Լավ ուղղված կրակոցներ հիվանդության ժամանակ
Մենք փնտրում ենք արդյունավետ դեղամիջոց և պատվաստանյութ կորոնավիրուսի և դրա վարակի դեմ։ Այս պահին ապացուցված արդյունավետությամբ դեղեր չունենք։ Այնուամենայնիվ, կա հիվանդությունների դեմ պայքարի այլ միջոց, որն ավելի շատ կապված է տեխնոլոգիայի աշխարհի հետ, քան կենսաբանությունն ու բժշկությունը…
1998 թվականին, այսինքն. այն ժամանակ, երբ ամերիկացի հետախույզը, Քևին Թրեյսի (1), անցկացրել է իր փորձերը առնետների վրա, ոչ մի կապ չի նկատվել թափառող նյարդի և մարմնի իմունային համակարգի միջև: Նման համակցությունը համարվում էր գրեթե անհնարին։
Բայց Թրեյսին վստահ էր գոյության մեջ։ Նա կենդանու նյարդին միացրել է ձեռքի էլեկտրական իմպուլսի խթանիչն ու նրան բուժել կրկնվող «կրակոցներով»։ Այնուհետև նա առնետին տվել է TNF (ուռուցքային նեկրոզային գործոն), սպիտակուց, որը կապված է ինչպես կենդանիների, այնպես էլ մարդկանց բորբոքման հետ: Ենթադրվում էր, որ կենդանին սուր բորբոքվում է մեկ ժամվա ընթացքում, սակայն հետազոտության արդյունքում պարզվել է, որ TNF-ն արգելափակվել է 75%-ով։
Պարզվել է, որ նյարդային համակարգը գործել է որպես համակարգչային տերմինալ, որի օգնությամբ դուք կարող եք կամ կանխել վարակը մինչ դրա սկսվելը, կամ դադարեցնել դրա զարգացումը։
Ճիշտ ծրագրավորված էլեկտրական իմպուլսները, որոնք ազդում են նյարդային համակարգի վրա, կարող են փոխարինել թանկարժեք դեղամիջոցների ազդեցությանը, որոնք անտարբեր չեն հիվանդի առողջության համար:
Մարմնի հեռակառավարման վահանակ
Այս հայտնագործությունը բացեց նոր մասնաճյուղ, որը կոչվում է բիոէլեկտրոնիկա, որն ավելի ու ավելի շատ մանրանկարչական տեխնիկական լուծումներ է փնտրում օրգանիզմը խթանելու համար՝ մանրակրկիտ պլանավորված պատասխաններ առաջացնելու համար։ Տեխնիկան դեռ սկզբնական փուլում է: Բացի այդ, լուրջ մտահոգություններ կան էլեկտրոնային սխեմաների անվտանգության վերաբերյալ: Այնուամենայնիվ, համեմատած դեղագործական արտադրանքի հետ, այն ունի հսկայական առավելություններ.
