[ad_1]

در سال 1926 ، فریتز کان فارغ التحصیل شد انسان به عنوان یک کاخ صنعتی، چاپ سنگی برجسته در چاپ پنج جلدی خود زندگی بشر. تصویر جسد انسانی را در حال جوشیدن با کارگران کوچک کارخانه نشان می دهد. آنها از کار با مغز پر از تابلو ، نمودار و مانومتر لذت می برند. زیر پای آنها شبکه ای مبتکرانه از لوله ها ، ناودانها و تسمه های نقاله سیستم گردش خون را می سازد. این تصویر یک نقش اصلی را در آثار کن تجسم می دهد: موازی بین فیزیولوژی و تولید انسان ، یا بدن انسان به عنوان یک معجزه مهندسی.

دستگاهی که در حال حاضر در مرحله رشد جنینی است – اصطلاحاً “داروخانه زنده کاشت” – به راحتی می تواند در تخیل ملتهب کن پدید آید. این مفهوم توسط آژانس پروژه های تحقیقاتی پیشرفته دفاع (DARPA) و با همکاری چندین دانشگاه ، به ویژه شمال غربی و رایس در حال توسعه است. محققان تصور می کنند که یک کارخانه کوچک سازی شده در یک ریز تراشه محصور شده است و داروهای تولیدی از بدن تولید می کند. سپس داروها از طریق دستورالعمل برنامه موبایل به اهداف دقیق تحویل داده می شوند. هدف اولیه و متوسط ​​DARPA برای برنامه چهار و نیم ساله ، که در ماه مه به محققان سفارش داده شد ، کاهش جت لگ بود.

انسان به عنوان یک کاخ صنعتی. jpg

روی فریتز کان انسان به عنوان یک کاخ صنعتی(Fritz Kahn / Buyenlarge / گتی ایماژ)

تاخیر جت نقض ریتم شبانه روزی است – ریتم بیولوژیکی روزانه که زمان داخلی همه ارگانیسم ها را روی زمین کنترل می کند. هنگامی که ما از طریق مناطق زمانی پرواز می کنیم ، اختلافات داخلی می تواند باعث خستگی ، تاریکی و گمراهی شود. بیش از یک مزاحمت برای نیروهای مسلح ، این بی نظمی تهدیدی برای آمادگی نیروهایی است که وقتی به مکان های دور دست می رسند ، ممکن است از آنها دعوت شود تا با نتایج اوج عمل کنند. به همین ترتیب ، یک مطالعه در سال 2019 نشان داد که هوشیاری و کار کارکنان بهداشت هنگام کار در شیفت عصر به شدت مختل می شود. کارگران شیفت از انواع مختلف اغلب از اختلالات ریتم شبانه روزی رنج می برند و آنها را در معرض خطر بیشتری از سندرم متابولیک و بیماری های قلبی عروقی قرار می دهند.

کاشت زنده داروخانه ، که هنوز در مرحله تولید “اثبات مفهوم” است ، در واقع به عنوان دو دستگاه جداگانه – کاشت میکروچیپ و بند دستی در نظر گرفته شده است. این ایمپلنت شامل لایه ای از سلول های مصنوعی زنده ، همراه با یک سنسور دما ، یک فرستنده بی سیم با برد کوتاه و یک آشکارساز نوری خواهد بود. سلول ها توسط اهدا کننده انسانی تأمین می شوند و برای انجام عملکردهای خاص پردازش شده اند. آنها به صورت انبوه در آزمایشگاه تولید می شوند و روی لایه ای از چراغ های کوچک LED اعمال می شوند.

این میکروچیپ با شماره شناسایی و کلید رمزگذاری منحصر به فرد راه اندازی می شود و پس از آن در یک روش سرپایی در زیر پوست کاشته می شود. تراشه توسط یک توپی با باتری متصل شده به یک بند مچ کنترل خواهد شد. این مرکز سیگنالهای منتقل شده توسط یک برنامه تلفن همراه را دریافت خواهد کرد.

