Di nexweşiyê de guleyên baş-armanc

Em li derman û derziyek bi bandor ji bo coronavirus û enfeksiyona wê digerin. Heya nuha, dermanên me yên bi bandorkeriya îsbatkirî tune ne. Lêbelê, rêyek din heye ku meriv bi nexweşiyan re şer bike, ji biyolojî û derman bêtir bi cîhana teknolojiyê ve girêdayî ye ...

Di sala 1998 de, yanî. di demekê de ku gerokekî Amerîkî, Kevin Tracy (1), ceribandinên xwe li ser mişkan pêk anî, di laş de têkiliyek di navbera nerva vagus û pergala parastinê de nehat dîtin. Têkiliyek weha hema hema ne gengaz hate hesibandin.

Lê Tracy ji hebûna xwe piştrast bû. Wî stimulatorek elektrîkê ya bi destan bi nerva heywanê ve girêda û bi "guleyan" dubare kir. Dûv re wî TNF (faktora nekroza tumorê), proteînek ku hem di heywanan û hem jî di mirovan de bi iltîhaba re têkildar e da mişkê. Diviyabû ku heywan di nav saetekê de bi tûj bibûya, lê di lêkolînê de hate dîtin ku TNF ji sedî 75 hate asteng kirin.

Derket holê ku pergala nervê wekî termînalek komputerê tevdigere, ku pê re hûn dikarin pêşî li enfeksiyonê bigirin berî ku ew dest pê bike, an jî pêşveçûna wê rawestînin.

Impulsên elektrîkê yên bi rêkûpêk bernamekirî yên ku bandorê li pergala nervê dikin dikarin bandorên dermanên biha yên ku ji tenduristiya nexweş re ne xemsar in biguhezînin.

Kontrola dûr a laş

Vê keşfê şaxeke nû ya bi navê vekir biyoelektronîk, ku ji bo teşwîqkirina laş bêtir û bêtir li çareseriyên teknîkî yên piçûktir digere da ku bersivên bi baldarî plansazkirî derxe holê. Teknîkî hîn di destpêka xwe de ye. Ji bilî vê, fikarên cidî li ser ewlekariya şebekeyên elektronîk hene. Lêbelê, li gorî dermanan, ew xwediyê avantajên mezin e.

Di Gulana 2014 de, Tracy ji New York Times re got teknolojiyên biyoelektronîk dikarin bi serfirazî cîhê pîşesaziya dermanan bigirin û di salên dawî de gelek caran dubare kir.

Pargîdaniya ku wî damezrand, SetPoint Medical (2), pêşî du sal berê terapiya nû li komek ji diwanzdeh dilxwazên ji Bosna û Herzegovînayê sepand. Stimulatorên piçûk ên nerva vagusê ku sînyalên elektrîkê derdixin di stûyê wan de hatine çandin. Di heşt kesan de, ceribandin serketî bû - êşa tûj kêm bû, asta proteînên pro-înflamatuar vegeriya normalê, û ya herî girîng, rêbaza nû nebû sedema bandorên ciddî yên alî. Ew asta TNF bi qasî 80% kêm kir, bêyî ku ew bi tevahî ji holê rabike, wekî ku di dermanxaneyê de ye.

2. Çîpa Biyoelektronîk SetPoint Medical

Piştî lêkolîna laboratîfê ya bi salan, di sala 2011-an de SetPoint Medical, ku pargîdaniya dermansaziyê GlaxoSmithKline tê de veberhênan kir, dest bi ceribandinên klînîkî yên implantên nervê-teşwîqker kir da ku li dijî nexweşiyê şer bikin. Di lêkolînê de du-sêyan nexweşên ku di stûyê wan de ji 19 cm dirêjtir implantên wan ên bi nerva vagusê ve girêdayî bûn, başbûn, êş û werimandin kêm bûn. Zanyar dibêjin ku ev tenê destpêk e, û planên wan hene ku wan bi elektrîkê teşwîqkirina nexweşiyên din ên wekî astma, şekir, epîlepsî, nefermî, qelewbûn û heta kanserê derman bikin. Bê guman, enfeksiyonên wekî COVID-XNUMX jî.