2014 թվականի մայիսին Թրեյսին New York Times-ին ասել է, որ բիոէլեկտրոնային տեխնոլոգիաները կարող են հաջողությամբ փոխարինել դեղագործական արդյունաբերությանը և վերջին տարիներին հաճախ կրկնում էր դա։
Նրա հիմնած ընկերությունը՝ SetPoint Medical (2), առաջին անգամ կիրառեց նոր թերապիան երկու տարի առաջ Բոսնիա և Հերցեգովինայից տասներկու կամավորներից բաղկացած խմբի համար: Վագուսի նյարդի փոքրիկ խթանիչներ, որոնք էլեկտրական ազդանշաններ են արձակում, տեղադրվել են նրանց պարանոցին: Ութ մարդու մոտ թեստը հաջող է անցել՝ սուր ցավը մարել է, պրոբորբոքային պրոտեինների մակարդակը վերադարձել է նորմալ, և, որ ամենակարևորն է, նոր մեթոդը լուրջ կողմնակի բարդություններ չի առաջացրել։ Այն նվազեցրեց TNF-ի մակարդակը մոտ 80%-ով, առանց այն ամբողջությամբ վերացնելու, ինչպես դա դեղաբուժության դեպքում է։
2. Bioelectronic chip SetPoint Medical
Տարիներ լաբորատոր հետազոտություններից հետո 2011 թվականին SetPoint Medical-ը, որում ներդրում է կատարել GlaxoSmithKline դեղագործական ընկերությունը, սկսել է նյարդային խթանող իմպլանտների կլինիկական փորձարկումները՝ պայքարելու հիվանդության դեմ: Հետազոտության մասնակից հիվանդների 19/XNUMX-ը, ովքեր XNUMX սմ-ից ավելի երկարությամբ իմպլանտներ ունեին վագուս նյարդի հետ կապված պարանոցի հատվածում, բարելավում, ցավի և այտուցի նվազում: Գիտնականներն ասում են, որ սա դեռ սկիզբն է, և նրանք պլաններ ունեն դրանք բուժելու այլ հիվանդությունների էլեկտրական խթանման միջոցով, ինչպիսիք են ասթման, շաքարախտը, էպիլեպսիան, անպտղությունը, գիրությունը և նույնիսկ քաղցկեղը: Իհարկե, նաև այնպիսի վարակներ, ինչպիսին է COVID-XNUMX-ը։
Որպես հայեցակարգ՝ բիոէլեկտրոնիկան պարզ է. Մի խոսքով, այն ազդանշաններ է փոխանցում նյարդային համակարգին, որոնք մարմնին ասում են, որ վերականգնվի:
Սակայն, ինչպես միշտ, խնդիրը մանրուքների մեջ է, օրինակ՝ ճիշտ մեկնաբանության և նյարդային համակարգի էլեկտրական լեզվի թարգմանություն. Անվտանգությունն այլ խնդիր է: Ի վերջո, մենք խոսում ենք էլեկտրոնային սարքերի մասին, որոնք անլար կերպով միացված են ցանցին (3), ինչը նշանակում է.
Քանի որ նա խոսում է Անանդ ՌագունաթանՊերդուի համալսարանի էլեկտրատեխնիկայի և համակարգչային տեխնիկայի պրոֆեսոր, կենսաէլեկտրոնիկան «ինձ տալիս է ինչ-որ մեկի մարմնի հեռակառավարումը»: Սա նույնպես լուրջ փորձություն է։ մանրանկարչություն, ներառյալ նեյրոնների ցանցերին արդյունավետ միանալու մեթոդները, որոնք թույլ կտան ստանալ համապատասխան քանակությամբ տվյալներ։
Աղբյուր 3 Ուղեղի իմպլանտներ, որոնք հաղորդակցվում են անլար
Բիոէլեկտրոնիկան չպետք է շփոթել բիո-կիբերնետիկա (այսինքն՝ կենսաբանական կիբեռնետիկայի), ոչ էլ բիոնիկայի հետ (որ առաջացել է բիոցիբեռնետիկայից)։ Սրանք առանձին գիտական առարկաներ են։ Նրանց ընդհանուր հայտարարը կենսաբանական և տեխնիկական գիտելիքների հղումն է:
Վեճեր լավ օպտիկական ակտիվացված վիրուսների մասին
