Kuantumrun

GÖRÜNTÜ KREDİSİ: Kuantumrun

Kalıcı fiziksel yaralanmaların ve sakatlıkların sonu: Sağlığın Geleceği P4

David Tal, Yayıncı, Fütürist
@DavidTalWrites
LinkedIn

Salı, 09/15/2020 - 05:38

Kalıcı, fiziksel yaralanmaları sona erdirmek için toplumumuz bir seçim yapmak zorundadır: İnsan biyolojimizle Tanrı'yı mı oynuyoruz yoksa yarı makine mi oluyoruz?

Şimdiye kadar Sağlığın Geleceği serimizde, ilaçların geleceğine ve hastalıkları iyileştirmeye odaklandık. Sağlık sistemimizi kullanmamızın en yaygın nedeni hastalık olsa da, daha az yaygın nedenler çoğu zaman en ciddi nedenler olabilir.

İster fiziksel bir engel ile doğmuş olun, ister hareket kabiliyetinizi geçici veya kalıcı olarak sınırlayan bir yaralanma geçirmiş olun, şu anda sizi tedavi etmek için mevcut olan sağlık hizmetleri seçenekleri genellikle sınırlıdır. Hatalı genetik veya ağır yaralanmaların neden olduğu hasarı tam olarak onaracak araçlara sahip değiliz.

Ancak 2020'lerin ortalarında bu statüko tepetaklak olacak. Bir önceki bölümde anlatılan genom düzenlemedeki ilerlemelerin yanı sıra minyatür bilgisayarlar ve robotikteki gelişmeler sayesinde, kalıcı fiziksel rahatsızlıklar dönemi sona erecek.

makine gibi adam

Bir uzuv kaybını içeren fiziksel yaralanmalar söz konusu olduğunda, insanlar hareket kabiliyetini yeniden kazanmak için makineler ve aletler kullanma konusunda şaşırtıcı bir rahatlığa sahiptir. En bariz örnek olan protezler, antik Yunan ve Roma literatüründe yaygın olarak atıfta bulunulan binlerce yıldır kullanılmaktadır. 2000 yılında, arkeologlar 3,000 yıllık, mumyalanmış kalıntılar ahşap ve deriden yapılmış bir protez ayak takan Mısırlı bir soylu kadının portresi.

Belirli bir fiziksel hareketlilik ve sağlık düzeyini geri yüklemek için yaratıcılığımızı kullanmanın bu uzun geçmişi göz önüne alındığında, tam hareketliliği yeniden sağlamak için modern teknolojiyi kullanmanın en ufak bir protesto olmaksızın memnuniyetle karşılanıyor olması şaşırtıcı olmamalıdır.

Akıllı protezler

Yukarıda bahsedildiği gibi, protez alanı çok eski olmasına rağmen, gelişmesi de yavaş olmuştur. Geçtiğimiz birkaç on yılda konfor ve gerçekçi görünümde gelişmeler görüldü, ancak maliyet, işlevsellik ve kullanılabilirlik ile ilgili olarak bu alanda yalnızca son on buçuk yılda gerçek ilerleme kaydedildi.

Örneğin, bir zamanlar özel bir protezin maliyeti 100,000 dolara kadar çıkarken, insanlar artık özel protezler oluşturmak için 3D yazıcıları kullanın (bazı durumlarda) 1,000 dolardan daha az bir fiyata.

Bu arada, doğal olarak yürümeyi veya merdiven çıkmayı zor bulan protez bacak kullanıcıları için, yeni şirketler hem daha doğal bir yürüyüş hem de koşu deneyimi sağlayan protezler inşa etmek için biyomimikri alanını kullanıyor ve aynı zamanda bu protezleri kullanmak için gereken öğrenme eğrisini kısaltıyorlar.

