Tirs immirati tajjeb fil-mard

Qegħdin infittxu kura u vaċċin effettivi għall-koronavirus u l-infezzjoni tiegħu. Bħalissa, m'għandniex mediċini b'effikaċja ppruvata. Madankollu, hemm mod ieħor biex jiġi miġġieled il-mard, aktar relatat mad-dinja tat-teknoloġija mill-bijoloġija u l-mediċina...

Fl-1998, i.e. fi żmien meta esploratur Amerikan, Kevin Tracy (1), wettaq l-esperimenti tiegħu fuq il-firien, ma dehret l-ebda konnessjoni bejn in-nerv vagus u s-sistema immunitarja fil-ġisem. Tali kombinazzjoni kienet meqjusa kważi impossibbli.

Imma Tracy kienet ċerta mill-eżistenza. Huwa kkonnettja stimulatur tal-impuls elettriku li jinżamm fl-idejn man-nerv tal-annimal u kkurah b'"shots" ripetuti. Imbagħad ta l-far TNF (fattur tan-nekrosi tat-tumur), proteina assoċjata ma 'infjammazzjoni kemm fl-annimali kif ukoll fil-bnedmin. L-annimal kellu jsir infjammat b'mod akut fi żmien siegħa, iżda wara eżami instab li TNF kien imblukkat b'75%.

Irriżulta li s-sistema nervuża aġixxiet bħala terminal tal-kompjuter, li bih tista 'jew tipprevjeni l-infezzjoni qabel ma tibda, jew twaqqaf l-iżvilupp tagħha.

Impulsi elettriċi pprogrammati b'mod korrett li jaffettwaw is-sistema nervuża jistgħu jissostitwixxu l-effetti ta 'drogi għaljin li mhumiex indifferenti għas-saħħa tal-pazjent.

Kontroll mill-bogħod tal-ġisem

Din l-iskoperta fetħet fergħa ġdida msejħa bijoelettronika, li qed tfittex aktar u aktar soluzzjonijiet tekniċi minjatura biex tistimula l-ġisem sabiex tevoka tweġibiet ippjanati bir-reqqa. It-teknika għadha fil-bidu tagħha. Barra minn hekk, hemm tħassib serju dwar is-sikurezza taċ-ċirkwiti elettroniċi. Madankollu, meta mqabbel mal-farmaċewtiċi, għandu vantaġġi kbar.

F’Mejju tal-2014, Tracy qalet dan lin-New York Times teknoloġiji bijoelettroniċi jistgħu jissostitwixxu b'suċċess l-industrija farmaċewtika u rrepetiha ta’ spiss f’dawn l-aħħar snin.

Il-kumpanija li waqqaf, SetPoint Medical (2), l-ewwel applikat it-terapija l-ġdida għal grupp ta’ tnax-il voluntier mill-Bosnja u Ħerzegovina sentejn ilu. Stimolaturi ċkejkna tan-nervituri vagus li jarmu sinjali elettriċi ġew impjantati fl-għonqhom. Fi tmien persuni, it-test kien suċċess - uġigħ akut naqas, il-livell ta 'proteini pro-infjammatorji reġa' lura għan-normal, u, l-aktar importanti, il-metodu l-ġdid ma kkawżax effetti sekondarji serji. Naqqas il-livell ta 'TNF b'madwar 80%, mingħajr ma eliminah kompletament, kif inhu l-każ bil-farmakoterapija.

2. SetPoint Medical taċ-ċippa bijoelettronika

Wara snin ta 'riċerka fil-laboratorju, fl-2011 SetPoint Medical, li fiha investit il-kumpanija farmaċewtika GlaxoSmithKline, bdiet provi kliniċi ta' impjanti li jistimulaw in-nervituri biex jiġġieldu l-mard. Żewġ terzi tal-pazjenti fl-istudju li kellhom impjanti itwal minn 19-il ċm fl-għonq imqabbda man-nerv vagu esperjenzaw titjib, tnaqqis fl-uġigħ u nefħa. Ix-xjentisti jgħidu li dan huwa biss il-bidu, u għandhom pjanijiet biex jittrattawhom permezz ta 'stimulazzjoni elettrika ta' mard ieħor bħall-ażżma, id-dijabete, l-epilessija, l-infertilità, l-obeżità u anke l-kanċer. Naturalment, ukoll infezzjonijiet bħal COVID-XNUMX.