Այսօր գիտնականները իմպլանտներ են ստեղծում, որոնք կարող են անմիջականորեն հաղորդակցվել նյարդային համակարգի հետ՝ փորձելով պայքարել տարբեր առողջական խնդիրների դեմ՝ քաղցկեղից մինչև սովորական մրսածություն:
Եթե հետազոտողները հաջողակ լինեին, և բիոէլեկտրոնիկան լայն տարածում գտներ, միլիոնավոր մարդիկ մի օր կկարողանան քայլել իրենց նյարդային համակարգերին միացված համակարգիչներով:
Երազների ոլորտում, բայց ոչ բոլորովին անիրատեսական, կան, օրինակ, վաղ նախազգուշացման համակարգեր, որոնք, օգտագործելով էլեկտրական ազդանշաններ, ակնթարթորեն հայտնաբերում են նման կորոնավիրուսի «այցելությունը» մարմնում և ուղղորդում զենքերը (դեղաբանական կամ նույնիսկ նանոէլեկտրոնային): . ագրեսոր, քանի դեռ չի հարձակվել ամբողջ համակարգի վրա:
Հետազոտողները փորձում են գտնել մի մեթոդ, որը կհասկանա հարյուր հազարավոր նեյրոնների ազդանշանները միաժամանակ: Ճշգրիտ գրանցում և վերլուծություն, որն անհրաժեշտ է բիոէլեկտրոնիկայի համարորպեսզի գիտնականները կարողանան բացահայտել առողջ մարդկանց հիմնական նյարդային ազդանշանների և որոշակի հիվանդությամբ տառապող անձի կողմից արտադրվող ազդանշանների անհամապատասխանությունները:
Նյարդային ազդանշանների գրանցման ավանդական մոտեցումն այն է, որ օգտագործվեն փոքրիկ զոնդեր, որոնց ներսում էլեկտրոդներ կան, որոնք կոչվում են: Շագանակագեղձի քաղցկեղի հետազոտողն, օրինակ, կարող է սեղմակներ ամրացնել առողջ մկան մոտ շագանակագեղձի հետ կապված նյարդի վրա և գրանցել ակտիվությունը: Նույնը կարելի է անել մի արարածի հետ, որի շագանակագեղձը գենետիկորեն ձևափոխվել է չարորակ ուռուցքներ առաջացնելու համար: Երկու մեթոդների չմշակված տվյալների համեմատությունը կպարզի, թե որքանով են տարբեր նյարդային ազդանշանները քաղցկեղով հիվանդ մկների մոտ: Նման տվյալների հիման վրա ուղղիչ ազդանշանն իր հերթին կարող է ծրագրավորվել քաղցկեղի բուժման համար բիոէլեկտրոնային սարքի:
Բայց նրանք ունեն թերություններ. Նրանք կարող են միաժամանակ ընտրել միայն մեկ բջիջ, այնպես որ նրանք չեն հավաքում բավարար տվյալներ մեծ պատկերը տեսնելու համար: Քանի որ նա խոսում է Ադամ Է. Քոհենը, Հարվարդի քիմիայի և ֆիզիկայի պրոֆեսոր, «դա նման է օպերան ծղոտի միջով տեսնելուն»։
Քոենը, աճող ոլորտի փորձագետը կոչ է արել օպտոգենետիկա, կարծում է, որ այն կարող է հաղթահարել արտաքին կարկատանների սահմանափակումները: Նրա հետազոտությունը փորձում է օգտագործել օպտոգենետիկան՝ վերծանելու հիվանդության նյարդային լեզուն: Խնդիրն այն է, որ նյարդային ակտիվությունը բխում է ոչ թե առանձին նեյրոնների ձայներից, այլ նրանց մի ամբողջ նվագախմբից, որոնք գործում են միմյանց հետ կապված: Մեկ առ մեկ դիտելը ձեզ ամբողջական պատկերացում չի տալիս:
Օպտոգենետիկան սկսվեց 90-ականներին, երբ գիտնականները գիտեին, որ բակտերիաների և ջրիմուռների օպսին կոչվող սպիտակուցները լույսի ազդեցության տակ արտադրում են էլեկտրականություն: Օպտոգենետիկան օգտագործում է այս մեխանիզմը:
