Hnitmiðuð skot í veikindum

Við erum að leita að áhrifaríkri lækningu og bóluefni við kransæðavírnum og sýkingu hans. Í augnablikinu erum við ekki með lyf með sannaða verkun. Hins vegar er önnur leið til að berjast gegn sjúkdómum, meira tengd tækniheiminum en líffræði og læknisfræði ...

Árið 1998, þ.e. á þeim tíma þegar bandarískur landkönnuður, Kevin Tracy (1), gerði tilraunir sínar á rottum, engin tengsl sáust á milli vagustaugarinnar og ónæmiskerfisins í líkamanum. Slík samsetning var talin nánast ómöguleg.

En Tracy var viss um tilveruna. Hann tengdi handvirkan rafhvataörvun við taug dýrsins og meðhöndlaði hana með endurteknum „skotum“. Síðan gaf hann rottunni TNF (tumor necrosis factor), prótein sem tengist bólgum í bæði dýrum og mönnum. Dýrið átti að verða bráðbólginn innan klukkustundar en við skoðun kom í ljós að TNF var stíflað um 75%.

Í ljós kom að taugakerfið virkaði eins og tölvustöð, með því er annað hvort hægt að koma í veg fyrir sýkingu áður en hún byrjar, eða stöðva þróun hennar.

Rétt forritaðar rafboðar sem hafa áhrif á taugakerfið geta komið í stað áhrifa dýrra lyfja sem eru ekki sama um heilsu sjúklingsins.

Líkamsfjarstýring

Þessi uppgötvun opnaði nýtt útibú sem heitir lífeindatækni, sem leitar að sífellt fleiri litlu tæknilausnum til að örva líkamann til að kalla fram vandlega skipulögð viðbrögð. Tæknin er enn á frumstigi. Að auki eru alvarlegar áhyggjur af öryggi rafrása. Hins vegar, miðað við lyf, hefur það mikla kosti.

Í maí 2014 sagði Tracy við New York Times það lífrafræn tækni getur komið í stað lyfjaiðnaðarins með góðum árangri og endurtók það oft undanfarin ár.

Fyrirtækið sem hann stofnaði, SetPoint Medical (2), beitti nýju meðferðinni fyrst á hóp tólf sjálfboðaliða frá Bosníu og Hersegóvínu fyrir tveimur árum. Örsmáir vagus taugaörvar sem gefa frá sér rafboð hafa verið græddir í háls þeirra. Hjá átta einstaklingum heppnaðist prófið - bráðum sársauka minnkaði, magn bólgueyðandi próteina varð eðlilegt og síðast en ekki síst olli nýja aðferðin ekki alvarlegum aukaverkunum. Það minnkaði magn TNF um um 80%, án þess að útrýma því alveg, eins og raunin er með lyfjameðferð.

2. Lífelectronic flís SetPoint Medical

Eftir margra ára rannsóknarstofurannsóknir, árið 2011, hóf SetPoint Medical, sem lyfjafyrirtækið GlaxoSmithKline fjárfesti í, klínískar rannsóknir á taugaörvandi ígræðslum til að berjast gegn sjúkdómum. Tveir þriðju hlutar sjúklinga í rannsókninni sem voru með ígræðslur sem voru lengri en 19 cm í hálsi tengdum vagustauginni upplifðu bata, minnkaða verki og bólgu. Vísindamenn segja að þetta sé bara byrjunin og þeir hafa áform um að meðhöndla þá með raförvun annarra sjúkdóma eins og astma, sykursýki, flogaveiki, ófrjósemi, offitu og jafnvel krabbamein. Auðvitað líka sýkingar eins og COVID-XNUMX.

Sem hugtak er lífeindatækni einföld. Í stuttu máli, það sendir boð til taugakerfisins sem segja líkamanum að jafna sig.

Hins vegar, eins og alltaf, liggur vandamálið í smáatriðum, svo sem réttri túlkun og þýðing á rafmáli taugakerfisins. Öryggi er annað mál. Þegar öllu er á botninn hvolft erum við að tala um rafeindatæki sem eru tengd þráðlaust við net (3), sem þýðir -.

Eins og hann talar Anand Ragunatan, prófessor í rafmagns- og tölvuverkfræði við Purdue háskólann, lífeindatækni "veitir mér fjarstýringu á líkama einhvers." Þetta er líka alvarlegt próf. smækkun, þar á meðal aðferðir til að tengjast á skilvirkan hátt við net taugafrumna sem myndi gera kleift að fá viðeigandi magn af gögnum.

Source 3Brain ígræðslur sem hafa samskipti þráðlaust

Ekki ætti að rugla saman lífeindatækni lífcybernetics (þ.e. líffræðileg netfræði), né með líffræði (sem spratt upp úr lífcybernetics). Þetta eru aðskildar vísindagreinar. Samnefnari þeirra er tilvísun í líffræðilega og tæknilega þekkingu.

Deilur um góða sjónvirkjaða vírusa

Í dag búa vísindamenn til ígræðslur sem geta haft bein samskipti við taugakerfið til að reyna að berjast gegn ýmsum heilsufarsvandamálum, allt frá krabbameini til kvefs.

Ef vísindamenn næðu árangri og lífeindatækni yrði útbreidd gætu milljónir manna einn daginn gengið með tölvur tengdar taugakerfinu.

Á draumasviði, en ekki alveg óraunhæft, eru til dæmis viðvörunarkerfi sem, með því að nota rafboð, skynja samstundis „heimsókn“ slíkrar kransæðaveiru í líkamanum og beina vopnum (lyfjafræðilegum eða jafnvel nanórafeinda) að honum. . árásarmaður þar til hann ræðst á allt kerfið.

