Квантумрун

Кредит суреті: Квантумрун

Тұрақты дене жарақаттары мен мүгедектіктің соңы: Денсаулық болашағы P4

Дэвид Тал, баспагер, футуролог
@DavidTalWrites
LinkedIn

Сейсенбі, 09 - 15:2020

Тұрақты, физикалық жарақаттарды жою үшін біздің қоғам таңдау жасауы керек: біз Құдайды адамдық биологиямызбен ойнаймыз ба, әлде біз машинаның бір бөлігі боламыз ба?

Осы уақытқа дейін «Денсаулық болашағы» сериямызда біз фармацевтика мен ауруларды емдеудің болашағына назар аудардық. Ауру біздің денсаулық сақтау жүйемізді пайдалануымыздың ең көп тараған себебі болғанымен, сирек кездесетін себептер көбінесе ең ауыр болуы мүмкін.

Сіз физикалық кемістікпен туылғансыз ба немесе қозғалғыштығыңызды уақытша немесе біржола шектейтін жарақат алған болсаңыз да, қазіргі уақытта сізді емдеуге болатын денсаулық сақтау мүмкіндіктері жиі шектеулі. Бізде ақаулы генетика немесе ауыр жарақаттар келтірген зақымдарды толығымен жөндеуге арналған құралдар жоқ.

Бірақ 2020-шы жылдардың ортасына қарай бұл статус-кво өз бетімен кетеді. Алдыңғы тарауда сипатталған геномды өңдеудегі жетістіктердің, сондай-ақ шағын компьютерлер мен робототехникадағы жетістіктердің арқасында тұрақты физикалық ақаулар дәуірі аяқталады.

Адам машина ретінде

Аяқ-қолды жоғалтумен байланысты физикалық жарақаттарға келетін болсақ, адамдар қозғалғыштығын қалпына келтіру үшін машиналар мен құралдарды пайдалануда таңқаларлық жайлылыққа ие. Ең айқын мысал, протездеу мыңдаған жылдар бойы қолданылып келеді, оған ежелгі грек және рим әдебиеттерінде жиі сілтеме жасалды. 2000 жылы археологтар 3,000 жыл бұрын, мумияланған қалдықтар ағаштан және былғарыдан жасалған протездік саусақ киген мысырлық ақсүйек әйелдің.

Физикалық ұтқырлық пен денсаулықтың белгілі бір деңгейін қалпына келтіру үшін біздің тапқырлығымызды пайдаланудың ұзақ тарихын ескере отырып, толық ұтқырлықты қалпына келтіру үшін заманауи технологияларды қолданудың азғантай наразылықсыз құпталатыны таң қалмауы керек.

Ақылды протездеу

Жоғарыда айтылғандай, протездеу саласы ежелгі болғанымен, оның дамуы да баяу болды. Соңғы бірнеше онжылдықта олардың жайлылығы мен шынайы көрінісі жақсарды, бірақ соңғы он жарым жылда ғана бұл салада нақты прогреске қол жеткізілді, өйткені ол шығындарға, функционалдылыққа және ыңғайлылыққа қатысты.

Мысалы, бір кездері тапсырыс бойынша протез жасау 100,000 XNUMX долларға дейін тұратын болса, қазір адамдар жасай алады. арнайы протездерді жасау үшін 3D принтерлерді пайдаланыңыз (кейбір жағдайларда) 1,000 доллардан аз.

Сонымен қатар, табиғи жолмен жүру немесе баспалдақпен көтерілу қиынға соғатын протез аяқтарын киетіндер үшін, жаңа компаниялар Табиғи серуендеу және жүгіру тәжірибесін қамтамасыз ететін протездерді жасау үшін биомимикрия саласын қолданады, сонымен бірге осы протездерді пайдалану үшін қажетті оқу қисығын қысқартады.

