Quantumrun

КРЕДИТ НА СЛИКА: Quantumrun

Крај на трајните физички повреди и инвалидитет: Иднина на здравјето П4

Дејвид Тал, издавач, футурист
@DavidTalWrites
Скопје

Вто, 09 - 15:2020 часот

За да ставиме крај на трајните, физички повреди, нашето општество треба да направи избор: Дали го играме Бог со нашата човечка биологија или стануваме дел од машината?

Досега во нашата серија „Иднина на здравјето“, се фокусиравме на иднината на фармацевтските производи и лекувањето болести. И додека болеста е најчеста причина поради која го користиме нашиот здравствен систем, поретките причини честопати може да бидат најтешки.

Без разлика дали сте родени со физичка попреченост или сте претрпеле повреда што привремено или трајно ја ограничува вашата подвижност, опциите за здравствена заштита што моментално се достапни за лекување се често ограничени. Едноставно немавме алатки за целосно да ја поправиме штетата направена од погрешна генетика или тешки повреди.

Но, до средината на 2020-тите, овој статус кво ќе биде превртен на глава. Благодарение на напредокот во уредувањето на геномот опишан во претходното поглавје, како и напредокот во минијатуризираните компјутери и роботиката, ерата на трајните физички слабости ќе дојде до крајот.

Човекот како машина

Кога станува збор за физички повреди кои вклучуваат губење на екстремитет, луѓето имаат изненадувачка удобност со користење на машини и алатки за да ја вратат мобилноста. Најочигледниот пример, протетиката, се користи со милениуми, вообичаено се споменува во античката грчка и римска литература. Во 2000 година, археолозите го открија 3,000-годишниот, мумифицирани остатоци на египетска благородничка која носела протетски прст од дрво и кожа.

Со оглед на оваа долга историја на користење на нашата генијалност за враќање на одредено ниво на физичка подвижност и здравје, не треба да чуди што користењето модерна технологија за враќање на целосната мобилност е добредојдено без трошка протест.

Паметна протетика

Како што споменавме погоре, иако полето на протетика е античко, исто така бавно се развива. Во изминатите неколку децении се забележани подобрувања во нивната удобност и реалистичен изглед, но само во последната деценија и половина е постигнат вистински напредок на полето што се однесува на трошоците, функционалноста и употребливоста.

На пример, кога некогаш би чинело до 100,000 долари за прилагодена протетика, луѓето сега можат користете 3D печатачи за да изградите сопствена протетика (во некои случаи) за помалку од 1,000 долари.

Во меѓувреме, за оние кои носат протетски нозе на кои им е тешко да одат или природно да се качуваат по скали, нови компании го користат полето на биомимријата за изградба на протетика која обезбедува и поприродно искуство во одење и трчање, а исто така ја намалува кривата на учење потребна за користење на овие протетици.

Друг проблем со протетските нозе е тоа што на корисниците често им е болно да ги носат подолги временски периоди, дури и ако се направени по нарачка. Тоа е затоа што протезите кои носат тежина ја принудуваат кожата и месото на ампутираниот околу трупецот да бидат згмечени помеѓу нивната коска и протезата. Една од опциите за решавање на овој проблем е да се инсталира еден вид универзален конектор директно во коската на лицето со ампутација (слично на очните и забните импланти). На тој начин, протетските нозе може директно да се „зашрафуваат во коската“. Ова ја отстранува кожата на болката во месото, а исто така му овозможува на ампутираниот да купи низа масовно произведени протетици кои повеќе не треба масовно да се произведуваат.

Но, една од највозбудливите промени, особено за лицата со ампутирање со протетски раце или раце, е употребата на технологијата која брзо се развива наречена Brain-Computer Interface (BCI).

Бионско движење напојувано од мозокот

Прво дискутирано во нашата Иднината на компјутерите серијата, BCI вклучува користење на имплант или уред за скенирање на мозокот за следење на вашите мозочни бранови и нивно поврзување со команди за контрола на сè што е управувано од компјутер.