Protez bacaklarla ilgili bir başka sorun da, kullanıcıların, özel olarak yapılmış olsalar bile, onları uzun süre giymek için genellikle acı verici bulmalarıdır. Bunun nedeni, ağırlık taşıyan protezlerin, ampute kişinin derisini ve güdüklerinin etrafındaki etini, kemikleri ve protezleri arasında ezilmeye zorlamasıdır. Bu soruna geçici bir çözüm bulmak için bir seçenek, doğrudan ampute kemiğine (oküler ve diş implantlarına benzer şekilde) bir tür evrensel konektör takmaktır. Bu şekilde protez bacaklar doğrudan "kemiğe vidalanabilir". Bu, et ağrısı üzerindeki cildi ortadan kaldırır ve ayrıca amputeenin artık seri üretilmesi gerekmeyen bir dizi seri üretilmiş protez satın almasına izin verir.

Ancak özellikle protez kolları veya elleri olan amputeler için en heyecan verici değişikliklerden biri, Beyin-Bilgisayar Arayüzü (BCI) adı verilen hızlı gelişen bir teknolojinin kullanılmasıdır.

Beyinle çalışan biyonik hareket

İlk tartıştığımız Bilgisayarların Geleceği serisinde, BCI, beyin dalgalarınızı izlemek için bir implant veya beyin tarama cihazı kullanmayı ve bunları bir bilgisayar tarafından çalıştırılan her şeyi kontrol etmek için komutlarla ilişkilendirmeyi içerir.

Aslında fark etmemiş olabilirsiniz ama BCI'nın başlangıçları çoktan başladı. ampute artık robotik uzuvları test etmek kullanıcının kütüğüne takılan sensörler yerine doğrudan zihin tarafından kontrol edilir. Aynı şekilde, ağır engelli (kuadriplejikler gibi) kişiler de artık motorlu tekerlekli sandalyelerini yönlendirmek için BCI kullanma ve robotik kolları manipüle edin. 2020'lerin ortalarında BCI, ampute ve engelli kişilerin daha bağımsız bir yaşam sürmelerine yardımcı olmada standart haline gelecek. Ve 2030'ların başlarında, BCI, omurilik yaralanması olan kişilerin yürüme düşünce komutlarını alt gövdelerine ileterek tekrar yürümelerine izin verecek kadar gelişmiş hale gelecek. omurga implantı.

Tabii ki, akıllı protezler yapmak, gelecekteki implantların kullanılacağı tek şey değil.

Akıllı implantlar

İmplantlar, hastaların donör nakli beklerken karşılaştıkları bekleme sürelerini ortadan kaldırmak için uzun vadeli bir hedefle tüm organları değiştirmek için test ediliyor. Organ değiştirme cihazları arasında en çok konuşulanı biyonik kalptir. Birkaç tasarım pazara girdi, ancak en umut verici olanı bir Nabız olmadan kanı vücuda pompalayan cihaz … yürüyen ölülere yepyeni bir anlam katıyor.

Ayrıca, birini sağlıklı bir duruma döndürmek yerine, insan performansını iyileştirmek için tasarlanmış tamamen yeni bir implant sınıfı da var. Bu tür implantları ele alacağız İnsan Evriminin Geleceği serisi.

Ancak sağlıkla ilgili olduğu için burada bahsedeceğimiz son implant türü, yeni nesil, sağlığı düzenleyici implantlardır. Bunları, vücudunuzu aktif olarak izleyen, biyometrinizi telefonunuzdaki bir sağlık uygulamasıyla paylaşan ve hastalığın başlangıcını algıladığında vücudunuzu yeniden dengelemek için ilaçlar veya elektrik akımları salan kalp pilleri olarak düşünün.

Bu kulağa Bilimkurgu gibi gelse de, DARPA (ABD ordusunun gelişmiş araştırma kolu) zaten adı verilen bir proje üzerinde çalışıyor. ElektRx, Elektrik Reçetelerinin kısaltması. Nöromodülasyon olarak bilinen biyolojik sürece dayanan bu küçük implant, vücudun çevresel sinir sistemini (vücudu beyne ve omuriliğe bağlayan sinirler) izleyecek ve hastalığa yol açabilecek bir dengesizlik tespit ettiğinde, elektrik salacak. Bu sinir sistemini yeniden dengeleyecek ve aynı zamanda vücudu kendini iyileştirmesi için uyaracak dürtüler.