Протездік аяқтарға қатысты тағы бір мәселе, пайдаланушылар оларды әдетте жасалған болса да, ұзақ уақыт бойы киюді ауыр деп санайды. Өйткені ауыр протездеу ампутацияланған адамның терісі мен діңінің айналасындағы етін олардың сүйегі мен протезінің арасында қысып қалуға мәжбүр етеді. Бұл мәселені шешудің бір нұсқасы - ампутацияның сүйегіне тікелей әмбебап қосқышты орнату (көз және тіс импланттарына ұқсас). Осылайша, протездік аяқтарды тікелей «сүйекке бұрап қоюға» болады. Бұл ет ауруы кезіндегі теріні кетіреді, сонымен қатар ампутацияланған адамға бұдан былай жаппай өндіруді қажет етпейтін бірқатар протездерді сатып алуға мүмкіндік береді.

Бірақ ең қызықты өзгерістердің бірі, әсіресе протездік қолдары немесе қолдары бар ампутациялар үшін, Brain-Computer Interface (BCI) деп аталатын жылдам дамып келе жатқан технологияны пайдалану.

Миға негізделген бионикалық қозғалыс

Алдымен біздің бөлімде талқыланды Компьютерлердің болашағы сериясы, BCI ми толқындарын бақылау үшін имплантантты немесе миды сканерлеу құрылғысын пайдалануды және оларды компьютер басқаратын кез келген нәрсені басқару пәрмендерімен байланыстыруды қамтиды.

Шындығында, сіз оны түсінбеген боларсыз, бірақ BCI бастаулары қазірдің өзінде басталды. Ампутанттар қазір роботты аяқ-қолдарды сынау пайдаланушының діңгегіне бекітілген сенсорлар арқылы емес, тікелей ақылмен басқарылады. Сол сияқты, қазір ауыр мүгедектігі бар адамдар (мысалы, квадриплегиктер) бар моторлы мүгедектер арбаларын басқару үшін BCI пайдалану және роботтық қолдарды манипуляциялау. 2020 жылдардың ортасына қарай BCI ампутанттар мен мүгедектерге тәуелсіз өмір сүруге көмектесетін стандартқа айналады. Ал 2030 жылдардың басында BCI омыртқа жарақаттары бар адамдарға жаяу ойлау пәрмендерін дененің төменгі бөлігіне дененің төменгі бөлігіне беру арқылы қайтадан жүруге мүмкіндік беретіндей жетілдірілген болады. жұлын имплантаты.

Әрине, болашақ имплантаттар үшін ақылды протез жасау ғана емес.

Ақылды имплантанттар

Имплантанттар қазір бүкіл мүшелерді ауыстыру үшін сынақтан өтуде, ұзақ мерзімді мақсат пациенттердің донорлық трансплантацияны күткен кезде күту уақытын жою. Органдарды алмастыратын құрылғылардың арасында ең көп айтылатын - бионикалық жүрек. Бірнеше дизайн нарыққа шықты, бірақ ең перспективалылардың бірі болып табылады импульссіз қанды денеге айдайтын құрылғы ... жаяу өлілерге мүлдем жаңа мағына береді.

Сондай-ақ біреуді сау күйге қайтарудың орнына, адамның өнімділігін жақсартуға арналған мүлде жаңа имплантанттар класы бар. Импланттардың бұл түрлерін біз өзімізде қарастырамыз Адам эволюциясының болашағы сериясы.

Бірақ бұл денсаулыққа қатысты болғандықтан, біз осы жерде айтатын соңғы имплант түрі - денсаулықты реттейтін имплантанттар. Оларды денеңізді белсенді түрде бақылайтын, биометрияңызды телефоныңыздағы денсаулық қолданбасымен бөлісетін және аурудың басталғанын сезген кезде денеңізді қалпына келтіру үшін дәрі-дәрмектерді немесе электр тогын шығаратын кардиостимуляторлар деп ойлап көріңіз.

Бұл ғылыми фантастикалық сияқты көрінуі мүмкін, бірақ DARPA (АҚШ армиясының озық зерттеу бөлімі) қазірдің өзінде деп аталатын жобамен жұмыс істеуде. ElectRx, Электрлік рецептілердің қысқартылған нұсқасы. Нейромодуляция деп аталатын биологиялық процеске негізделген бұл кішкентай имплант дененің перифериялық жүйке жүйесін (денені ми мен жұлынмен байланыстыратын нервтер) бақылайды және ауруға әкелуі мүмкін теңгерімсіздікті анықтағанда, ол электр тогын шығарады. Бұл жүйке жүйесін қалпына келтіретін және денені өзін-өзі емдеуге ынталандыратын импульстар.

Нанотехнология сіздің қаныңыз арқылы өтеді

Нанотехнология - бұл әр түрлі салаларда және салаларда қолданылатын үлкен тақырып. Негізінде бұл 1 және 100 нанометр масштабындағы материалдарды өлшейтін, өңдейтін немесе біріктіретін ғылымның, техниканың және технологияның кез келген түріне арналған кең термин. Төмендегі сурет сізге нанотехнологиялық жұмыстардың ауқымы туралы түсінік береді.

Денсаулық контекстінде нанотехнология 2030-шы жылдардың соңына қарай дәрі-дәрмек пен көптеген операцияларды толығымен ауыстыру арқылы денсаулық сақтау саласында төңкеріс жасай алатын құрал ретінде зерттелуде.

Басқаша айтқанда, сіз ауруды емдеуге немесе операция жасауға қажетті ең жақсы медициналық жабдық пен білімді алып, оны шприцте сақтауға, кез келген жерге жіберуге және мұқтаж кез келген адамға енгізуге болатын физиологиялық ерітінді дозасына кодтай аласыз деп елестетіңіз. медициналық көмек көрсету. Егер сәтті болса, ол осы серияның соңғы екі тарауында талқылаған барлық нәрселерді ескіруі мүмкін.

Идо Бачелет, хирургиялық нанороботика саласындағы жетекші зерттеуші, көздейді Кішігірім операция дәрігердің денеңіздің мақсатты аймағына миллиардтаған алдын ала бағдарламаланған наноботтармен толтырылған шприцті енгізуді қамтитын күні.

Содан кейін бұл наноботтар зақымдалған тіндерді іздеп, денеңізге таралады. Табылғаннан кейін олар зақымдалған тін жасушаларын сау тіннен алып тастау үшін ферменттерді қолданады. Дененің сау жасушалары зақымдалған жасушаларды жоюға және зақымдалған тіндерді жою нәтижесінде пайда болған қуыс айналасындағы тіндерді қалпына келтіруге ынталандырылады. Наноботтар тіпті ауырсыну сигналдарын әлсірету және қабынуды азайту үшін қоршаған жүйке жасушаларын нысанаға алып, басуы мүмкін.

Осы процесті пайдалана отырып, бұл наноботтарды қатерлі ісіктің әртүрлі формаларына, сондай-ақ денеңізді жұқтыруы мүмкін әртүрлі вирустар мен бөгде бактерияларға қарсы қолдануға болады. Бұл наноботтардың кең таралған медициналық қабылдауға әлі кемінде 15 жыл бар болғанымен, бұл технология бойынша жұмыс қазірдің өзінде қарқынды жүріп жатыр. Төмендегі инфографика нанотехнологияның бір күні біздің денемізді қалай қайта құрастыра алатынын көрсетеді (арқылы ActivistPost.com):

Регенеративті медицина

Қолшатыр терминін пайдалана отырып, регенеративті медицина, зерттеудің бұл саласы ауру немесе зақымдалған тіндер мен мүшелердің қызметін қалпына келтіру үшін тіндік инженерия және молекулалық биология салаларындағы әдістерді пайдаланады. Негізінде, регенеративті медицина сіздің денеңіздің жасушаларын протездеу мен машиналармен алмастырудың немесе көбейтудің орнына, денеңіздің жасушаларын өздерін қалпына келтіру үшін пайдаланғысы келеді.

Бір жағынан, емдеудің бұл тәсілі жоғарыда сипатталған Robocop опцияларына қарағанда әлдеқайда табиғи. Бірақ соңғы екі онжылдықта ГМО тағамдары, дің жасушаларын зерттеу және соңғы уақытта адамның клондауы және геномын редакциялау бойынша көтерілген барлық наразылықтар мен этикалық алаңдаушылықтарды ескере отырып, регенеративті медицина кейбір ауыр қарсылыққа тап болады деп айту әділетті.

