Kasallikda yaxshi mo'ljallangan zarbalar

Biz koronavirus va uning infektsiyasiga qarshi samarali davo va vaktsina izlayapmiz. Ayni paytda bizda samaradorligi tasdiqlangan dorilar yo'q. Biroq, kasalliklarga qarshi kurashishning biologiya va tibbiyotdan ko'ra texnologiya olami bilan bog'liq bo'lgan yana bir usuli bor ...

1998 yilda, ya'ni. bir paytda amerikalik tadqiqotchi, Kevin Treysi (1), kalamushlar ustida o'z tajribalarini o'tkazdi, vagus nervi va tanadagi immunitet tizimi o'rtasida hech qanday bog'liqlik ko'rinmadi. Bunday kombinatsiya deyarli imkonsiz deb hisoblangan.

Ammo Treysi borligiga amin edi. U qo‘lda tutiladigan elektr impuls stimulyatori jonivorning asabiga ulab, uni qayta-qayta “o‘qlar” bilan davolashdi. Keyin u kalamushga hayvonlar va odamlarda yallig'lanish bilan bog'liq bo'lgan TNF (o'simta nekrozi omili) oqsilini berdi. Hayvon bir soat ichida o'tkir yallig'lanishi kerak edi, ammo tekshiruvda TNF 75% ga bloklanganligi aniqlandi.

Ma'lum bo'lishicha, asab tizimi kompyuter terminali rolini o'ynagan, uning yordamida siz infektsiyani boshlanishidan oldin oldini olishingiz yoki uning rivojlanishini to'xtatishingiz mumkin.

Asab tizimiga ta'sir qiluvchi to'g'ri dasturlashtirilgan elektr impulslari bemorning sog'lig'iga befarq bo'lmagan qimmat dori ta'sirini almashtirishi mumkin.

Tana masofadan boshqarish pulti

Ushbu kashfiyot yangi filialni ochdi bioelektronika, bu diqqat bilan rejalashtirilgan javoblarni uyg'otish uchun tanani rag'batlantirish uchun ko'proq miniatyura texnik echimlarni qidirmoqda. Texnika hali boshlang'ich bosqichida. Bundan tashqari, elektron sxemalarning xavfsizligi bilan bog'liq jiddiy xavotirlar mavjud. Biroq, farmatsevtika bilan solishtirganda, u katta afzalliklarga ega.

2014 yil may oyida Treysi Nyu-York Taymsga shunday dedi bioelektron texnologiyalar farmatsevtika sanoatini muvaffaqiyatli almashtirishi mumkin va so'nggi yillarda buni tez-tez takrorladi.

U asos solgan kompaniya, SetPoint Medical (2) yangi terapiyani ikki yil avval Bosniya va Gertsegovinadan kelgan o'n ikki nafar ko'ngillilar guruhiga qo'llagan. Ularning bo'yinlariga elektr signallarini chiqaradigan mayda vagus nerv stimulyatorlari o'rnatilgan. Sakkiz kishida test muvaffaqiyatli o'tdi - o'tkir og'riqlar susaydi, yallig'lanishga qarshi oqsillar darajasi normal holatga qaytdi va eng muhimi, yangi usul jiddiy yon ta'sirga olib kelmadi. Bu farmakoterapiyada bo'lgani kabi, TNF darajasini butunlay yo'q qilmasdan, taxminan 80% ga kamaytirdi.

2. Bioelektron chip SetPoint Medical

Ko'p yillik laboratoriya tadqiqotlaridan so'ng, 2011 yilda GlaxoSmithKline farmatsevtika kompaniyasi sarmoya kiritgan SetPoint Medical kasallik bilan kurashish uchun nervlarni ogohlantiruvchi implantlarning klinik sinovlarini boshladi. Vagus nervi bilan bog'langan bo'yniga 19 sm dan uzunroq implantlar o'rnatilgan tadqiqotda qatnashgan bemorlarning uchdan ikki qismi yaxshilanishni, og'riqni va shishishni kamaytirdi. Olimlarning aytishicha, bu hali boshlanishi va ular astma, diabet, epilepsiya, bepushtlik, semizlik va hatto saraton kabi boshqa kasalliklarni elektr stimulyatsiyasi orqali davolashni rejalashtirmoqda. Albatta, shuningdek, COVID-XNUMX kabi infektsiyalar.