Օպսինի գեները տեղադրվում են անվնաս վիրուսի ԴՆԹ-ի մեջ, որն այնուհետև ներարկվում է հետազոտվողի ուղեղի կամ ծայրամասային նյարդի մեջ: Փոխելով վիրուսի գենետիկական հաջորդականությունը՝ հետազոտողները թիրախավորում են հատուկ նեյրոններ, ինչպիսիք են ցուրտ կամ ցավ զգալու համար պատասխանատուները, կամ ուղեղի այն հատվածները, որոնք պատասխանատու են որոշակի գործողությունների կամ վարքագծի համար:
Այնուհետև մաշկի կամ գանգի միջով տեղադրվում է օպտիկական մանրաթել, որն իր ծայրից լույսը փոխանցում է վիրուսի գտնվելու վայրը։ Օպտիկական մանրաթելից ստացվող լույսը ակտիվացնում է օպսինը, որն էլ իր հերթին էլեկտրական լիցք է հաղորդում, որի արդյունքում նեյրոնը «լուսավորվում է» (4): Այսպիսով, գիտնականները կարող են վերահսկել մկների մարմնի ռեակցիաները՝ հրամայում առաջացնելով քուն և ագրեսիա։
4. Լույսով կառավարվող նեյրոն
Սակայն որոշ հիվանդությունների մեջ ներգրավված նեյրոնների ակտիվացման համար օպսիններ և օպտոգենետիկա օգտագործելուց առաջ գիտնականները պետք է որոշեն ոչ միայն, թե որ նեյրոններն են պատասխանատու հիվանդության համար, այլև ինչպես է հիվանդությունը փոխազդում նյարդային համակարգի հետ:
Ինչպես համակարգիչները, այնպես էլ նեյրոնները խոսում են երկուական լեզու, բառարանով, որը հիմնված է նրանց ազդանշանի միացման կամ անջատման վրա: Այս փոփոխությունների կարգը, ժամանակային ընդմիջումները և ինտենսիվությունը որոշում են տեղեկատվության փոխանցման ձևը: Այնուամենայնիվ, եթե կարելի է համարել, որ հիվանդությունը խոսում է իր լեզվով, թարգմանիչ է անհրաժեշտ:
Քոհենը և նրա գործընկերները զգացին, որ օպտոգենետիկան կարող է հաղթահարել այն: Այսպիսով, նրանք զարգացրեցին գործընթացը հակառակ ուղղությամբ՝ նեյրոնների ակտիվացման համար լույս օգտագործելու փոխարեն, նրանք օգտագործում են լույսը իրենց գործունեությունը գրանցելու համար:
Օպսինները կարող են լինել բոլոր տեսակի հիվանդությունների բուժման միջոց, սակայն գիտնականներին, ամենայն հավանականությամբ, անհրաժեշտ կլինի մշակել բիոէլեկտրոնային սարքեր, որոնք չեն օգտագործում դրանք: Իշխանությունների և հասարակության համար գենետիկորեն ձևափոխված վիրուսների օգտագործումն անընդունելի է դառնալու. Բացի այդ, օպսին մեթոդը հիմնված է գենային թերապիայի վրա, որը դեռևս համոզիչ հաջողությունների չի հասել կլինիկական փորձարկումներում, շատ թանկ է և, ըստ երևույթին, առողջության համար լուրջ վտանգներ է պարունակում:
Քոհենը նշում է երկու այլընտրանք. Դրանցից մեկը կապված է մոլեկուլների հետ, որոնք իրենց նման են օպսինների։ Երկրորդն օգտագործում է ՌՆԹ-ն՝ վերածվելու օպսինանման սպիտակուցի, քանի որ այն չի փոխում ԴՆԹ-ն, ուստի գենային թերապիայի ռիսկեր չկան: Այնուամենայնիվ, հիմնական խնդիրը ապահովելով տարածքի լույսը. Գոյություն ունեն ինտեգրված լազերով ուղեղի իմպլանտների նախագծեր, սակայն Քոհենը, օրինակ, ավելի նպատակահարմար է համարում արտաքին լույսի աղբյուրների օգտագործումը։
Երկարաժամկետ հեռանկարում բիոէլեկտրոնիկան (5) խոստանում է համապարփակ լուծում առողջապահական բոլոր խնդիրների համար, որոնց բախվում է մարդկությունը: Սա այս պահին շատ փորձնական տարածք է։
Այնուամենայնիվ, դա անհերքելիորեն շատ հետաքրքիր է:
