Tembakan anu ditujukeun saé dina panyakit

Kami milarian ubar sareng vaksin anu épéktip pikeun coronavirus sareng inféksi na. Di momen, urang teu boga ubar jeung kabuktian efficacy. Nanging, aya cara sanés pikeun ngalawan panyakit, langkung seueur patalina sareng dunya téknologi tibatan biologi sareng ubar ...

Dina 1998, i.e. dina waktos anu ngajajah Amérika, Kevin Tracy (1), ngalaksanakeun percobaan-Na dina beurit, euweuh sambungan katempo antara saraf vagus jeung sistim imun dina awak. Kombinasi sapertos ieu dianggap ampir teu mungkin.

Tapi Tracy yakin ayana. Anjeunna nyambungkeun stimulator impuls listrik anu dicekel ku leungeun kana saraf sato sareng ngarawatna ku "némbak" anu diulang-ulang. Anjeunna teras masihan beurit TNF (tumor necrosis factor), protéin anu aya hubunganana sareng peradangan dina sato sareng manusa. Sato ieu sakuduna dituju janten acutely inflamed dina sajam, tapi dina pamariksaan eta kapanggih yén TNF diblokir ku 75%.

Tétéla yén sistim saraf acted salaku terminal komputer, jeung nu bisa nyegah inféksi saméméh dimimitian, atawa ngeureunkeun perkembangannya.

Impulses listrik anu diprogram leres anu mangaruhan sistem saraf tiasa ngagentos efek obat mahal anu henteu acuh kana kaséhatan pasien.

Kadali jauh awak

Papanggihan ieu dibuka cabang anyar disebut bioéléktronika, Nu keur néangan beuki loba solusi teknis miniatur pikeun stimulating awak guna membangkitkan réspon rencanana taliti. Téhnik masih dina infancy na. Salaku tambahan, aya masalah serius ngeunaan kasalametan sirkuit éléktronik. Nanging, dibandingkeun sareng farmasi, éta gaduh kaunggulan anu ageung.

Dina Méi 2014, Tracy ngawartoskeun New York Times éta Téknologi bioéléktronik tiasa suksés ngagentos industri farmasi sareng sering ngulang deui dina taun-taun ayeuna.

Perusahaan anjeunna ngadegkeun, SetPoint Médis (2), mimiti nerapkeun terapi anyar ka grup dua belas sukarelawan ti Bosnia jeung Hérzégovina dua taun ka tukang. Stimulator saraf vagus leutik anu ngaluarkeun sinyal listrik parantos dipasang dina beuheungna. Dina dalapan urang, tés ieu suksés - nyeri akut subsided, tingkat protéin pro-radang balik ka normal, sarta, paling importantly, metoda anyar teu ngabalukarkeun efek samping serius. Éta ngirangan tingkat TNF sakitar 80%, tanpa ngaleungitkeun lengkep, sapertos dina kasus farmakoterapi.

2. chip Bioelectronic SetPoint Médis

Sanggeus taun panalungtikan laboratorium, dina 2011, SetPoint Médis, invested di ku parusahaan farmasi GlaxoSmithKline, dimimitian percobaan klinis tina implants saraf-stimulating pikeun ngalawan kasakit. Dua per tilu pasien dina pangajaran anu implants leuwih panjang batan 19 cm dina beuheung disambungkeun ka saraf vagus ngalaman perbaikan, ngurangan nyeri jeung bareuh. Élmuwan nyarios yén ieu ngan ukur awal, sareng aranjeunna gaduh rencana pikeun ngubaranana ku stimulasi listrik panyakit sanés sapertos asma, diabetes, epilepsi, infertility, obesitas sareng kanker. Tangtosna, ogé inféksi sapertos COVID-XNUMX.

Salaku konsép, bioelectronics basajan. Pondokna, éta ngirimkeun sinyal ka sistem saraf anu nyarioskeun awak pikeun pulih.

Sanajan kitu, sakumaha salawasna, masalah perenahna di detil, kayaning interpretasi bener jeung tarjamahan basa listrik tina sistim saraf. Kaamanan mangrupikeun masalah sanés. Barina ogé, urang ngobrol ngeunaan alat éléktronik disambungkeun nirkabel ka jaringan (3), nu hartina -.

Salaku anjeunna speaks Anand Ragunatan, profésor rékayasa listrik jeung komputer di Universitas Purdue, bioelectronics "masihan kuring kadali jauh awak batur." Ieu ogé tés serius. miniaturisasi, kaasup métode pikeun éfisién nyambung ka jaringan neuron nu bakal ngidinan pikeun ménta jumlah luyu data.

Sumber 3 Susuk otak anu komunikasi sacara nirkabel

Bioelectronics teu matak bingung jeung biocybernetics (nyaéta, cybernetics biologis), atanapi sareng bionik (anu timbul tina biocybernetics). Ieu mangrupikeun disiplin ilmiah anu misah. Pangbagi umumna nyaéta rujukan pikeun pangaweruh biologis sareng téknis.

Kontrovérsi ngeunaan virus anu diaktipkeun sacara optik anu saé

Kiwari, para ilmuwan nyiptakeun implant anu tiasa komunikasi langsung sareng sistem saraf dina usaha pikeun merangan sagala rupa masalah kaséhatan, ti kanker dugi ka selesma.

Upami peneliti suksés sareng bioéléktronik janten nyebar, jutaan jalma tiasa hiji dinten tiasa leumpang nganggo komputer anu nyambung ka sistem sarafna.

Dina alam impian, tapi henteu sapinuhna teu realistis, aya, contona, sistem peringatan dini anu, nganggo sinyal listrik, langsung ngadeteksi "kunjungan" koronavirus sapertos dina awak sareng senjata langsung (farmakologis atanapi nanoelectronic) di dinya. . aggressor nepika narajang sakabéh sistem.