PR-sistema.jpg

در این تصویر هنری ، کاربری با کاشت NTRAIN و مرکز خارجی همراه در این زمینه کار می کند. کاربر یک تغییر زمان دلخواه را وارد می کند (به دلیل کار شیفتی یا مسافرت در زمان). بر اساس سیگنال های دریافت شده از فیزیولوژی بدن ، توپی خارجی ریتم شبانه روزی کاربر را تشخیص داده و پیوند را فعال می کند تا درمان های پپتیدی با دوز دقیق تولید کند.

(دانشگاه شمال غربی)

اگر یک سرباز بخواهد ساعت داخلی خود را تنظیم کند ، به راحتی تلفن خود را برمی دارد ، وارد برنامه می شود و مسیر آینده خود را وارد می کند – مثلاً پرواز 5:30 صبح از آرلینگتون ، ویرجینیا آغاز می شود و 16 ساعت بعد به فورت باکنر وارد می شود اوکیناوا ، ژاپن. با استفاده از ارتباط بی سیم در فاصله کوتاه ، توپی سیگنال را دریافت می کند و چراغ های LED روی تراشه را فعال می کند. نورها به سلولهای مصنوعی می تابند و آنها را تحریک می کند تا دو ترکیب تولید شوند که به طور طبیعی در بدن تولید می شوند. این ترکیبات مستقیماً در جریان خون آزاد می شوند و مکانهای مورد نظر را هدف قرار می دهند ، مانند یک ساختار کوچک و واقع در مغز به نام هسته سوپراکیاسماتیک (SCN) ، که به عنوان ضربان ساز اصلی ریتم شبانه روزی عمل می کند. صرف نظر از مکان مورد نظر ، جریان مولکول های زیستی ساعت طبیعی را تغییر می دهد. هنگامی که تازه وارد به اوکیناوا می رسد ، بدن آنها با زمان محلی هماهنگی کامل خواهد داشت.

سلولهای مصنوعی توسط غشا made ساخته شده از مواد زیستی جدید از سیستم ایمنی بدن میزبان جدا می شوند و فقط به مواد مغذی و اکسیژن و فقط ترکیبات خارج اجازه می دهند. اگر مشکلی پیش بیاید ، آنها قرصی را می بلعند که سلول ها را فقط در تراشه از بین می برد و بقیه بدن آنها سالم باقی می ماند.

پروژه قبلی جوزیا هستر ، Game Boy که می تواند برای همیشه بدون باتری کار کند ، محبوب و بی چون و چرای بود. اکنون یک استاد در دانشگاه نورث وسترن از آزمایشگاه خود در اوانستون ، ایلینوی ، در حال طراحی مرکز بیرونی داروخانه های زنده است. او ناگهان با س questionsالات نگران کننده ای روبرو شد ، با حوصله اقدامات امنیتی را که باید معرفی شود ، توصیف می کند.

برای محافظت در برابر هک و بدافزار ، کاربر باید هر دستوری را که در تلفن شما لمس می کند تأیید کند. داده های کاربر در خود توپی ذخیره می شود. جابجایی های آینده به ابر در حال حاضر در نظر گرفته نشده است. هستر می گوید: “اگر شرکتی مانند مایکروسافت یا اپل هرگز بخواهد این را در محصولات خود ادغام کند ، باید بحث عمومی قابل توجهی در مورد آن انجام شود – این داده های بسیار حساسی است.” پیام هایی که از مرکز به برنامه حرکت می کنند رمزگذاری خواهند شد. بازوبند ممکن است شامل یک دکمه “kill switch” باشد که بلافاصله خاموش می شود. از همه مهمتر ، کاشت بدون بازوبند بی فایده است. در هر زمان ، به هر دلیلی ، کاربر می تواند به راحتی بازوبند را برداشته و میکروچیپ بلافاصله غیرفعال می شود.

