Hastalıkta iyi amaçlı atışlar

Koronavirüs ve enfeksiyonu için etkili bir tedavi ve aşı arıyoruz. Şu anda, kanıtlanmış etkinliği olan ilaçlarımız yok. Ancak, biyoloji ve tıptan daha çok teknoloji dünyasıyla ilgili hastalıklarla savaşmanın başka bir yolu daha var ...

1998 yılında, yani Amerikalı bir kaşifin, Kevin Tracy (1), fareler üzerinde yaptığı deneylerde, vagus siniri ile vücuttaki bağışıklık sistemi arasında bir bağlantı görülmedi. Böyle bir kombinasyon neredeyse imkansız olarak kabul edildi.

Ama Tracy var olduğundan emindi. Hayvanın sinirine elle tutulan bir elektriksel dürtü uyarıcısı bağladı ve onu tekrarlanan "aşılarla" tedavi etti. Daha sonra fareye hem hayvanlarda hem de insanlarda iltihaplanma ile ilişkili bir protein olan TNF'yi (tümör nekroz faktörü) verdi. Hayvanın bir saat içinde akut olarak iltihaplanması gerekiyordu, ancak muayenede TNF'nin %75 oranında bloke olduğu bulundu.

Sinir sisteminin, enfeksiyonu başlamadan önce önleyebileceğiniz veya gelişimini durdurabileceğiniz bir bilgisayar terminali gibi davrandığı ortaya çıktı.

Sinir sistemini etkileyen doğru programlanmış elektriksel uyarılar, hastanın sağlığına kayıtsız olmayan pahalı ilaçların etkilerinin yerini alabilir.

Vücut uzaktan kumandası

Bu keşif adı verilen yeni bir şube açtı. biyoelektronikDikkatlice planlanmış tepkileri uyandırmak için vücudu uyarmak için giderek daha minyatür teknik çözümler arayan . Teknik henüz emekleme aşamasında. Ayrıca elektronik devrelerin güvenliği konusunda da ciddi endişeler var. Bununla birlikte, ilaçlarla karşılaştırıldığında, büyük avantajları vardır.

Mayıs 2014'te Tracy New York Times'a şunları söyledi: biyoelektronik teknolojileri başarıyla ilaç endüstrisinin yerini alabilir ve son yıllarda bunu sık sık tekrarladı.

Kurduğu şirket SetPoint Medical (2), yeni terapiyi ilk olarak iki yıl önce Bosna Hersek'ten on iki gönüllüden oluşan bir gruba uyguladı. Boyunlarına elektrik sinyalleri yayan küçük vagus siniri uyarıcıları yerleştirildi. Sekiz kişide test başarılı oldu - akut ağrı azaldı, proinflamatuar proteinlerin seviyesi normale döndü ve en önemlisi yeni yöntem ciddi yan etkilere neden olmadı. Farmakoterapide olduğu gibi TNF seviyesini tamamen ortadan kaldırmadan yaklaşık %80 oranında azaltmıştır.

2. Biyoelektronik çip SetPoint Medical

Yıllarca süren laboratuvar araştırmalarından sonra, 2011 yılında ilaç şirketi GlaxoSmithKline'ın yatırım yaptığı SetPoint Medical, hastalıklarla savaşmak için sinir uyarıcı implantların klinik denemelerine başladı. Vagus sinirine bağlı boyunda 19 cm'den uzun implantları olan hastaların üçte ikisinde iyileşme, ağrı ve şişlikte azalma görüldü. Bilim adamları bunun sadece başlangıç ​​olduğunu ve astım, diyabet, epilepsi, kısırlık, obezite ve hatta kanser gibi diğer hastalıkları elektriksel olarak uyararak tedavi etmeyi planladıklarını söylüyorlar. Tabii ki, COVID-XNUMX gibi enfeksiyonlar da.