Kontseptsiya sifatida bioelektronika oddiy. Muxtasar qilib aytganda, u asab tizimiga tananing tiklanishini bildiruvchi signallarni uzatadi.

Biroq, har doimgidek, muammo to'g'ri talqin va kabi tafsilotlarda yotadi asab tizimining elektr tilini tarjima qilish. Xavfsizlik boshqa masala. Axir, biz simsiz tarmoqqa ulangan elektron qurilmalar haqida gapiramiz (3), ya'ni -.

U gapirganda Anand Ragunatan, Purdue universitetining elektrotexnika va kompyuter muhandisligi professori, bioelektronika "menga birovning tanasini masofadan boshqarish imkonini beradi". Bu ham jiddiy sinov. miniatyuralashtirishneyronlar tarmoqlariga samarali ulanish usullarini o'z ichiga oladi, bu esa tegishli hajmdagi ma'lumotlarni olish imkonini beradi.

Source 3Brain simsiz aloqa qiladigan implantlar

Bioelektronika bilan aralashmaslik kerak biokibernetika (ya'ni biologik kibernetika), bionika bilan ham (biologik kibernetikadan kelib chiqqan). Bular alohida ilmiy fanlardir. Ularning umumiy jihati biologik va texnik bilimlarga havoladir.

Yaxshi optik faollashtirilgan viruslar haqida tortishuvlar

Bugungi kunda olimlar saratondan tortib sovuqqa qadar turli xil sog'liq muammolariga qarshi kurashish uchun asab tizimi bilan to'g'ridan-to'g'ri aloqa qila oladigan implantlarni yaratmoqdalar.

Agar tadqiqotchilar muvaffaqiyatga erishib, bioelektronika keng tarqalib ketsa, millionlab odamlar bir kun kelib asab tizimiga ulangan kompyuterlar bilan yurishlari mumkin edi.

Orzular sohasida, lekin umuman haqiqiy emas, masalan, elektr signallari yordamida bunday koronavirusning tanaga "tashrifi" ni va unga to'g'ridan-to'g'ri qurollarni (farmakologik yoki hatto nanoelektronik) darhol aniqlaydigan erta ogohlantirish tizimlari mavjud. . tajovuzkor butun tizimga hujum qilmaguncha.

Tadqiqotchilar bir vaqtning o'zida yuz minglab neyronlarning signallarini tushunadigan usulni topish uchun kurashmoqda. Bioelektronika uchun zarur bo'lgan aniq ro'yxatga olish va tahlil qilishShunday qilib, olimlar sog'lom odamlardagi asosiy nerv signallari va ma'lum bir kasallikka chalingan odam tomonidan ishlab chiqarilgan signallar o'rtasidagi nomuvofiqlikni aniqlashlari mumkin.

Neyron signallarni qayd etishning an'anaviy yondashuvi - elektrodlari bo'lgan kichik zondlardan foydalanish. Masalan, prostata saratoni bo'yicha tadqiqotchi sog'lom sichqonchaning prostata bilan bog'langan nerviga qisqichlarni biriktirishi va faoliyatni qayd etishi mumkin. Xuddi shu narsani prostata bezi xavfli o'smalar hosil qilish uchun genetik jihatdan o'zgartirilgan jonzot bilan qilish mumkin. Ikkala usulning xom ma'lumotlarini solishtirish saraton kasalligiga chalingan sichqonlarda nerv signallari qanchalik farq qilishini aniqlaydi. Bunday ma'lumotlarga asoslanib, tuzatuvchi signal o'z navbatida saraton kasalligini davolash uchun bioelektron qurilmaga dasturlashtirilishi mumkin.

Ammo ularning kamchiliklari bor. Ular bir vaqtning o'zida faqat bitta katakchani tanlashlari mumkin, shuning uchun ular katta rasmni ko'rish uchun etarli ma'lumot to'plamaydilar. U gapirganda Adam E. Koen, Garvardda kimyo va fizika professori, "bu operani somon orqali ko'rishga urinishga o'xshaydi".