هنگامی که جاناتان ریونی ، محقق اصلی پروژه ، آینده بیوتکنولوژی را در نظر می گیرد ، بزرگترین نگرانی او درک عمومی از کار او است. استاد مهندسی زیستی در دانشگاه نورث وسترن ، لوئیجی گالوانی ، ایتالیایی قرن هجدهم را توصیف می کند که به عنوان الهام برای فرانکنشتاین عمل کرده است. این زیست شناس نام خود را با گره زدن قورباغه های بی سر به آزمایشگاه خود در بولونیا و شوک زدن با پاشنه پا بر سر زبان ها انداخت. ریونی با پوزخند گسترده گفت: “او پاهای قورباغه را شوکه می کرد و سپس لگد می زد.” جامعه ممکن است در آن زمان شوکه شده باشد ، اما بنیانگذار برق زیستی مردگان را به طور کامل احیا نکرد. ریون نگران تمایل جامعه برای پیوند داستان علمی و تحقیقات علمی است. وی گفت: “بسیاری از دستاوردهای بزرگ در حال رخ دادن است و آنها به خوبی به مردم منتقل نمی شوند.” “مردم بلافاصله آنچه را در یک فیلم دیده اند نادیده گرفته و ارتباطات جعلی برقرار می کنند.” بعنوان نشانه های دلگرم کننده این پروژه ، برخی بیش از همه آماده اند تا آینده را بپذیرند. به محض اعلام خبر ، Rivnay شروع به دریافت نامه های الکترونیکی از افراد دارای اختلالات شدید خواب ، با پیشنهاد ثبت نام در افراد آزمایشی کرد.

راسل فاستر رئیس انستیتوی خواب و مغز و اعصاب شبانه روزی در دانشگاه آکسفورد است. استاد درگیر این پروژه نیست ، اما یک طرفدار مشتاق است. وی بر توانایی ریز تراشه در انتشار مواد مخدر در زمان های خاص به عنوان یک مزیت مهم ، به ویژه برای جمعیت های آسیب پذیر تأکید می کند. وی گفت: “اگر مجبور می شدم به خانه سالمندان بروم و مطمئن شوم كه داروی خود را به موقع دریافت كرده ام ، قطعاً یك ریز تراشه مصرف می كنم.”

PR-device-cells.jpg

نمای نزدیک از ایمپلنت NTRAIN کارخانه های داخلی سلول آن را نشان می دهد ، که اگر توسط نور فعال شوند ، درمان های پپتیدی با دوز دقیق تولید می کنند. این دستگاه کارخانه های سلول را کاملاً بسته نگه می دارد و اجازه می دهد فقط روش های درمانی در بدن پخش شود.

(دانشگاه شمال غربی)

اگر همه چیز طبق برنامه پیش برود ، میکرو تراشه های بیوهبرید با کنترل از راه دور می توانند روزی تبدیل به صمیمی ترین شکل فناوری هوشمند در زندگی ما شوند – حسگرهای داخلی که با ادامه زندگی روزمره ، سلامتی ما را کنترل می کنند ، با توجه به الگوریتم ساخت دارو و چه زمانی برای توزیع آن

اگر در آینده نزدیک کودکان مبتلا به دیابت نوع 1 نباید چندین بار در روز انسولین تزریق کنند ، چه می شود؟ اگر همه چیز از طریق تلفن هوشمند قابل کنترل باشد ، چه می شود؟ اولین مسافران به مریخ سفر طولانی دارند. اگر کاشت کامل باشد ، دیگر نیازی به حمل دارو نیست. داروخانه در بدن آنها همیشه باز است ، برای تولید محصولات دارویی لازم در دسترس است.

میکروچیپ حتی به طور بالقوه می تواند برای افزایش عملکرد انسان مورد استفاده قرار گیرد. اگر یک دونده المپیک بتواند سلولهای خود را طوری برنامه ریزی کند که در شروع مسابقه باعث افزایش هورمون آدرنالین شوند؟

فاستر می گوید: “دستگاهی کاربر پسند که امکان تحویل به موقع دارو را فراهم کند بسیار مهم است.” “این مفهوم درخشان است. من از جاه طلبی آنها استقبال می کنم. “

اما در میان همه هیجانات ، آنها سوالات ناجور را می پرسند.

در کتاب سوم اوید دگرگونی ها، کادموس جوان ، بنیانگذار اسطوره ای تبس ، با یک اژدها روبرو می شود. او غافل از مقدس بودن این جانور می جنگد و می کشد و دندان هایش را در زمینی مجاور دفن می کند. هنگامی که مزرعه برداشت می شود ، برداشت جنگجویان وحشی از جایی که دندان ها کاشته شده است ، ایجاد می شود و زنجیره ای از شرایط غم انگیز – غم ، خونریزی و نهایتاً جنون – را به وجود می آورد که بسیار بدتر از شرایط اولیه آن است.