Vísindamenn eiga í erfiðleikum með að finna aðferð sem skilur merki frá hundruðum þúsunda taugafrumna á sama tíma. Nákvæm skráning og greining nauðsynleg fyrir lífeindatækniþannig að vísindamenn geti greint ósamræmi á milli grunntaugaboða hjá heilbrigðu fólki og merkja frá einstaklingi með ákveðinn sjúkdóm.

Hin hefðbundna nálgun við að taka upp taugamerki er að nota örsmáar rannsaka með rafskautum inni, sem kallast. Rannsakandi krabbameins í blöðruhálskirtli, til dæmis, getur fest klemmur við taug sem tengist blöðruhálskirtli í heilbrigðri mús og skráð virknina. Sama væri hægt að gera með veru þar sem blöðruhálskirtli hafði verið erfðabreytt til að framleiða illkynja æxli. Samanburður á hrágögnum beggja aðferðanna mun ákvarða hversu mismunandi taugaboðin eru hjá músum með krabbamein. Byggt á slíkum gögnum gæti leiðréttingarmerki aftur verið forritað í lífrafrænt tæki til að meðhöndla krabbamein.

En þeir hafa ókosti. Þeir geta aðeins valið eina reit í einu, þannig að þeir safna ekki nægum gögnum til að sjá heildarmyndina. Eins og hann talar Adam E. Cohen, prófessor í efna- og eðlisfræði við Harvard, "það er eins og að reyna að sjá óperu í gegnum strá."

Cohen, sérfræðingur á vaxandi sviði sem heitir optogenetics, telur að það geti sigrast á takmörkunum utanaðkomandi plástra. Rannsóknir hans reyna að nota optogenetics til að ráða taugamál sjúkdóma. Vandamálið er að taugavirkni kemur ekki frá röddum einstakra taugafrumna, heldur frá heilli hljómsveit þeirra sem starfar í tengslum við hvert annað. Að skoða eitt af öðru gefur þér ekki heildarsýn.

Optogenetics hófst á tíunda áratugnum þegar vísindamenn vissu að prótein sem kallast opsin í bakteríum og þörungum mynda rafmagn þegar þau verða fyrir ljósi. Optogenetics notar þetta kerfi.

Opsín genin eru sett inn í DNA skaðlausrar veiru sem síðan er sprautað í heila eða úttaug einstaklingsins. Með því að breyta erfðafræðilegri röð vírusins ​​miða rannsakendur á sérstakar taugafrumur, eins og þær sem bera ábyrgð á kulda eða sársauka, eða svæði heilans sem vitað er að bera ábyrgð á ákveðnum aðgerðum eða hegðun.

Síðan er ljósleiðari settur í gegnum húðina eða höfuðkúpuna sem sendir ljós frá oddinum til þess staðar þar sem veiran er staðsett. Ljósið frá ljósleiðaranum virkjar opsínið, sem aftur leiðir rafhleðslu sem veldur því að taugafruman „lýsir upp“ (4). Þannig geta vísindamenn stjórnað viðbrögðum líkama músa, sem veldur svefni og árásargirni eftir stjórn.

4. Tauga stjórnað af ljósi

En áður en þeir nota opsin og optogenetics til að virkja taugafrumur sem taka þátt í ákveðnum sjúkdómum, þurfa vísindamenn að ákvarða ekki aðeins hvaða taugafrumur bera ábyrgð á sjúkdómnum, heldur einnig hvernig sjúkdómurinn hefur samskipti við taugakerfið.

Eins og tölvur tala taugafrumur tvíundarmál, með orðabók sem byggir á því hvort merki þeirra sé kveikt eða slökkt. Röð, tímabil og styrkleiki þessara breytinga ákvarða hvernig upplýsingar eru sendar. Hins vegar, ef sjúkdómur getur talist tala sitt eigið tungumál, þarf túlk.

Cohen og samstarfsmenn hans töldu að optogenetics gæti ráðið við það. Þannig að þeir þróuðu ferlið öfugt - í stað þess að nota ljós til að virkja taugafrumur nota þeir ljós til að skrá virkni sína.

Opsins gæti verið leið til að meðhöndla alls kyns sjúkdóma, en vísindamenn munu líklega þurfa að þróa lífrafræn tæki sem nota þau ekki. Notkun erfðabreyttra veira verður óviðunandi fyrir yfirvöld og samfélagið. Að auki byggir opsin aðferðin á genameðferð sem hefur ekki enn náð sannfærandi árangri í klínískum rannsóknum, er mjög dýr og virðist hafa í för með sér alvarlega heilsufarsáhættu.

Cohen nefnir tvo kosti. Ein þeirra tengist sameindum sem hegða sér eins og opsins. Annað notar RNA til að breytast í opsín-líkt prótein vegna þess að það breytir ekki DNA, svo það er engin hætta á genameðferð. Samt aðalvandamálið veita birtu á svæðinu. Til eru hönnun á heilaígræðslum með innbyggðum leysir, en Cohen telur til dæmis heppilegra að nota utanaðkomandi ljósgjafa.

Til lengri tíma litið lofar lífeindatækni (5) alhliða lausn á öllum heilsufarsvandamálum sem mannkynið stendur frammi fyrir. Þetta er mjög tilraunasvæði í augnablikinu.

Hins vegar er það óneitanlega mjög áhugavert.