Бұл алаңдаушылықтарды жоққа шығару оңай болғанымен, шындық биологияға қарағанда, жұртшылық технологияны әлдеқайда жақын және интуитивті түсінеді. Есіңізде болсын, протездеу мыңдаған жылдар бойы болды; геномды оқу және өңдеу мүмкіндігі тек 2001 жылдан бері мүмкін болды. Сондықтан көптеген адамдар өздерінің «Құдай берген» генетикасымен айналысқаннан гөрі киборг болғанды қалайды.

Сондықтан, мемлекеттік қызмет ретінде, төменде қалпына келтіретін медицина әдістеріне қысқаша шолу Құдайды ойнауға қатысты стигманы жоюға көмектеседі деп үміттенеміз. Көпшілікке ең аз даулы ретімен:

Пішінді өзгертуші дің жасушалары

Сіз соңғы бірнеше жылда дің жасушалары туралы көп естіген шығарсыз, көбінесе жақсы жарықта емес. Бірақ 2025 жылға қарай дің жасушалары әртүрлі физикалық жағдайлар мен жарақаттарды емдеу үшін қолданылады.

Олардың қалай қолданылатынын түсіндірмес бұрын, дің жасушалары біздің денеміздің әр бөлігінде орналасқанын және зақымдалған тіндерді қалпына келтіру үшін әрекет етуді күтетінін есте ұстаған жөн. Шын мәнінде, біздің денемізді құрайтын 10 триллион жасушаның барлығы ана құрсағындағы бастапқы дің жасушаларынан пайда болды. Сіздің денеңіздің қалыптасуы кезінде бұл дің жасушалары ми жасушаларына, жүрек жасушаларына, тері жасушаларына және т.б.

Бұл күндері ғалымдар денеңіздегі жасушалардың кез келген дерлік тобын айналдыра алады бастапқы дің жасушаларына қайта оралады. Және бұл үлкен мәселе. Дің жасушалары денеңіздің кез келген жасушасына айнала алатындықтан, оларды кез келген дерлік жараны емдеу үшін қолдануға болады.

Оңайлатылған мысал Жұмыста дің жасушаларының саны дәрігерлердің күйіктен зардап шеккендердің тері үлгілерін алуын, оларды дің жасушаларына айналдыруын, Петри табақшасында терінің жаңа қабатын өсіруін, содан кейін науқастың күйген терісін егу/алмастыру үшін жаңадан өскен теріні пайдалануды қамтиды. Неғұрлым жетілдірілген деңгейде дің жасушалары қазіргі уақытта емдеу ретінде сыналуда жүрек ауруын емдейді және тіпті параплегиялардың жұлындарын емдейді, олардың қайтадан жүруіне мүмкіндік береді.

Бірақ бұл дің жасушаларының ең өршіл пайдалануларының бірі жаңадан танымал 3D басып шығару технологиясын пайдалану болып табылады.

3D биопринтинг

3D биопринтинг - бұл тірі тіндерді қабат-қабат басып шығаратын 3D басып шығарудың медициналық қолданбасы. Қалыпты 3D принтерлер сияқты пластмассалар мен металдарды пайдаланудың орнына, 3D биопринтерлері құрылыс материалы ретінде (сіз ойладыңыз) дің жасушаларын пайдаланады.

Дің жасушаларын жинау және өсірудің жалпы процесі күйік құрбаны мысалында сипатталған процесспен бірдей. Дегенмен, жеткілікті дің жасушалары өсірілгеннен кейін, оларды алмастыратын тері, құлақтар, сүйектер сияқты кез келген 3D органикалық пішінді қалыптастыру үшін 3D принтерге беруге болады және, атап айтқанда, олар да баспа органдары.

Бұл 3D басып шығарылған органдар жоғарыда айтылған жасанды мүше импланттарына органикалық балама болып табылатын тіндік инженерияның жетілдірілген түрі болып табылады. Ал сол жасанды мүшелер сияқты бұл баспа органдар да бір күні донорлық органдардың тапшылығын азайтады.

Бұл басып шығарылған органдар фармацевтика өнеркәсібі үшін де қосымша артықшылықтар береді, өйткені бұл басып шығарылған органдарды дәлірек және арзанырақ дәрілік және вакцина сынақтары үшін пайдалануға болады. Бұл мүшелер пациенттің өз дің жасушалары арқылы басып шығарылғандықтан, пациенттің иммундық жүйесінің бұл мүшелерді қабылдамауы адамдардың, жануарлардың және кейбір механикалық импланттардың донорлық мүшелерімен салыстырғанда күрт төмендейді.