Nanoteknoloji kanınızda yüzüyor

Nanoteknoloji, çok çeşitli alanlarda ve endüstrilerde uygulamaları olan devasa bir konudur. Özünde, 1 ve 100 nanometre ölçeğinde malzemeleri ölçen, manipüle eden veya birleştiren her türlü bilim, mühendislik ve teknoloji için geniş bir terimdir. Aşağıdaki görüntü size nanoteknolojinin içinde çalıştığı ölçek hakkında bir fikir verecektir.

Sağlık bağlamında nanoteknoloji, 2030'ların sonlarına kadar ilaçları ve çoğu ameliyatı tamamen değiştirerek sağlık hizmetlerinde devrim yaratabilecek bir araç olarak araştırılıyor.

Başka bir deyişle, bir hastalığı tedavi etmek veya ameliyat yapmak için gereken en iyi tıbbi ekipmanı ve bilgiyi alabileceğinizi ve bunu bir şırıngada saklanabilen, herhangi bir yere gönderilebilen ve ihtiyacı olan herkese enjekte edilebilen bir doz salin olarak kodlayabileceğinizi hayal edin. tıbbi bakım. Başarılı olursa, bu dizinin son iki bölümünde tartıştığımız her şeyi geçersiz kılabilir.

Cerrahi nanorobotik alanında önde gelen bir araştırmacı olan Ido Bachelet, öngörülüyor Küçük bir ameliyatın, vücudunuzun hedeflenen bir bölgesine milyarlarca önceden programlanmış nanobotla dolu bir şırınga enjekte etmesini içeren bir gün.

Bu nanobotlar daha sonra vücudunuza yayılır ve hasarlı dokuları arar. Bulunduklarında, hasarlı doku hücrelerini sağlıklı dokudan uzaklaştırmak için enzimler kullanacaklardı. Vücudun sağlıklı hücreleri daha sonra hem hasarlı hücreleri atmak hem de hasarlı dokunun çıkarılmasından oluşan boşluğun etrafındaki dokuyu yenilemek için uyarılır. Nanobotlar, ağrı sinyallerini azaltmak ve iltihabı azaltmak için çevredeki sinir hücrelerini bile hedefleyebilir ve bastırabilir.

Bu işlemi kullanarak, bu nanobotlar, vücudunuza bulaşabilecek çeşitli virüs ve yabancı bakterilerin yanı sıra çeşitli kanser türlerine saldırmak için de uygulanabilir. Ve bu nanobotlar, yaygın tıbbi kabulden en az 15 yıl uzakta olsa da, bu teknoloji üzerindeki çalışmalar halihazırda devam ediyor. Aşağıdaki infografik, nanoteknolojinin bir gün bedenlerimizi nasıl yeniden düzenleyebileceğini özetlemektedir. AktivistPost.com):

Rejeneratif tıp

Şemsiye terimini kullanarak, rejeneratif tıpBu araştırma dalı, hastalıklı veya hasarlı doku ve organların işlevini eski haline getirmek için doku mühendisliği ve moleküler biyoloji alanlarındaki teknikleri kullanır. Temel olarak, rejeneratif tıp, vücudunuzun hücrelerini protezler ve makinelerle değiştirmek veya güçlendirmek yerine, vücudunuzun hücrelerini kendilerini onarmak için kullanmak ister.

Bir bakıma, iyileştirmeye yönelik bu yaklaşım, yukarıda açıklanan Robocop seçeneklerinden çok daha doğaldır. Ancak son yirmi yılda GDO'lu gıdalar, kök hücre araştırmaları ve son zamanlarda insan klonlama ve genom düzenleme konusunda ortaya koyduğumuz tüm protestolar ve etik kaygılar göz önüne alındığında, rejeneratif tıbbın bazı ağır muhalefetle karşılaşacağını söylemek doğru olur.