Всушност, можеби не сте го сфатиле тоа, но почетоците на BCI веќе започнале. Ампутираните се сега тестирање на роботски екстремитети контролирани директно од умот, наместо преку сензори прикачени на трупецот на носителот. Слично на тоа, луѓето со тешка попреченост (како што се квадриплегичари) се сега користејќи BCI за управување со нивните моторизирани инвалидски колички и манипулира со роботски раце. До средината на 2020-тите, BCI ќе стане стандард во помагањето на лицата со ампутирање и на лицата со попреченост да водат понезависен живот. И до почетокот на 2030-тите, BCI ќе стане доволно напреден за да им овозможи на луѓето со повреди на 'рбетот повторно да одат со пренесување на нивните наредби за размислување за одење на долниот дел од торзото преку спинален имплант.

Се разбира, правењето паметна протетика не е сè за што ќе се користат идните импланти.

Паметни импланти

Имплантите сега се тестираат за да заменат цели органи, со долгорочна цел да се елиминира времето на чекање со кое се соочуваат пациентите кога чекаат трансплантација од донатор. Меѓу најозборуваните уреди за замена на органи е бионското срце. Неколку дизајни влегоа на пазарот, но меѓу најперспективните е а уред кој пумпа крв низ телото без пулс … им дава сосема ново значење на мртовецот што оди.

Има и сосема нова класа на импланти дизајнирани да ги подобрат човечките перформанси, наместо едноставно некого да го вратат во здрава состојба. Овие типови на импланти ќе ги покриеме во нашата Иднината на човечката еволуција серија.

Но, како што се однесува на здравјето, последниот тип на имплант што ќе го споменеме овде се импланти од следната генерација, кои го регулираат здравјето. Сфатете ги овие како пејсмејкери кои активно го следат вашето тело, ја споделуваат вашата биометрија со здравствена апликација на вашиот телефон и кога ќе го почувствува почетокот на болеста, ослободува лекови или електрични струи за да го ребалансира вашето тело.

Иако ова може да звучи како научна фантастика, ДАРПА (напредната истражувачка група на американската војска) веќе работи на проект наречен ElectRx, кратенка за Електрични рецепти. Врз основа на биолошкиот процес познат како невромодулација, овој мал имплант ќе го следи периферниот нервен систем на телото (нервите кои го поврзуваат телото со мозокот и 'рбетниот мозок), а кога ќе открие нерамнотежа што може да доведе до болест, ќе ослободи електрична енергија. импулси кои ќе го ребалансираат овој нервен систем, како и ќе го стимулираат телото да се лекува.

Нанотехнологијата плива низ вашата крв

Нанотехнологијата е огромна тема која има примена во широк спектар на полиња и индустрии. Во неговото јадро, тоа е широк термин за која било форма на наука, инженерство и технологија која мери, манипулира или инкорпорира материјали на скала од 1 и 100 нанометри. Сликата подолу ќе ви даде чувство за обемот на нанотехнологијата што функционира во себе.

Во контекст на здравјето, нанотехнологијата се истражува како алатка која може да ја револуционизира здравствената заштита со целосно замена на лековите и повеќето операции до крајот на 2030-тите.

Поинаку кажано, замислете дека би можеле да ја земете најдобрата медицинска опрема и знаење потребни за лекување на болест или да извршите операција и да ја шифрирате во доза солен раствор - доза што може да се чува во шприц, да се испрати насекаде и да се инјектира кај секој што има потреба на медицинска нега. Ако успее, може да го застари сето она што го дискутиравме во последните две поглавја од оваа серија.

Идо Бачелет, водечки истражувач во хируршка нанороботика, предвидува ден кога мала операција едноставно вклучува лекар кој инјектира шприц исполнет со милијарди однапред програмирани наноботови во целниот регион на вашето тело.

Тие нано роботи потоа ќе се шират низ вашето тело барајќи го оштетеното ткиво. Откако ќе се најдат, тие потоа ќе користат ензими за да ги отсечат оштетените ткивни клетки подалеку од здравото ткиво. Здравите клетки на телото потоа би биле стимулирани и да ги отстранат оштетените клетки и да го регенерираат ткивото околу шуплината создадена од отстранувањето на оштетеното ткиво. Наноботите дури би можеле да таргетираат и да ги потиснат околните нервни клетки за да ги ублажат сигналите за болка и да го намалат воспалението.

