tibbiy yordam. Muvaffaqiyatli bo'lsa, biz ushbu seriyaning oxirgi ikki bobida muhokama qilgan hamma narsani eskirishi mumkin.

Ido Bachelet, jarrohlik nanorobotika bo'yicha yetakchi tadqiqotchi, tasavvur qiladi Kichkina jarrohlik amaliyoti shifokorning tanangizning maqsadli hududiga milliardlab oldindan dasturlashtirilgan nanobotlar bilan to'ldirilgan shpritsni kiritishini o'z ichiga olgan kun.

Keyin bu nanobotlar shikastlangan to'qimalarni qidirib tanangiz bo'ylab tarqaladi. Topilganidan so'ng, ular zararlangan to'qima hujayralarini sog'lom to'qimalardan uzoqlashtirish uchun fermentlardan foydalanadilar. Keyin tananing sog'lom hujayralari shikastlangan hujayralarni yo'q qilish va shikastlangan to'qimalarni olib tashlash natijasida hosil bo'lgan bo'shliq atrofidagi to'qimalarni qayta tiklash uchun rag'batlantiriladi. Nanobotlar hatto og'riq signallarini yo'qotish va yallig'lanishni kamaytirish uchun atrofdagi asab hujayralarini nishonga olishi va bostirishi mumkin.

Ushbu jarayondan foydalanib, ushbu nanobotlar saratonning turli shakllariga, shuningdek, tanangizni yuqtirishi mumkin bo'lgan turli viruslar va begona bakteriyalarga hujum qilish uchun ham qo'llanilishi mumkin. Va bu nanobotlarning keng miqyosda tibbiy qabul qilinishiga hali kamida 15 yil qolgan bo'lsa-da, ushbu texnologiya ustida ish olib borilmoqda. Quyidagi infografikada nanotexnologiya bir kun kelib tanamizni qanday qayta qurishi mumkinligi tasvirlangan (orqali ActivistPost.com):

Rejenerativ tibbiyot

Soyabon atamasidan foydalanib, rejenerativ tibbiyot, tadqiqotning ushbu bo'limi kasal yoki shikastlangan to'qimalar va organlarning faoliyatini tiklash uchun to'qimalar muhandisligi va molekulyar biologiya sohalaridagi usullardan foydalanadi. Asosan, regenerativ tibbiyot tanangiz hujayralarini protezlar va mashinalar bilan almashtirish yoki ko'paytirish o'rniga, tanangiz hujayralarini o'zlarini tiklash uchun ishlatmoqchi.

Qaysidir ma'noda, shifolashning bunday yondashuvi yuqorida tavsiflangan Robocop variantlariga qaraganda ancha tabiiydir. Ammo so'nggi yigirma yil ichida biz ko'rgan barcha norozilik va axloqiy tashvishlarni hisobga olsak, GMO oziq-ovqatlari, ildiz hujayralarini tadqiq qilish va yaqinda insonni klonlash va genomni tahrirlash bo'yicha, regenerativ tibbiyot qandaydir jiddiy qarshiliklarga duch keladi, deb aytish adolatli.

Garchi bu tashvishlarni to'g'ridan-to'g'ri yo'q qilish oson bo'lsa-da, haqiqat shundaki, jamoatchilik texnologiyani biologiyaga qaraganda ancha yaqinroq va intuitiv tushunishga ega. Esingizda bo'lsin, protezlar ming yillar davomida mavjud; genomni o'qish va tahrirlash faqat 2001 yildan beri mumkin bo'lgan. Shuning uchun ko'p odamlar o'zlarining "Xudo bergan" genetikasi bilan shug'ullanishdan ko'ra kiborg bo'lishni afzal ko'rishadi.

Shu sababli, davlat xizmati sifatida, biz quyida keltirilgan regenerativ tibbiyot usullarining qisqacha sharhi Xudoni o'ynash haqidagi stigmani olib tashlashga yordam beradi deb umid qilamiz. Ko'pchilik uchun eng kam bahslilar tartibida:

Shaklni o'zgartiruvchi ildiz hujayralari

Ehtimol, siz so'nggi bir necha yil ichida ildiz hujayralari haqida ko'p eshitgansiz, lekin ko'pincha eng yaxshi nurda emas. Ammo 2025 yilga kelib, ildiz hujayralari turli jismoniy holatlar va jarohatlarni davolash uchun ishlatiladi.