Bħala kunċett, il-bijoelettronika hija sempliċi. Fil-qosor, jittrasmetti sinjali lis-sistema nervuża li jgħidu lill-ġisem biex jirkupra.

Madankollu, bħal dejjem, il-problema tinsab fid-dettalji, bħall-interpretazzjoni korretta u traduzzjoni tal-lingwa elettrika tas-sistema nervuża. Is-sigurtà hija kwistjoni oħra. Wara kollox, qed nitkellmu dwar apparati elettroniċi konnessi bla fili ma 'netwerk (3), li jfisser -.

Kif jitkellem Anand Ragunatan, professur tal-inġinerija elettrika u tal-kompjuter fl-Università ta 'Purdue, il-bijoelettronika "tagħtini kontroll mill-bogħod tal-ġisem ta' xi ħadd." Dan huwa wkoll test serju. minjaturizzazzjoni, inklużi metodi għall-konnessjoni b'mod effiċjenti ma 'netwerks ta' newroni li jippermettu l-kisba ta 'ammonti xierqa ta' dejta.

Sors Impjanti 3Brain li jikkomunikaw mingħajr fili

Il-bijoelettronika m'għandhiex tiġi konfuża ma ' il-bijoċibernetika (jiġifieri, ċibernetika bijoloġika), u lanqas mal-bijonika (li ħarġet mill-bijoċibernetika). Dawn huma dixxiplini xjentifiċi separati. Id-denominatur komuni tagħhom huwa r-referenza għall-għarfien bijoloġiku u tekniku.

Kontroversja dwar viruses tajba attivati ​​ottikament

Illum, ix-xjentisti qed joħolqu impjanti li jistgħu jikkomunikaw direttament mas-sistema nervuża f'tentattiv biex jiġġieldu diversi problemi tas-saħħa, mill-kanċer sal-riħ komuni.

Kieku r-riċerkaturi kellhom suċċess u l-bijoelettronika saret mifruxa, miljuni ta 'nies xi darba jistgħu jkunu jistgħu jimxu bil-kompjuters konnessi mas-sistemi nervużi tagħhom.

Fil-qasam tal-ħolm, iżda mhux għal kollox realistiku, hemm, pereżempju, sistemi ta’ twissija bikrija li, bl-użu ta’ sinjali elettriċi, jiskopru istantanjament iż-“żjara” ta’ tali koronavirus fil-ġisem u diretti armi (farmakoloġiċi jew saħansitra nanoelettroniċi) lejha. . aggressur sakemm jattakka s-sistema kollha.

Ir-riċerkaturi qed jitħabtu biex isibu metodu li jifhem sinjali minn mijiet ta’ eluf ta’ newroni fl-istess ħin. Reġistrazzjoni preċiża u analiżi essenzjali għall-bijoelettronikasabiex ix-xjentisti jkunu jistgħu jidentifikaw inkonsistenzi bejn sinjali newrali bażiċi f’nies b’saħħithom u sinjali prodotti minn persuna b’marda partikolari.

L-approċċ tradizzjonali għar-reġistrazzjoni tas-sinjali newrali huwa li tuża sondi ċkejkna b'elettrodi ġewwa, imsejħa. Riċerkatur tal-kanċer tal-prostata, pereżempju, jista 'jwaħħal klampi ma' nerv assoċjat mal-prostata f'ġurdien b'saħħtu u jirreġistra l-attività. L-istess jista 'jsir ma' kreatura li l-prostata tagħha kienet ġiet ġenetikament modifikata biex tipproduċi tumuri malinni. It-tqabbil tad-dejta mhux ipproċessata taż-żewġ metodi se jiddetermina kemm is-sinjali tan-nervituri huma differenti fil-ġrieden bil-kanċer. Ibbażat fuq data bħal din, sinjal korrettiv jista’ min-naħa tiegħu jiġi pprogrammat f’apparat bijoelettroniku għat-trattament tal-kanċer.

Iżda għandhom żvantaġġi. Jistgħu jagħżlu ċellula waħda biss kull darba, u għalhekk ma jiġbrux biżżejjed data biex jaraw l-istampa l-kbira. Kif jitkellem Adam E. Cohen, professur tal-kimika u l-fiżika f'Harvard, "qisha qed tipprova tara l-opra permezz ta' tiben."

