Well-aimed shots sa karamdaman

Naghahanap kami ng mabisang lunas at bakuna para sa coronavirus at sa impeksyon nito. Sa ngayon, wala kaming mga gamot na may napatunayang bisa. Gayunpaman, mayroong isa pang paraan upang labanan ang mga sakit, na mas nauugnay sa mundo ng teknolohiya kaysa sa biology at medisina ...

Noong 1998, i.e. sa panahong ang isang Amerikanong explorer, Kevin Tracy (1), nagsagawa ng kanyang mga eksperimento sa mga daga, walang nakitang koneksyon sa pagitan ng vagus nerve at ng immune system sa katawan. Ang ganitong kumbinasyon ay itinuturing na halos imposible.

Ngunit sigurado si Tracy sa pagkakaroon. Ikinonekta niya ang isang hand-held electrical impulse stimulator sa nerbiyos ng hayop at ginagamot ito ng paulit-ulit na "mga shot". Pagkatapos ay binigyan niya ang daga ng TNF (tumor necrosis factor), isang protina na nauugnay sa pamamaga sa parehong mga hayop at tao. Ang hayop ay dapat na maging acutely inflamed sa loob ng isang oras, ngunit sa pagsusuri ay natagpuan na ang TNF ay naharang ng 75%.

Ito ay lumabas na ang sistema ng nerbiyos ay kumilos bilang isang terminal ng computer, kung saan maaari mong maiwasan ang impeksiyon bago ito magsimula, o itigil ang pag-unlad nito.

Ang wastong na-program na mga electrical impulses na nakakaapekto sa nervous system ay maaaring palitan ang mga epekto ng mga mamahaling gamot na walang malasakit sa kalusugan ng pasyente.

Remote control ng katawan

Ang pagtuklas na ito ay nagbukas ng bagong sangay na tinatawag na bioelectronics, na naghahanap ng higit pa at mas maliliit na teknikal na solusyon para sa pagpapasigla ng katawan upang pukawin ang maingat na binalak na mga tugon. Ang pamamaraan ay nasa simula pa lamang. Bilang karagdagan, may mga seryosong alalahanin tungkol sa kaligtasan ng mga electronic circuit. Gayunpaman, kumpara sa mga parmasyutiko, mayroon itong malaking pakinabang.

Noong Mayo 2014, sinabi ni Tracy sa New York Times iyon Ang mga bioelectronic na teknolohiya ay maaaring matagumpay na palitan ang industriya ng parmasyutiko at madalas itong paulit-ulit nitong mga nakaraang taon.

Ang kumpanyang itinatag niya, ang SetPoint Medical (2), ay unang naglapat ng bagong therapy sa isang grupo ng labindalawang boluntaryo mula sa Bosnia at Herzegovina dalawang taon na ang nakararaan. Ang mga maliliit na vagus nerve stimulator na naglalabas ng mga de-koryenteng signal ay itinanim sa kanilang mga leeg. Sa walong tao, ang pagsubok ay matagumpay - ang matinding sakit ay humupa, ang antas ng mga pro-inflammatory na protina ay bumalik sa normal, at, higit sa lahat, ang bagong paraan ay hindi nagdulot ng malubhang epekto. Binawasan nito ang antas ng TNF ng humigit-kumulang 80%, nang hindi ito ganap na inaalis, tulad ng kaso sa pharmacotherapy.

2. Bioelectronic chip SetPoint Medical

Pagkatapos ng mga taon ng pananaliksik sa laboratoryo, noong 2011, ang SetPoint Medical, na namuhunan ng kumpanya ng parmasyutiko na GlaxoSmithKline, ay nagsimula ng mga klinikal na pagsubok ng mga nerve-stimulating implants upang labanan ang sakit. Dalawang-katlo ng mga pasyente sa pag-aaral na may mga implant na mas mahaba kaysa sa 19 cm sa leeg na konektado sa vagus nerve ay nakaranas ng pagpapabuti, nabawasan ang sakit at pamamaga. Sinasabi ng mga siyentipiko na ito ay simula pa lamang, at mayroon silang mga plano na gamutin sila sa pamamagitan ng electrical stimulation ng iba pang mga sakit tulad ng hika, diabetes, epilepsy, kawalan ng katabaan, labis na katabaan at kahit na kanser. Syempre, pati mga impeksyon gaya ng COVID-XNUMX.