Користејќи го овој процес, овие нано-ботови може да се применат и за напад на различни форми на рак, како и разни вируси и странски бактерии кои можат да го заразат вашето тело. И додека овие нано-роботи се уште се уште најмалку 15 години оддалечени од широко распространето медицинско усвојување, работата на оваа технологија е веќе многу во тек. Инфографикот подолу прикажува како нанотехнологијата еден ден би можела да ги реинжинерира нашите тела (преку ActivistPost.com):

Регенеративна медицина

Користејќи го терминот чадор, регенеративна медицина, оваа гранка на истражување користи техники во областа на ткивното инженерство и молекуларната биологија за да ја врати функцијата на заболените или оштетените ткива и органи. Во основа, регенеративната медицина сака да ги користи клетките на вашето тело за да се поправат, наместо да ги заменува или зголемува клетките на вашето тело со протетика и машини.

На некој начин, овој пристап кон лекување е многу поприроден од опциите Robocop опишани погоре. Но, со оглед на сите протести и етички грижи што ги видовме покренати во изминатите две децении во врска со ГМО храната, истражувањето на матичните клетки и најновото клонирање на човекот и уредувањето на геномот, фер е да се каже дека регенеративната медицина ќе наиде на голем отпор.

Иако е лесно целосно да се отфрлат овие грижи, реалноста е дека јавноста има многу поинтимно и поинтуитивно разбирање за технологијата отколку биологијата. Запомнете, протетиката постои со милениуми; Можноста за читање и уредување на геномот е возможна само од 2001 година. Затоа, многу луѓе повеќе би сакале да станат киборзи, отколку да им се помеша генетиката „дадена од Бог“.

Затоа, како јавен сервис, се надеваме дека краткиот преглед на техниките за регенеративна медицина подолу ќе помогне да се отстрани стигмата околу глумењето Бог. По редослед на најмалку контроверзно за повеќето:

Поместување на матичните клетки

Веројатно сте слушнале многу за матични клетки во последните неколку години, честопати не во најдобро светло. Но, до 2025 година, матичните клетки ќе се користат за лекување на различни физички состојби и повреди.

Пред да објасниме како тие ќе се користат, важно е да се запамети дека матичните клетки живеат во секој дел од нашето тело, чекајќи да бидат повикани на акција за да го поправат оштетеното ткиво. Всушност, сите 10 трилиони клетки што го сочинуваат нашето тело потекнуваат од тие почетни матични клетки од внатрешноста на утробата на мајка ти. Како што се формираше вашето тело, тие матични клетки се специјализираа во мозочни клетки, срцеви клетки, клетки на кожата итн.

Овие денови, научниците сега се во можност да ја претворат речиси секоја група клетки во вашето тело назад во тие оригинални матични клетки. И тоа е голема работа. Бидејќи матичните клетки се способни да се трансформираат во која било клетка во вашето тело, тие можат да се користат за заздравување на речиси секоја рана.

Поедноставен пример на матичните клетки на работа вклучува лекарите да земаат примероци од кожата на жртвите од изгореници, да ги претвораат во матични клетки, да одгледуваат нов слој на кожа во петриева чинија, а потоа да ја користат таа новоизрасната кожа за да ја пресадат/заменат изгорената кожа на пациентот. На понапредно ниво, матичните клетки во моментов се тестираат како третман за лекува срцеви заболувања па дури и исцели 'рбетниот мозок на параплегичари, дозволувајќи им повторно да одат.

Но, една од поамбициозните употреби на овие матични клетки ја користи новопопуларизираната технологија за 3D печатење.

3D биопечатење

3D биопечатењето е медицинска примена на 3D печатењето при што живите ткива се печатат слој по слој. И наместо да користат пластика и метали како обичните 3Д принтери, 3Д биопечатачите користат (погодувате) матични клетки како градежен материјал.

Целокупниот процес на собирање и одгледување на матични клетки е ист како и процесот наведен за примерот на жртвата со изгореници. Меѓутоа, штом ќе се израснат доволно матични клетки, тие потоа може да се внесат во 3D печатачот за да формираат повеќето 3D органски форми, како замена за кожа, уши, коски и, особено, тие исто така можат органи за печатење.