Ulardan qanday foydalanishni tushuntirishdan oldin, ildiz hujayralari tanamizning har bir qismida joylashganligini va shikastlangan to'qimalarni tiklash uchun harakatga chaqirilishini kutishini yodda tutish kerak. Darhaqiqat, tanamizni tashkil etuvchi 10 trillion hujayraning barchasi onangiz qornidagi dastlabki ildiz hujayralaridan kelib chiqqan. Sizning tanangiz shakllanganda, bu ildiz hujayralari miya hujayralari, yurak hujayralari, teri hujayralari va boshqalarga ixtisoslashgan.

Hozirgi kunda olimlar tanangizdagi deyarli har qanday hujayralar guruhini aylantirishga qodir o'sha asl ildiz hujayralariga qaytadi. Va bu katta ish. Ildiz hujayralari tanangizdagi har qanday hujayraga aylanishi mumkinligi sababli, ular deyarli har qanday yarani davolash uchun ishlatilishi mumkin.

Soddalashtirilgan misol Ildiz hujayralarining ish joyida shifokorlar kuyish qurbonlarining teri namunalarini olish, ularni ildiz hujayralariga aylantirish, petri idishida terining yangi qatlamini o'stirish va keyin yangi o'sgan teridan bemorning kuygan terisini payvandlash/almashtirish uchun foydalanishni o'z ichiga oladi. Ilg'or darajada, ildiz hujayralari hozirda davolash sifatida sinovdan o'tkazilmoqda yurak kasalligini davolash va hatto paraplegiklarning orqa miyalarini davolaydi, ularga yana yurish imkonini beradi.

Ammo bu ildiz hujayralarining eng katta maqsadlaridan biri yangi ommalashgan 3D bosib chiqarish texnologiyasidan foydalanishdir.

3D bioprinting

3D bioprinting - bu 3D bosib chiqarishning tibbiy qo'llanilishi bo'lib, unda tirik to'qimalar qatlam-qatlam bosib chiqariladi. Oddiy 3D printerlar kabi plastmassa va metallardan foydalanish o‘rniga, 3D bioprinterlar qurilish materiali sifatida ildiz hujayralaridan foydalanadi.

Ildiz hujayralarini yig'ish va o'stirishning umumiy jarayoni kuyish qurboni misolida ko'rsatilgan jarayon bilan bir xil. Biroq, yetarlicha ildiz hujayralari yetishtirilgandan so'ng, ular teri, quloqlar, suyaklar va xususan, teri, quloqlar, suyaklar kabi har qanday 3D organik shaklni hosil qilish uchun 3D printerga kiritilishi mumkin. bosma organlar.

Ushbu 3D bosilgan organlar to'qima muhandisligining ilg'or shakli bo'lib, yuqorida aytib o'tilgan sun'iy organ implantlariga organik alternativani ifodalaydi. Va o'sha sun'iy organlar singari, bu bosma organlar ham bir kun kelib, organ donorligi tanqisligini kamaytiradi.

Ya'ni, bu bosma organlar farmatsevtika sanoati uchun qo'shimcha foyda keltiradi, chunki bu bosma organlardan dori va vaktsinalarni aniqroq va arzonroq sinovlar uchun ishlatish mumkin. Va bu organlar bemorning o'z ildiz hujayralari yordamida chop etilganligi sababli, bemorning immun tizimining ushbu organlarni rad etish xavfi odamlar, hayvonlar va ba'zi mexanik implantlardan olingan organlar bilan solishtirganda keskin kamayadi.

Kelajakda, 2040-yillarga borib, ilg'or 3D bioprinterlar amputatsiyalanganlar dumiga qayta biriktirilishi mumkin bo'lgan butun oyoq-qo'llarni bosib chiqaradi va shu bilan protezlarni eskiradi.

Gen terapiyasi

Gen terapiyasi bilan ilm-fan tabiatni buzishni boshlaydi. Bu genetik kasalliklarni tuzatish uchun mo'ljallangan davolash shaklidir.