Panaliti berjuang pikeun mendakan metode anu bakal ngartos sinyal tina ratusan rébu neuron dina waktos anu sami. Pendaptaran sareng analisa akurat penting pikeun bioéléktronikaku kituna élmuwan bisa ngaidentipikasi inconsistencies antara sinyal saraf dasar dina jalma sehat sarta sinyal dihasilkeun ku jalma kalawan kasakit tangtu.

Pendekatan tradisional pikeun ngarékam sinyal saraf nyaéta ngagunakeun panyilidikan leutik sareng éléktroda di jero, disebut. Panaliti kanker prostat, contona, tiasa ngagantelkeun klem kana saraf anu aya hubunganana sareng prostat dina beurit anu séhat sareng ngarékam kagiatan éta. Hal anu sami tiasa dilakukeun sareng mahluk anu prostatna parantos dirobih sacara genetik pikeun ngahasilkeun tumor ganas. Ngabandingkeun data atah duanana métode bakal nangtukeun sabaraha béda sinyal saraf dina mencit jeung kanker. Dumasar data sapertos kitu, sinyal koréksi tiasa diprogram janten alat bioéléktronik pikeun ngubaran kanker.

Tapi maranéhna boga kalemahan. Aranjeunna ngan ukur tiasa milih hiji sél dina hiji waktos, janten aranjeunna henteu ngumpulkeun data anu cekap pikeun ningali gambar anu ageung. Salaku anjeunna speaks Adam E. Cohen, profesor kimia jeung fisika di Harvard, "éta kawas nyobian ningali opera ngaliwatan jarami a."

Cohen, ahli dina widang tumuwuh disebut optogenetik, percaya éta bisa nungkulan watesan patches éksternal. Panalitianna nyobian nganggo optogenetik pikeun ngémutan basa saraf tina panyakit. Masalahna nyaéta yén kagiatan saraf henteu asalna tina sora neuron individu, tapi tina sadayana orchestra di antarana anu aya hubunganana. Ningali hiji-hiji henteu masihan anjeun pandangan anu holistik.

Optogenetics dimimitian dina taun 90an nalika élmuwan terang yén protéin anu disebut opsins dina baktéri sareng ganggang ngahasilkeun listrik nalika kakeunaan cahaya. Optogenetics ngagunakeun mékanisme ieu.

Gén opsin diselapkeun kana DNA virus anu teu bahaya, anu teras disuntikkeun kana otak atanapi saraf periferal subjek. Ku cara ngarobah sekuen genetik virus, panalungtik nargétkeun neuron husus, sapertos anu tanggung jawab pikeun ngarasa tiis atanapi nyeri, atanapi daérah otak anu dipikanyaho tanggung jawab kana tindakan atanapi paripolah anu tangtu.

Teras, serat optik diselapkeun kana kulit atanapi tangkorak, anu ngirimkeun cahaya tina ujungna ka tempat ayana virus. Cahya tina serat optik ngaktifkeun opsin, anu dina gilirannana ngalaksanakeun muatan listrik anu nyababkeun neuron "caang" (4). Ku kituna, élmuwan bisa ngadalikeun réaksi awak mencit, ngabalukarkeun sare jeung agresi on paréntah.

4. Neuron dikawasa ku cahaya

Tapi saméméh ngagunakeun opsins na optogenetics pikeun ngaktipkeun neuron aub dina kasakit tangtu, élmuwan kudu nangtukeun teu ukur neuron nu jawab kasakit, tapi ogé kumaha kasakit interaksi jeung sistim saraf.

Kawas komputer, neuron ngobrol basa binér, kalayan kamus dumasar kana naha sinyalna hurung atanapi pareum. Urutan, interval waktu jeung inténsitas parobahan ieu nangtukeun cara informasi dikirimkeun. Nanging, upami panyakit tiasa dianggap nyarios basana nyalira, peryogi juru basa.

Cohen sareng batur-baturna ngarasa yén optogenetics tiasa ngadamel éta. Janten aranjeunna ngembangkeun prosés sabalikna - tibatan nganggo lampu pikeun ngaktipkeun neuron, aranjeunna nganggo lampu pikeun ngarékam kagiatanana.

Opsins tiasa janten cara pikeun ngubaran sagala jinis panyakit, tapi para ilmuwan sigana kedah ngembangkeun alat bioéléktronik anu henteu dianggo. Pamakéan virus anu dirobih sacara genetik bakal janten henteu katampi ku otoritas sareng masarakat. Salaku tambahan, metode opsin dumasar kana terapi gen, anu henteu acan ngahontal kasuksésan anu ngayakinkeun dina uji klinis, mahal pisan sareng sigana ngagaduhan résiko kaséhatan anu serius.

Cohen nyebutkeun dua alternatif. Salah sahijina aya hubunganana sareng molekul anu kalakuanana sapertos opsin. Anu kadua ngagunakeun RNA pikeun dirobah jadi protéin opsin-kawas sabab teu ngarobah DNA, jadi euweuh resiko terapi gén. Acan masalah utama nyadiakeun cahaya di wewengkon. Aya desain implants otak kalawan laser terpadu, tapi Cohen, contona, nganggap eta leuwih hade migunakeun sumber lampu éksternal.

Dina jangka panjang, bioelectronics (5) ngajangjikeun solusi komprehensif pikeun sadaya masalah kaséhatan anu disanghareupan ku umat manusa. Ieu wewengkon pisan ékspériméntal di momen.

Sanajan kitu, éta undeniably pisan metot.