Bilang isang konsepto, ang bioelectronics ay simple. Sa madaling salita, nagpapadala ito ng mga signal sa nervous system na nagsasabi sa katawan na gumaling.

Gayunpaman, gaya ng dati, ang problema ay nasa mga detalye, tulad ng tamang interpretasyon at pagsasalin ng elektrikal na wika ng nervous system. Ang seguridad ay isa pang isyu. Pagkatapos ng lahat, pinag-uusapan natin ang tungkol sa mga elektronikong aparato na nakakonekta nang wireless sa isang network (3), na nangangahulugang -.

Habang nagsasalita siya Anand Ragunatan, propesor ng electrical at computer engineering sa Purdue University, ang bioelectronics "ay nagbibigay sa akin ng remote control ng katawan ng isang tao." Isa rin itong seryosong pagsubok. miniaturization, kabilang ang mga pamamaraan para sa mahusay na pagkonekta sa mga network ng mga neuron na magbibigay-daan sa pagkuha ng naaangkop na dami ng data.

Source 3Brain implants na nakikipag-usap nang wireless

Hindi dapat malito ang bioelectronics biocybernetics (iyon ay, biological cybernetics), o sa bionics (na nagmula sa biocybernetics). Ang mga ito ay hiwalay na mga siyentipikong disiplina. Ang kanilang karaniwang denominator ay ang pagtukoy sa biyolohikal at teknikal na kaalaman.

Kontrobersya tungkol sa magagandang optically activated na mga virus

Ngayon, ang mga siyentipiko ay gumagawa ng mga implant na maaaring direktang makipag-usap sa nervous system sa pagtatangkang labanan ang iba't ibang problema sa kalusugan, mula sa kanser hanggang sa karaniwang sipon.

Kung matagumpay ang mga mananaliksik at naging laganap ang bioelectronics, milyon-milyong tao ang maaaring makalakad sa isang araw gamit ang mga computer na konektado sa kanilang mga nervous system.

Sa larangan ng mga panaginip, ngunit hindi ganap na hindi makatotohanan, mayroong, halimbawa, mga sistema ng maagang babala na, gamit ang mga de-koryenteng signal, agad na nakakakita ng "pagbisita" ng naturang coronavirus sa katawan at direktang mga armas (pharmacological o kahit nanoelectronic) dito. . aggressor hanggang sa atakehin nito ang buong sistema.

Ang mga mananaliksik ay nagpupumilit na makahanap ng isang paraan na mauunawaan ang mga signal mula sa daan-daang libong mga neuron sa parehong oras. Ang tumpak na pagpaparehistro at pagsusuri ay mahalaga para sa bioelectronicsupang matukoy ng mga siyentipiko ang mga hindi pagkakapare-pareho sa pagitan ng mga pangunahing signal ng neural sa mga malulusog na tao at mga signal na ginawa ng isang taong may partikular na sakit.

Ang tradisyonal na diskarte sa pagtatala ng mga signal ng neural ay ang paggamit ng maliliit na probe na may mga electrodes sa loob, na tinatawag na. Ang isang researcher ng prostate cancer, halimbawa, ay maaaring mag-attach ng mga clamp sa isang nerve na nauugnay sa prostate sa isang malusog na mouse at i-record ang aktibidad. Ang parehong ay maaaring gawin sa isang nilalang na ang prostate ay genetically modified upang makagawa ng mga malignant na tumor. Ang paghahambing ng hilaw na data ng parehong mga pamamaraan ay magbibigay-daan sa amin upang matukoy kung gaano kaiba ang mga signal ng nerve sa mga daga na may kanser. Batay sa naturang data, ang isang corrective signal ay maaaring ma-program sa isang bioelectronic na aparato para sa paggamot sa kanser.

Ngunit mayroon silang mga disadvantages. Maaari lang silang pumili ng isang cell sa isang pagkakataon, kaya hindi sila nakakakolekta ng sapat na data upang makita ang malaking larawan. Habang nagsasalita siya Adam E. Cohen, propesor ng kimika at pisika sa Harvard, "parang sinusubukang makita ang opera sa pamamagitan ng isang dayami."

Cohen, isang dalubhasa sa isang lumalagong larangan na tinatawag optogenetics, naniniwalang malalampasan nito ang mga limitasyon ng mga panlabas na patch. Sinusubukan ng kanyang pananaliksik na gumamit ng optogenetics upang maintindihan ang neural na wika ng sakit. Ang problema ay ang aktibidad ng neural ay hindi nagmumula sa mga tinig ng mga indibidwal na neuron, ngunit mula sa isang buong orkestra ng mga ito na kumikilos na may kaugnayan sa bawat isa. Ang pagtingin sa isa-isa ay hindi nagbibigay sa iyo ng isang holistic na pagtingin.