Bir kavram olarak, biyoelektronik basittir. Kısacası sinir sistemine vücudun iyileşmesini söyleyen sinyaller iletir.

Ancak, her zaman olduğu gibi sorun, doğru yorum ve yorum gibi ayrıntılarda yatmaktadır. sinir sisteminin elektrik dilinin çevirisi. Güvenlik başka bir konudur. Sonuçta, kablosuz olarak bir ağa (3) bağlı elektronik cihazlardan bahsediyoruz, yani -.

o konuşurken Anand RaghunathanPurdue Üniversitesi'nde elektrik ve bilgisayar mühendisliği profesörü olan , biyoelektronik "bana birinin vücudunun uzaktan kontrolünü veriyor." Bu aynı zamanda ciddi bir testtir. minyatürleştirmeuygun miktarda verinin elde edilmesini sağlayacak nöron ağlarına verimli bir şekilde bağlanma yöntemleri dahil.

Kablosuz olarak iletişim kuran Kaynak 3Beyin implantları

Biyoelektronik ile karıştırılmamalıdır. biyosibernetik (yani biyolojik sibernetik) veya biyonik (biyosibernetikten doğan) ile. Bunlar ayrı bilimsel disiplinlerdir. Ortak paydaları biyolojik ve teknik bilgiye yapılan atıflardır.

İyi optik olarak aktive edilmiş virüsler hakkında tartışmalar

Bugün bilim adamları, kanserden soğuk algınlığına kadar çeşitli sağlık sorunlarıyla mücadele etmek için doğrudan sinir sistemi ile iletişim kurabilen implantlar üretiyorlar.

Araştırmacılar başarılı olsaydı ve biyoelektronik yaygınlaşsaydı, bir gün milyonlarca insan sinir sistemlerine bağlı bilgisayarlarla yürüyebilecekti.

Rüyalar alanında, ancak tamamen gerçekçi olmayan, örneğin, elektrik sinyallerini kullanarak, böyle bir koronavirüsün vücuttaki “ziyaretini” anında algılayan ve silahları (farmakolojik ve hatta nanoelektronik) ona yönlendiren erken uyarı sistemleri vardır. . tüm sisteme saldırana kadar saldırgan.

Araştırmacılar, aynı anda yüz binlerce nörondan gelen sinyalleri anlayacak bir yöntem bulmak için uğraşıyorlar. Biyoelektronik için gerekli olan doğru kayıt ve analizBöylece bilim adamları, sağlıklı insanlardaki temel nöral sinyaller ile belirli bir hastalığı olan bir kişi tarafından üretilen sinyaller arasındaki tutarsızlıkları belirleyebilirler.

Nöral sinyalleri kaydetmeye yönelik geleneksel yaklaşım, içinde elektrotlar bulunan küçük problar kullanmaktır. Örneğin bir prostat kanseri araştırmacısı, sağlıklı bir farede prostatla ilişkili bir sinire kelepçeler takabilir ve aktiviteyi kaydedebilir. Aynısı, prostatı genetik olarak habis tümörler üretmek üzere değiştirilmiş bir yaratık için de yapılabilir. Her iki yöntemin ham verilerini karşılaştırmak, kanserli farelerde sinir sinyallerinin ne kadar farklı olduğunu belirlememizi sağlayacaktır. Bu tür verilere dayanarak, kanser tedavisi için bir biyoelektronik cihaza düzeltici bir sinyal programlanabilir.

Ama dezavantajları var. Bir seferde yalnızca bir hücre seçebilirler, bu nedenle büyük resmi görmek için yeterli veri toplamazlar. o konuşurken Adam E. CohenHarvard'da kimya ve fizik profesörü, "Opera'yı samandan görmeye çalışmak gibi."