Oddiy qilib aytganda, gen terapiyasi sizning genomingiz (DNK) ketma-ketligini o'z ichiga oladi; keyin kasallikni keltirib chiqaradigan nuqsonli genlarni topish uchun tahlil qilinadi; keyin ushbu nuqsonlarni sog'lom genlar bilan almashtirish uchun o'zgartirildi/tahrirlandi (hozirgi kunda oldingi bobda tushuntirilgan CRISPR vositasidan foydalangan holda); Va nihoyat, ushbu kasallikni davolash uchun sog'lom genlarni tanangizga qayta kiriting.

Mukammal bo'lgandan so'ng, gen terapiyasi saraton, OITS, mukovistsidoz, gemofiliya, diabet, yurak kasalliklari kabi bir qator kasalliklarni davolash uchun ishlatilishi mumkin, hatto jismoniy nogironlik kabi tanlab olingan. karlik.

Genetika muhandisligi

Genetik muhandislikning sog'liqni saqlash sohasidagi ilovalari haqiqiy kulrang maydonga kiradi. Texnik jihatdan aytadigan bo'lsak, ildiz hujayralarining rivojlanishi va gen terapiyasining o'zi engil bo'lsa ham, genetik muhandislikning shakllaridir. Biroq, ko'pchilik odamlarni tashvishga soladigan genetik muhandislikning qo'llanilishi insonni klonlash va dizayner chaqaloqlar va g'ayritabiiy odamlarning muhandisligini o'z ichiga oladi.

Ushbu mavzularni biz "Inson evolyutsiyasi kelajagi" turkumiga qoldiramiz. Ammo bu bobning maqsadlari uchun genetik muhandislik bo'yicha bitta qo'llanma mavjud bo'lib, u unchalik munozarali emas ... agar siz vegetarian bo'lmasangiz.

Hozirda United Therapeutics kabi kompaniyalar ishlamoqda genetik muhandis cho'chqalar inson genlarini o'z ichiga olgan organlar bilan. Ushbu inson genlarini qo'shishning sababi, bu cho'chqa a'zolari implantatsiya qilingan insonning immunitet tizimi tomonidan rad etilishining oldini olishdir.

Muvaffaqiyatli bo'lgandan so'ng, chorva mollarini hayvonlardan odamga "kseno-transplantatsiya" uchun deyarli cheksiz miqdorda almashtirish organlari bilan ta'minlash uchun miqyosda etishtirilishi mumkin. Bu yuqoridagi sun'iy va 3D bosilgan organlarga muqobil bo'lib, sun'iy organlarga qaraganda arzonroq va texnik jihatdan 3D bosilgan organlarga qaraganda arzonroq bo'lishi afzalligi bilan ajralib turadi. Ya'ni, organ ishlab chiqarishning ushbu shakliga qarshi chiqish uchun axloqiy va diniy sabablarga ega bo'lgan odamlarning soni, ehtimol, bu texnologiya hech qachon haqiqatan ham asosiy oqimga kirmasligini ta'minlaydi.

Endi jismoniy jarohatlar va nogironlik yo'q

Biz hozirgina muhokama qilgan texnologik va biologik tozalash usullarining kir yuvish ro'yxatini hisobga olsak, ehtimol bu davr Doimiy jismoniy jarohatlar va nogironlik 2040-yillarning o'rtalaridan kechiktirmay tugaydi.

Va bu diametrli davolash usullari o'rtasidagi raqobat hech qachon yo'qolmasa-da, umuman olganda, ularning umumiy ta'siri inson salomatligidagi haqiqiy yutuqdir.

Albatta, bu butun hikoya emas. Shu paytgacha bizning "Salomatlik kelajagi" seriyamiz kasallik va jismoniy shikastlanishni bartaraf etish bo'yicha bashorat qilingan rejalarni o'rganib chiqdi, ammo bizning ruhiy salomatligimiz haqida nima deyish mumkin? Keyingi bobda biz ongimizni tanamiz kabi osonlikcha davolashimiz mumkinligini muhokama qilamiz.