Nagsimula ang optogenetics noong 90s nang malaman ng mga siyentipiko na ang mga protina na tinatawag na opsins sa bacteria at algae ay bumubuo ng kuryente kapag nakalantad sa liwanag. Ginagamit ng optogenetics ang mekanismong ito.

Ang mga opsin genes ay ipinasok sa DNA ng isang hindi nakakapinsalang virus, na pagkatapos ay ini-inject sa utak o peripheral nerve ng subject. Sa pamamagitan ng pagbabago sa genetic sequence ng virus, tina-target ng mga mananaliksik ang mga partikular na neuron, tulad ng mga responsable sa pakiramdam ng lamig o sakit, o mga bahagi ng utak na kilala na responsable para sa ilang mga aksyon o pag-uugali.

Pagkatapos, ang isang optical fiber ay ipinapasok sa pamamagitan ng balat o bungo, na nagpapadala ng liwanag mula sa dulo nito patungo sa lugar kung saan matatagpuan ang virus. Ang liwanag mula sa optical fiber ay nag-a-activate sa opsin, na nagsasagawa naman ng electrical charge na nagiging sanhi ng neuron na "ilaw" (4). Kaya, makokontrol ng mga siyentipiko ang mga reaksyon ng katawan ng mga daga, na nagiging sanhi ng pagtulog at pagsalakay sa utos.

4. Neuron na kinokontrol ng liwanag

Ngunit bago gamitin ang opsins at optogenetics upang maisaaktibo ang mga neuron na kasangkot sa ilang mga sakit, kailangan ng mga siyentipiko na matukoy hindi lamang kung aling mga neuron ang may pananagutan sa sakit, kundi pati na rin kung paano nakikipag-ugnayan ang sakit sa nervous system.

Tulad ng mga computer, ang mga neuron ay nagsasalita binary na wika, na may diksyunaryo batay sa kung naka-on o naka-off ang kanilang signal. Ang pagkakasunud-sunod, mga agwat ng oras at intensity ng mga pagbabagong ito ay tumutukoy sa paraan ng pagpapadala ng impormasyon. Gayunpaman, kung ang isang sakit ay maituturing na nagsasalita ng sarili nitong wika, kailangan ng isang interpreter.

Nadama ni Cohen at ng kanyang mga kasamahan na kayang hawakan ito ng optogenetics. Kaya't binuo nila ang proseso sa kabaligtaran - sa halip na gumamit ng liwanag upang i-activate ang mga neuron, gumagamit sila ng liwanag upang i-record ang kanilang aktibidad.

Ang mga Opsin ay maaaring isang paraan upang gamutin ang lahat ng uri ng sakit, ngunit malamang na kailangan ng mga siyentipiko na bumuo ng mga bioelectronic na device na hindi gumagamit ng mga ito. Ang paggamit ng mga genetically modified virus ay magiging hindi katanggap-tanggap sa mga awtoridad at lipunan. Bilang karagdagan, ang paraan ng opsin ay batay sa gene therapy, na hindi pa nakakamit ng tiyak na tagumpay sa mga klinikal na pagsubok, ay napakamahal, at mukhang nagdadala ng malubhang panganib sa kalusugan.

Binanggit ni Cohen ang dalawang alternatibo. Ang isa sa mga ito ay nauugnay sa mga molekula na kumikilos tulad ng mga opsin. Ang pangalawa ay gumagamit ng RNA upang ma-convert sa isang opsin-like protein dahil hindi nito binabago ang DNA, kaya walang mga panganib sa gene therapy. Gayunpaman ang pangunahing problema nagbibigay liwanag sa lugar. May mga disenyo ng brain implants na may pinagsamang laser, ngunit si Cohen, halimbawa, ay itinuturing na mas angkop na gumamit ng mga panlabas na pinagmumulan ng liwanag.

Sa mahabang panahon, ang bioelectronics (5) ay nangangako ng komprehensibong solusyon sa lahat ng problema sa kalusugan na kinakaharap ng sangkatauhan. Ito ay isang napaka-eksperimentong lugar sa ngayon.

Gayunpaman, hindi maikakaila na napaka-interesante.