Wekî têgehek, biyoelektronîk hêsan e. Bi kurtasî, ew sînyalan dişîne pergala nervê ya ku ji laş re vedibêje ku baş bibe.

Lêbelê, wekî her gav, pirsgirêk di hûrguliyan de ye, wekî şirovekirina rast û wergera zimanê elektrîkê ya pergala nervê. Ewlekarî xemek din e. Beriya her tiştî, em li ser cîhazên elektronîkî yên ku bi bêtêlê bi torê ve girêdayî ne diaxivin (3), ku tê vê wateyê.

Çawa ku ew dipeyive Anand Raghunathan, profesorê endezyariya elektrîkê û komputerê li Zanîngeha Purdue, biyoelektronîk "kontrola ji dûr ve laşê kesek dide min." Ev jî ceribandinek cidî ye. biçûkkirin, di nav de rêbazên ji bo girêdana bi bandor bi torên neuronan re ku dê destûrê bide bidestxistina mîqdarên guncan ên daneyê.

Çavkanî 3 Implantên mêjî yên ku bi bêtêlê danûstandinê dikin

Divê biyoelektronîk bi hev re neyê tevlihev kirin biyosîbernetîk (ango, sîbernetîka biyolojîkî), ne jî bi biyonîk (ku ji biyosîbernetîkê derketiye). Ev dîsîplînên zanistî yên cihê ne. Cihê hevpar ê wan referansa zanîna biyolojîk û teknîkî ye.

Nakokî li ser vîrusên baş ên optîkî yên çalakkirî

Îro, zanyar împlantan diafirînin ku dikarin rasterast bi pergala nervê re têkilî daynin û hewl bidin ku bi pirsgirêkên tenduristiyê yên cihêreng re şer bikin, ji penceşêrê bigire heya sermaya hevpar.

Ger lêkolîner serketî bûna û biyoelektronîk berbelav bibûya, bi mîlyonan mirov dê rojekê karibin bi komputerên ku bi pergalên xwe yên demarî ve girêdayî ne bimeşin.

Di warê xewnan de, lê ne bi tevahî nerastî, mînakî, pergalên hişyariya zû hene ku, bi karanîna îşaretên elektrîkê, tavilê "serdana" vîrusek wusa di laş de tespît dikin û çekên rasterast (dermannasî an jî nanoelektronîkî) li wê dikin. . êrîşkar heta ku êrîşî hemû pergalê bike.

Lêkolîner hewl didin ku rêbazek peyda bikin ku dê di heman demê de sînyalên bi sed hezaran neuronan fam bike. Tomarkirin û analîza rast ji bo biyoelektronîkê girîng eda ku zanyar bikarin nakokiyên di navbera nîşanên neuralî yên bingehîn ên mirovên saxlem û îşaretên ku ji hêla kesek bi nexweşiyek taybetî ve têne hilberandin nas bikin.

Nêzîkatiya kevneşopî ya tomarkirina sînyalên neuralî karanîna sondayên piçûk ên bi elektrodên hundurîn e, ku jê re tê gotin. Mînakî, lêkolînerek penceşêra prostatê dikare di mişkek saxlem de girêkan bi nerva ku bi prostatê ve girêdayî ye ve girêbide û çalakiyê tomar bike. Heman tişt dikare bi mexlûqekî ku prostata wî bi genetîkî hatiye guherandin ji bo hilberîna tîmorên xirab were kirin. Berhevdana daneyên xav ên her du rêbazan dê bihêle ku em diyar bikin ka nîşanên nervê di mişkên bi penceşêrê de çiqas cûda ne. Li ser bingeha van daneyan, îşaretek rastker dikare ji bo dermankirina penceşêrê bibe amûrek biyoelektronîkî.

Lê kêmasiyên wan hene. Ew dikarin di carekê de tenê hucreyek hilbijêrin, ji ber vê yekê ew daneya têr berhev nakin da ku wêneya mezin bibînin. Çawa ku ew dipeyive Adam E. Cohen, profesorê kîmya û fizîkê li Harvardê, "wek ku hewl bidin ku opera bi kavilê bibînin."