Болашақта, 2040-шы жылдарға қарай жетілдірілген 3D биопринтерлері ампутацияланғандардың діңгегіне қайта жабыстыруға болатын бүкіл аяқ-қолдарды басып шығарады, осылайша протездерді ескіреді.

Гендік терапия

Гендік терапия арқылы ғылым табиғатты бұза бастайды. Бұл генетикалық бұзылуларды түзетуге арналған емдеу түрі.

Қарапайым түсіндіргенде, гендік терапия сіздің геномыңыздың (ДНҚ) тізбегінен тұрады; содан кейін ауруды тудыратын ақаулы гендерді табу үшін талданады; содан кейін сол ақауларды сау гендермен ауыстыру үшін өзгертілген/өңделген (қазіргі уақытта алдыңғы тарауда түсіндірілген CRISPR құралын пайдалану); содан кейін аталған ауруды емдеу үшін қазір дені сау гендерді денеңізге қайта енгізіңіз.

Жетілдірілгеннен кейін гендік терапия қатерлі ісік, ЖИТС, муковисцидоз, гемофилия, қант диабеті, жүрек ауруы сияқты бірқатар ауруларды емдеу үшін, тіпті физикалық кемістіктерді таңдау үшін қолданылуы мүмкін. саңырау.

Генетикалық инженерия

Гендік инженерияның денсаулық сақтау қолданбалары нағыз сұр аймаққа енеді. Техникалық тұрғыдан алғанда, дің жасушаларының дамуы және гендік терапияның өзі жұмсақ болса да гендік инженерияның бір түрі болып табылады. Дегенмен, адамдардың көпшілігіне қатысты гендік инженерия қолданбалары адамды клондау және дизайнерлік нәрестелер мен суперадамдарды жасауды қамтиды.

Бұл тақырыптарды біз «Адам эволюциясының болашағы» сериясына қалдырамыз. Бірақ осы тараудың мақсаттары үшін гендік инженерияның бір қолданбасы бар, ол соншалықты даулы емес... жақсы, егер сіз вегетариандық болмасаңыз.

Қазіргі уақытта United Therapeutics сияқты компаниялар жұмыс істеп жатыр гендік инженерлік шошқалар адам гендері бар органдармен. Бұл адам гендерін қосудың себебі - бұл шошқа мүшелерін имплантацияланған адамның иммундық жүйесі қабылдамау.

Табысты болғаннан кейін малды жануарлардан адамға «ксено-трансплантация» үшін алмастыратын органдардың шексіз мөлшерін қамтамасыз ету үшін масштабта өсіруге болады. Бұл жоғарыда көрсетілген жасанды және 3D басып шығарылған органдарға балама болып табылады, оның артықшылығы жасанды органдарға қарағанда арзанырақ және техникалық жағынан 3D басып шығарылған органдарға қарағанда. Бұл орган өндірісінің бұл түріне қарсы тұруға этикалық және діни себептері бар адамдардың саны бұл технология ешқашан шын мәнінде негізгі ағымға кетпеуін қамтамасыз етеді.

Енді физикалық жарақаттар мен мүгедектік болмайды

Біз жаңа ғана талқылаған технологиялық және биологиялық тазарту әдістерінің кір жуу тізімін ескере отырып, бұл дәуірдің Тұрақты физикалық жарақаттар мен мүгедектік 2040 жылдардың ортасынан кешіктірмей аяқталады.

Осы диаметрлі емдеу әдістері арасындағы бәсекелестік ешқашан жойылмаса да, жалпы алғанда, олардың ұжымдық әсері адам денсаулығын сақтаудағы нағыз жетістік болып табылады.

Әрине, бұл бүкіл оқиға емес. Осы уақытқа дейін біздің «Денсаулық болашағы» сериясы ауру мен дене жарақатын жоюдың болжамды жоспарларын зерттеді, бірақ біздің психикалық денсаулығымыз туралы не деуге болады? Келесі тарауда біз ақыл-ойымызды денеміз сияқты оңай емдей алатынымызды талқылаймыз.