Овие 3Д печатени органи се напредна форма на инженерство на ткиво што претставува органска алтернатива на имплантите на вештачки органи споменати претходно. И како тие вештачки органи, така и овие печатени органи еден ден ќе го намалат недостигот од донации на органи.

Сепак, овие печатени органи претставуваат и дополнителна придобивка за фармацевтската индустрија, бидејќи овие печатени органи може да се користат за попрецизни и поевтини испитувања на лекови и вакцини. И бидејќи овие органи се печатат со користење на сопствените матични клетки на пациентот, ризикот од имунолошкиот систем на пациентот да ги отфрли овие органи драстично паѓа во споредба со донирани органи од луѓе, животни и одредени механички импланти.

Понатаму во иднината, до 2040-тите, напредните 3Д биопринтери ќе печатат цели екстремитети кои ќе можат повторно да се прикачат на трупецот на ампутираните, со што протетиката ќе биде застарена.

Генетска терапија

Со генската терапија, науката почнува да ја меша природата. Ова е форма на третман дизајниран да ги коригира генетските нарушувања.

Едноставно објаснето, генската терапија вклучува секвенционирање на вашиот геном (ДНК); потоа се анализираат за да се пронајдат неисправни гени кои предизвикуваат болест; потоа се менува/уреди за да се заменат тие дефекти со здрави гени (денес со користење на алатката CRISPR објаснета во претходното поглавје); а потоа конечно повторно воведете ги тие сега здрави гени назад во вашето тело за да ја излечите оваа болест.

Откако ќе се усоврши, генската терапија би можела да се користи за лекување на низа болести, како што се рак, СИДА, цистична фиброза, хемофилија, дијабетес, срцеви заболувања, дури и одредени физички инвалиди како глувост.

Генетскиот инженеринг

Здравствените апликации на генетскиот инженеринг влегуваат во вистинска сива зона. Технички гледано, развојот на матични клетки и генската терапија се самите форми на генетски инженеринг, иако благи. Сепак, апликациите на генетскиот инженеринг што ги засегаат повеќето луѓе вклучуваат човечко клонирање и инженеринг на дизајнерски бебиња и натлуѓе.

Овие теми ќе ги оставиме на нашата серија Future of Human Evolution. Но, за целите на ова поглавје, постои една апликација за генетско инженерство која не е толку контроверзна ... добро, освен ако не сте веган.

Во моментов, компании како United Therapeutics работат на генетски инженерски свињи со органи кои содржат човечки гени. Причината зад додавањето на овие човечки гени е да се избегне отфрлање на овие свински органи од имунолошкиот систем на човекот во кој се вградени.

Откако ќе биде успешен, добитокот може да се одгледува на ниво за да обезбеди речиси неограничена количина на заменски органи за „ксено-трансплантација“ од животно на човек. Ова претставува алтернатива на горенаведените вештачки и 3Д печатени органи, со предност што е поевтино од вештачките органи и понатаму технички од 3D печатените органи. Како што рече, бројот на луѓе со етички и религиозни причини да се спротивстават на оваа форма на производство на органи, најверојатно, ќе гарантира дека оваа технологија никогаш нема да биде вистински мејнстрим.

Нема повеќе физички повреди и инвалидитет

Со оглед на списокот за перење алишта на методи на технолошки наспроти биолошки третман за кој штотуку разговаравме, веројатно е дека ерата на постојан физичките повреди и инвалидитет ќе завршат најдоцна до средината на 2040-тите.

И додека конкуренцијата помеѓу овие дијаметрални методи на лекување никогаш нема да исчезне, во голема мера, нивното колективно влијание ќе претставува вистинско достигнување во човековото здравје.

Се разбира, ова не е целата приказна. До овој момент, нашата серија „Иднина на здравјето“ ги истражуваше предвидените планови за елиминирање на болестите и физичките повреди, но што е со нашето ментално здравје? Во следното поглавје, ќе разговараме дали можеме да ги излечиме нашите умови толку лесно како и нашите тела.