Cohen, pisporek di warê mezinbûnê de tê gotin optogenetics, bawer dike ku ew dikare sînorên pêlên derveyî derbas bike. Lêkolîna wî hewl dide ku optogenetics bikar bîne da ku zimanê neuralî yê nexweşiyê deşîfre bike. Pirsgirêk ev e ku çalakiya neuralî ne ji dengê neronên takekesî, lê ji orkestraya tevahî ya ku bi hevûdu re tevdigerin tê. Temaşekirina yek bi yek nerînek tevayî nade we.

Optogenetics di salên 90-an de dest pê kir dema ku zanyaran dizanibû ku proteînên bi navê opsin di bakterî û algayan de dema ku dikevin ber ronahiyê elektrîkê çêdikin. Optogenetîk vê mekanîzmayê bikar tîne.

Genên opsinê di nav DNAya vîrusek bê zerar de têne danîn, ku paşê tê derzîkirin nav mejiyê mijarê an nerva derdor. Bi guheztina rêza genetîkî ya vîrusê, lêkolîner noyronên taybetî hedef digirin, mîna yên ku berpirsiyarê hîskirina sar an êşê, an deverên mêjî yên ku têne zanîn ku ji hin kiryar an tevgeran berpirsiyar in.

Dûv re, fîberek optîkî di nav çerm an serê serê xwe de tê danîn, ku ronahiyê ji serê xwe vediguhezîne cîhê ku vîrus lê ye. Ronahiya ji fîbera optîkî opsinê çalak dike, ku di encamê de barek elektrîkî dimeşîne ku dibe sedem ku neuron "ronî bibe" (4). Bi vî rengî, zanyar dikarin reaksiyonên laşê mişkan kontrol bikin, li ser fermanê dibe sedema xew û êrişan.

4. Neuron bi ronahiyê tê kontrolkirin

Lê berî ku opsîn û optogenetîk bikar bînin ji bo aktîvkirina noyronên ku di hin nexweşiyan de têkildar in, pêdivî ye ku zanyar ne tenê diyar bikin ka kîjan neuron ji nexweşiyê berpirsiyar in, lê her weha nexweşî çawa bi pergala nervê re têkildar dibe.

Mîna komputeran, neuron jî diaxivin zimanê binary, bi ferhengekê li ser bingeha ka sînyala wan li ser an off e. Rêz, navberên demê û tundiya van guhertinan awayê ragihandina agahdariyê diyar dike. Lêbelê, heke nexweşiyek dikare were hesibandin ku bi zimanê xwe biaxive, wergêrek pêdivî ye.

Cohen û hevkarên wî hîs kirin ku optogenetîk dikare wê bi rê ve bibe. Ji ber vê yekê wan pêvajo berevajî pêşxist - li şûna ku ronahiyê bikar bînin da ku neuronan çalak bikin, ew ronahiyê bikar tînin da ku çalakiya xwe tomar bikin.

Opsins dikare bibe rêyek ji bo dermankirina her cûre nexweşiyan, lê dibe ku zanyar hewce ne ku amûrên biyoelektronîkî yên ku wan bikar neynin pêşve bibin. Dê bikaranîna vîrusên genetîk guhertî ji desthilatdarî û civakê re neyê qebûlkirin. Wekî din, rêbaza opsin li ser bingeha terapiya genê ye, ku hîna di ceribandinên klînîkî de serkeftinek berbiçav bi dest nexistiye, pir biha ye û xuya dike ku xetereyên tenduristiyê yên ciddî digire.

Cohen behsa du alternatîfan dike. Yek ji wan bi molekulên ku mîna opsinan tevdigerin ve girêdayî ye. Ya duyemîn RNA bikar tîne da ku bibe proteînek mîna opsîn ji ber ku ew DNA naguhezîne, ji ber vê yekê xetereyên terapiya genê tune. Lêbelê pirsgirêka sereke ronahiyê li herêmê peyda dike. Sêwiranên ji bo implantên mêjî yên bi lazerek çêkirî hene, lê Cohen, mînakî, karanîna çavkaniyên ronahiya derveyî guncantir dibîne.

Di demeke dirêj de, biyoelektronîk (5) ji bo hemî pirsgirêkên tenduristiyê yên ku mirovahî bi wan re rû bi rû ye, soza çareseriyek berfireh dide. Vê gavê ev herêmek pir ceribandin e.

Lêbelê, ew bê guman pir balkêş e.