Bu endişeleri tamamen reddetmek kolay olsa da, gerçek şu ki, halk biyolojiden çok daha samimi ve sezgisel bir teknoloji anlayışına sahip. Unutmayın, protezler binlerce yıldır ortalıkta dolaşmaktadır; genomu okuyabilmek ve düzenleyebilmek ancak 2001'den beri mümkün oldu. Bu yüzden birçok insan “Tanrı vergisi” genetiğiyle oynanmaktansa siborg olmayı tercih ediyor.

Bu nedenle, bir kamu hizmeti olarak, aşağıdaki rejeneratif tıp tekniklerine kısa bir genel bakışın, Tanrı'yı oynama konusundaki damgalanmayı ortadan kaldırmaya yardımcı olacağını umuyoruz. En az tartışmalı olandan çoğuna göre:

Şekil değiştiren kök hücreler

Muhtemelen son birkaç yılda kök hücreler hakkında çok şey duymuşsunuzdur, çoğu zaman pek iyi bir ışıkta değil. Ancak 2025 yılına kadar kök hücreler çeşitli fiziksel durumları ve yaralanmaları iyileştirmek için kullanılacak.

Nasıl kullanılacağını açıklamadan önce, kök hücrelerin vücudumuzun her yerinde bulunduğunu ve hasarlı dokuyu onarmak için harekete geçirilmeyi beklediklerini hatırlamak önemlidir. Aslında, vücudumuzu oluşturan 10 trilyon hücrenin tamamı, annenizin rahmindeki ilk kök hücrelerden kaynaklanmıştır. Vücudunuz oluştukça, bu kök hücreler beyin hücrelerine, kalp hücrelerine, cilt hücrelerine vb.

Bu günlerde, bilim adamları artık vücudunuzdaki hemen hemen her hücre grubunu dönüştürebiliyorlar. o orijinal kök hücrelere geri. Ve bu çok önemli. Kök hücreler vücudunuzdaki herhangi bir hücreye dönüşebildiğinden, hemen hemen her yarayı iyileştirmek için kullanılabilirler.

Basitleştirilmiş örnek Doktorların yanık kurbanlarının deri örneklerini almaları, bunları kök hücrelere dönüştürmeleri, bir petri kabında yeni bir deri tabakası oluşturmaları ve ardından bu yeni gelişen deriyi hastanın yanmış derisini aşılamak/değiştirmek için kullanmaları. Daha ileri bir düzeyde, kök hücreler şu anda bir tedavi olarak test edilmektedir. kalp hastalığını tedavi et ve hatta paraplejiklerin omuriliklerini iyileştirmek, tekrar yürümelerine izin veriyor.

Ancak bu kök hücrelerin daha iddialı kullanımlarından biri, yeni popüler hale gelen 3D baskı teknolojisini kullanıyor.

3D biyobaskı

3D bioprinting, canlı dokuların katman katman yazdırıldığı 3D baskının tıbbi uygulamasıdır. Ve 3B biyoyazıcılar, normal 3B yazıcılar gibi plastik ve metal kullanmak yerine, yapı malzemesi olarak kök hücreleri (tahmin ettiniz) kullanır.

Kök hücrelerin toplanması ve büyütülmesine ilişkin genel süreç, yanık kurbanı örneği için özetlenen süreçle aynıdır. Bununla birlikte, yeterli kök hücre yetiştirildikten sonra, yedek deri, kulaklar, kemikler gibi herhangi bir 3D organik şeklin çoğunu oluşturmak için 3D yazıcıya beslenebilirler ve özellikle aynı zamanda baskı organları.

Bu 3D baskılı organlar, daha önce bahsedilen yapay organ implantlarına organik alternatifi temsil eden gelişmiş bir doku mühendisliği biçimidir. Ve bu yapay organlar gibi, bu basılı organlar da bir gün organ bağışı eksikliğini azaltacaktır.

Bununla birlikte, bu basılı organlar ayrıca ilaç endüstrisi için ek bir fayda sağlar, çünkü bu basılı organlar daha doğru ve daha ucuz ilaç ve aşı denemeleri için kullanılabilir. Ve bu organlar hastanın kendi kök hücreleri kullanılarak basıldığından, hastanın bağışıklık sisteminin bu organları reddetme riski insanlardan, hayvanlardan ve bazı mekanik implantlardan bağışlanan organlarla karşılaştırıldığında büyük ölçüde düşer.