تأخیر واکنشی ناخوشایند است ، پیامدهای کاشت ریز تراشه ها برای ذخیره سازی اطلاعات ، سیگنال دهی و تولید دارو در بدن سربازان کاملا سالم چگونه ارزیابی می شود؟ اگر و وقتی فناوری در دسترس عموم قرار گیرد ، کدام یک از شرایط پزشکی واجد شرایط است؟ آیا افراد سالمی وجود دارند که فکر می کنند نوشیدن قرص آنقدر زمانبر و زمان بر است که فقط برای جلوگیری از انجام این کار میکرو تراشه دریافت می کنند؟

او تمام خصوصیات قسمت آخر را دارد آینه سیاه. پاول شیهان ، مدیر برنامه ای که بر توسعه تراشه نظارت می کند ، از طرفداران مجموعه علمی تخیلی علمی در Netflix نیست. شیهان ، یک فیزیکدان شیمیایی که با دفتر فناوری بیولوژیک دارپا صحبت کرد ، گفت: “من هرگز نتوانستم از قسمت اول عبور کنم.”

شیهان توضیح می دهد که تراشه قبل از تأیید FDA چندین مرحله آزمایش خواهد کرد. او ایمپلنت هایی را که در حال حاضر در بازار وجود دارد مانند ضربان سازهای قلب و پمپ های مورفین ذکر کرده است. اما او ترجیح می دهد در مورد کاربردهای احتمالی این دستگاه در آینده گمانه زنی نکند. “سخت است که بفهمیم هر فناوری به کجا می رود. ما سعی می کنیم روی مسائل فوری تمرکز کنیم. “

موضوع اصلی از لبه خونریزی، مستند سال 2018 صنعت تجهیزات پزشکی ، این بود که “نوآورانه” لزوما به معنای مراقبت بهتر نیست. فیلم دیگری از سال 2018 ، ارتقا دهید، به حضار درباره دانشمندان “مفیدی” که دستگاه های بیوتکنولوژی پیشرفته را ارائه می دهند ، هشدار داد.

هستر ضمن تأیید نگرانی های ایمنی ، از کار روی یک ریز تراشه بسیار انقلابی هیجان زده است. (ایمپلنت ها معمولاً عملکردهای زیادی را انجام نمی دهند.) «تراشه های RFID لنگ هستند. آنها کاری نمی کنند. ” “این ایمپلنت به مواردی که در بدن اتفاق می افتد پاسخ می دهد و در زمان واقعی سازگار می شود.” این تیم در حال حاضر در مرحله طراحی است. به زودی آنها امیدوارند که آزمایش اجزای جداگانه داروخانه را بر روی مدل های جوندگان آغاز کنند و سرانجام با نمونه اولیه کار خواهند کرد.

به هر حال ، هرچه اوید در این باره می گوید ، دانشمندان موجود در داروخانه زنده قابل کاشت در حال شخم زدن با بخار کامل هستند. آنها شگفت انگیز مهندسی مدرن را طراحی می کنند. میکروچیپ به عنوان یک دستگاه هوشمند و یک پلت فرم هم افزایی ، آخرین نوآوری ها را در بیوالکترونیک ، زیست شناسی مصنوعی و مهندسی کامپیوتر ادغام می کند.

مهندس زیست امید ویسه از کار روی پروژه خوشحال است. آزمایشگاه وی بخشی از مرکز پزشکی تگزاس ، بزرگترین مجتمع پزشکی در جهان است. گاهی اوقات او مطب خود را ترک می کند و از خیابان عبور می کند تا ناهار را با پزشکان بخورد. هر وقت ویزیت می کند ، س aboutالاتی در مورد زندگی بیمار آنها می پرسد.

ویسه توضیح می دهد که اگر او به کار در خلا رها شود ، فقط می تواند ابزارهای عالی بسازد. وقتی به بیمارستان مراجعه می کند ، از مشکلات افراد واقعی ایده می گیرد. وی می گوید: “فرصتی عظیم برای نفوذ به بدن به روش خوب و اختراع روش های درمانی برای آینده وجود دارد.” “اگر ما بتوانیم این کار را انجام دهیم ، این فرصت های زیادی ایجاد می کند.”



[ad_2]

منبع: khabar-top.ir