Koen, o'sib borayotgan sohada mutaxassis chaqirdi optogenetika, tashqi yamoqlarning cheklovlarini engib o'tishga ishonadi. Uning tadqiqotlari kasallikning neyron tilini ochish uchun optogenetikadan foydalanishga harakat qiladi. Muammo shundaki, asabiy faoliyat alohida neyronlarning ovozidan emas, balki ularning bir-biriga nisbatan harakat qiladigan butun orkestridan kelib chiqadi. Birma-bir ko'rish sizga yaxlit ko'rinishni bermaydi.

Optogenetika 90-yillarda olimlar bakteriyalar va suv o'tlarida opsinlar deb ataladigan oqsillar yorug'lik ta'sirida elektr energiyasini ishlab chiqarishini bilganlarida boshlangan. Optogenetika bu mexanizmdan foydalanadi.

Opsin genlari zararsiz virusning DNKsiga kiritiladi, so'ngra u sub'ektning miyasiga yoki periferik asabiga yuboriladi. Virusning genetik ketma-ketligini o'zgartirib, tadqiqotchilar sovuq yoki og'riqni his qilish uchun mas'ul bo'lganlar yoki miyaning ma'lum harakatlar yoki xatti-harakatlar uchun mas'ul bo'lgan hududlari kabi o'ziga xos neyronlarni nishonga olishadi.

Keyin teri yoki bosh suyagi orqali optik tola kiritiladi, u nurni uchidan virus joylashgan joyga uzatadi. Optik toladan keladigan yorug'lik opsinni faollashtiradi, bu esa o'z navbatida neyronning "yorilishiga" olib keladigan elektr zaryadini o'tkazadi (4). Shunday qilib, olimlar sichqonlar tanasining reaktsiyalarini nazorat qilishlari mumkin, bu esa uyqu va buyruq bo'yicha tajovuzkorlikni keltirib chiqaradi.

4. Nur bilan boshqariladigan neyron

Ammo ma'lum kasalliklarda ishtirok etgan neyronlarni faollashtirish uchun opsinlar va optogenetikani qo'llashdan oldin, olimlar nafaqat kasallik uchun qaysi neyronlar mas'ul ekanligini, balki kasallikning asab tizimi bilan qanday o'zaro ta'sirini ham aniqlashlari kerak.

Kompyuterlar singari, neyronlar ham gaplashadi ikkilik til, ularning signali yoqilgan yoki o'chirilganligiga asoslangan lug'at bilan. Ushbu o'zgarishlarning tartibi, vaqt oralig'i va intensivligi axborotni uzatish usulini belgilaydi. Biroq, agar biron bir kasallik o'z tilida gaplashishi mumkin bo'lsa, tarjimon kerak.

Koen va uning hamkasblari optogenetik buni hal qila olishiga ishonishdi. Shunday qilib, ular jarayonni teskari yo'nalishda ishlab chiqdilar - neyronlarni faollashtirish uchun yorug'likdan foydalanish o'rniga, ularning faolligini qayd etish uchun yorug'likdan foydalanadilar.

Opsinlar har xil kasalliklarni davolashning bir usuli bo'lishi mumkin, ammo olimlar, ehtimol, ulardan foydalanmaydigan bioelektron qurilmalarni ishlab chiqishlari kerak bo'ladi. Genetik jihatdan o'zgartirilgan viruslardan foydalanish hokimiyat va jamiyat uchun nomaqbul bo'lib qoladi. Bundan tashqari, opsin usuli gen terapiyasiga asoslangan bo'lib, klinik sinovlarda hali yakuniy muvaffaqiyatga erishmagan, juda qimmat va sog'liq uchun jiddiy xavf tug'diradi.

Koen ikkita alternativani eslatib o'tadi. Ulardan biri opsinlar kabi harakat qiladigan molekulalar bilan bog'liq. Ikkinchisi RNKni opsinga o'xshash oqsilga aylantirish uchun ishlatadi, chunki u DNKni o'zgartirmaydi, shuning uchun gen terapiyasi xavfi yo'q. Shunga qaramay, asosiy muammo hududni yorug'lik bilan ta'minlash. Integratsiyalashgan lazerli miya implantlarining dizaynlari mavjud, ammo Koen, masalan, tashqi yorug'lik manbalaridan foydalanishni to'g'ri deb hisoblaydi.

Uzoq muddatda bioelektronika (5) insoniyat duch keladigan barcha sog'liq muammolarini kompleks hal qilishni va'da qiladi. Bu hozirda juda eksperimental hudud.

Biroq, bu shubhasiz juda qiziq.