Gelecekte, 2040'larda, gelişmiş 3D biyoyazıcılar, amputelerin kütüğüne yeniden bağlanabilen tüm uzuvları yazdıracak ve böylece protezleri modası geçmiş hale getirecek.

Gen tedavisi

Gen terapisi ile bilim doğayı değiştirmeye başlar. Bu, genetik bozuklukları düzeltmek için tasarlanmış bir tedavi şeklidir.

Basitçe açıklamak gerekirse, gen terapisi, genomunuzun (DNA) dizilenmesini içerir; daha sonra bir hastalığa neden olan kusurlu genleri bulmak için analiz edilir; daha sonra bu kusurları sağlıklı genlerle değiştirmek için değiştirildi/düzenlendi (günümüzde önceki bölümde açıklanan CRISPR aracını kullanarak); ve sonunda, söz konusu hastalığı iyileştirmek için şimdi sağlıklı olan bu genleri tekrar vücudunuza sokun.

Bir kez mükemmelleştirildiğinde, gen terapisi kanser, AIDS, kistik fibroz, hemofili, diyabet, kalp hastalığı gibi bir dizi hastalığı tedavi etmek için kullanılabilir, hatta bazı fiziksel engelleri bile tedavi edebilir. sağırlık.

Genetik mühendisi

Genetik mühendisliğinin sağlık uygulamaları gerçek bir gri alana giriyor. Teknik olarak konuşursak, kök hücre gelişimi ve gen tedavisi, hafif de olsa genetik mühendisliğinin biçimleridir. Bununla birlikte, çoğu insanı ilgilendiren genetik mühendisliği uygulamaları, insan klonlamayı ve tasarımcı bebeklerin ve süper insanların mühendisliğini içerir.

Bu konuları İnsan Evriminin Geleceği serimize bırakacağız. Ancak bu bölümün amaçları doğrultusunda, o kadar tartışmalı olmayan bir genetik mühendisliği uygulaması var… tabi eğer vegan değilseniz.

Şu anda, United Therapeutics gibi şirketler, genetik mühendisi domuzlar insan genlerini içeren organlarla. Bu insan genlerini eklemenin nedeni, bu domuz organlarının, implante edildikleri insanın bağışıklık sistemi tarafından reddedilmesini önlemektir.

Başarılı olduktan sonra, hayvancılık, hayvandan insana "kseno-transplantasyon" için neredeyse sınırsız miktarda yedek organ sağlayacak şekilde büyütülebilir. Bu, yapay organlardan daha ucuz ve teknik olarak 3D baskılı organlardan daha ucuz olma avantajıyla, yukarıdaki yapay ve 3B baskılı organlara bir alternatifi temsil eder. Bununla birlikte, bu tür organ üretimine karşı çıkmak için etik ve dini nedenleri olan insanların sayısı, muhtemelen bu teknolojinin asla gerçekten ana akım haline gelmemesini sağlayacaktır.

Artık fiziksel yaralanma ve sakatlık yok

Az önce tartıştığımız teknolojik ve biyolojik arıtma yöntemlerinin çamaşır listesi göz önüne alındığında, muhtemelen kalıcı fiziksel yaralanmalar ve sakatlıklar en geç 2040'ların ortalarında sona erecek.

Ve bu çapsal tedavi yöntemleri arasındaki rekabet hiçbir zaman tam anlamıyla ortadan kalkmayacak olsa da, toplu etkileri insan sağlığı alanında gerçek bir başarıyı temsil edecektir.

Tabii ki, tüm hikaye bu değil. Bu noktada, Sağlığın Geleceği serimiz, hastalıkları ve fiziksel yaralanmaları ortadan kaldırmak için öngörülen planları araştırdı, peki ya zihinsel sağlığımız? Bir sonraki bölümde, zihnimizi bedenlerimiz kadar kolay iyileştirip iyileştiremeyeceğimizi tartışacağız.