Cohen, espert f'qasam li qed jikber imsejjaħ optoġenetika, jemmen li jista 'jegħleb il-limitazzjonijiet ta' garżi esterni. Ir-riċerka tiegħu tipprova tuża l-optoġenetika biex jiddeċifra l-lingwa newrali tal-mard. Il-problema hija li l-attività newrali ma tiġix mill-vuċijiet ta 'newroni individwali, iżda minn orkestra sħiħa minnhom li jaġixxu f'relazzjoni ma' xulxin. Li tara wieħed wieħed ma jagħtikx ħarsa ħolistika.

L-optoġenetika bdiet fis-snin 90 meta x-xjenzati kienu jafu li proteini msejħa opsins fil-batterja u l-alka jiġġeneraw l-elettriku meta jkunu esposti għad-dawl. L-optoġenetika tuża dan il-mekkaniżmu.

Il-ġeni opsin jiddaħħlu fid-DNA ta 'virus li ma jagħmilx ħsara, li mbagħad jiġi injettat fil-moħħ jew fin-nerv periferali tas-suġġett. Billi jibdlu s-sekwenza ġenetika tal-virus, ir-riċerkaturi jimmiraw lejn newroni speċifiċi, bħal dawk responsabbli biex iħossu l-kesħa jew l-uġigħ, jew żoni tal-moħħ magħrufa li huma responsabbli għal ċerti azzjonijiet jew imġieba.

Imbagħad, tiddaħħal fibra ottika mill-ġilda jew mill-kranju, li tittrażmetti d-dawl mill-ponta tagħha sal-post fejn jinsab il-virus. Id-dawl mill-fibra ottika jattiva l-opsin, li mbagħad twettaq ċarġ elettriku li jikkawża li n-newron "jixgħel" (4). Għalhekk, ix-xjentisti jistgħu jikkontrollaw ir-reazzjonijiet tal-ġisem tal-ġrieden, li jikkawżaw irqad u aggressjoni fuq kmand.

4. Neuron ikkontrollat ​​mid-dawl

Iżda qabel ma jużaw opsins u optogenetics biex jattivaw newroni involuti f'ċertu mard, ix-xjenzati jeħtieġ li jiddeterminaw mhux biss liema newroni huma responsabbli għall-marda, iżda wkoll kif il-marda jinteraġixxi mas-sistema nervuża.

Bħal kompjuters, in-newroni jitkellmu lingwa binarja, b'dizzjunarju bbażat fuq jekk is-sinjal tagħhom hux mixgħul jew mitfi. L-ordni, l-intervalli tal-ħin u l-intensità ta’ dawn il-bidliet jiddeterminaw il-mod kif tiġi trażmessa l-informazzjoni. Madankollu, jekk marda tista' titqies li titkellem il-lingwa tagħha stess, hemm bżonn ta' interpretu.

Cohen u l-kollegi tiegħu ħassew li l-optoġenetika setgħet tieħu ħsiebha. Għalhekk żviluppaw il-proċess bil-maqlub – minflok ma jużaw id-dawl biex jattivaw in-newroni, jużaw id-dawl biex jirreġistraw l-attività tagħhom.

Opsins jista 'jkun mod kif jittrattaw kull xorta ta' mard, iżda x-xjenzati x'aktarx ikollhom bżonn jiżviluppaw apparat bijoelettroniku li ma jużahomx. L-użu ta' viruses ġenetikament modifikati se jsir inaċċettabbli għall-awtoritajiet u s-soċjetà. Barra minn hekk, il-metodu opsin huwa bbażat fuq it-terapija tal-ġeni, li għadha ma kisbitx suċċess konvinċenti fi provi kliniċi, hija għalja ħafna u tidher li għandha riskji serji għas-saħħa.

Cohen isemmi żewġ alternattivi. Waħda minnhom hija assoċjata ma 'molekuli li jġibu ruħhom bħal opsins. It-tieni juża l-RNA biex jiġi kkonvertit fi proteina li tixbah l-opsin minħabba li ma tbiddilx id-DNA, għalhekk m'hemm l-ebda riskju ta 'terapija tal-ġeni. Madankollu l-problema ewlenija jipprovdu dawl fiż-żona. Hemm disinji ta 'impjanti tal-moħħ b'lejżer integrat, iżda Cohen, pereżempju, iqis li huwa aktar xieraq li tuża sorsi tad-dawl esterni.

Fit-tul, il-bijoelettronika (5) twiegħed soluzzjoni komprensiva għall-problemi kollha tas-saħħa li qed tiffaċċja l-umanità. Dan huwa qasam sperimentali ħafna bħalissa.

Madankollu, huwa bla dubju interessanti ħafna.