Cohen, büyümekte olan bir alanda uzman olan optogenetik, harici yamaların sınırlamalarının üstesinden gelebileceğine inanıyor. Araştırması, hastalığın sinirsel dilini deşifre etmek için optogenetik kullanmaya çalışıyor. Sorun, sinirsel aktivitenin tek tek nöronların seslerinden değil, birbirleriyle ilişkili olarak hareket eden bütün bir orkestradan gelmesidir. Tek tek bakmak size bütüncül bir bakış açısı kazandırmaz.

Optogenetik 90'lı yıllarda bilim adamlarının bakteri ve alglerde opsin adı verilen proteinlerin ışığa maruz kaldıklarında elektrik ürettiğini bilmeleriyle başladı. Optogenetik bu mekanizmayı kullanır.

Opsin genleri, zararsız bir virüsün DNA'sına yerleştirilir ve daha sonra deneğin beynine veya periferik sinirine enjekte edilir. Araştırmacılar, virüsün genetik dizisini değiştirerek, soğuk algınlığı veya ağrıdan sorumlu olanlar gibi belirli nöronları veya beynin belirli eylem veya davranışlardan sorumlu olduğu bilinen alanlarını hedef alıyor.

Daha sonra, deriye veya kafatasına, ucundan virüsün bulunduğu yere ışığı ileten bir optik fiber yerleştirilir. Optik fiberden gelen ışık, opsin'i aktive eder ve bu da nöronun "aydınlanmasına" neden olan bir elektrik yükü iletir (4). Böylece bilim adamları, farelerin vücudunun tepkilerini kontrol edebilir, komuta uykuya ve saldırganlığa neden olabilir.

4. Işıkla kontrol edilen nöron

Ancak, belirli hastalıklarla ilgili nöronları aktive etmek için opsinleri ve optogenetiği kullanmadan önce, bilim adamlarının sadece hastalıktan hangi nöronların sorumlu olduğunu değil, aynı zamanda hastalığın sinir sistemi ile nasıl etkileşime girdiğini de belirlemesi gerekiyor.

Bilgisayarlar gibi, nöronlar konuşur ikili dil, sinyallerinin açık veya kapalı olmasına dayalı bir sözlük ile. Bu değişikliklerin sırası, zaman aralıkları ve yoğunluğu bilginin iletilme şeklini belirler. Ancak bir hastalığın kendi dilini konuştuğu kabul ediliyorsa tercümana ihtiyaç duyulur.

Cohen ve meslektaşları optogenetiğin bununla başa çıkabileceğini hissettiler. Böylece süreci tersine geliştirdiler - nöronları aktive etmek için ışık kullanmak yerine, aktivitelerini kaydetmek için ışığı kullanıyorlar.

Opsins her türlü hastalığı tedavi etmenin bir yolu olabilir, ancak bilim adamlarının muhtemelen bunları kullanmayan biyoelektronik cihazlar geliştirmeleri gerekecek. Genetiği değiştirilmiş virüslerin kullanımı, yetkililer ve toplum için kabul edilemez hale gelecektir. Ayrıca gen tedavisine dayanan opsin yöntemi, klinik deneylerde henüz ikna edici bir başarı elde edememiş, çok pahalı ve ciddi sağlık riskleri taşıyor gibi görünüyor.

Cohen iki alternatiften bahsediyor. Bunlardan biri, opsinler gibi davranan moleküllerle ilişkilidir. İkincisi, DNA'yı değiştirmediği için opsin benzeri bir proteine ​​​​dönüştürülmek için RNA'yı kullanır, bu nedenle gen tedavisi riski yoktur. Yine de asıl sorun alanda ışık sağlamak. Yerleşik lazerli beyin implantları için tasarımlar var, ancak örneğin Cohen, harici ışık kaynaklarını kullanmayı daha uygun buluyor.

Uzun vadede biyoelektronik (5) insanlığın karşı karşıya olduğu tüm sağlık sorunlarına kapsamlı bir çözüm vaat ediyor. Bu şu anda çok deneysel bir alan.

Ancak, inkar edilemez bir şekilde çok ilginç.