Xəstəlikdə yaxşı məqsədli atışlar

Biz koronavirus və onun infeksiyası üçün effektiv müalicə və peyvənd axtarırıq. Hazırda bizdə effektivliyi sübut olunmuş dərmanlar yoxdur. Ancaq xəstəliklərlə mübarizə aparmağın biologiya və tibbdən daha çox texnologiya dünyası ilə əlaqəli başqa bir yolu var ...

1998-ci ildə, yəni. Amerikalı bir kəşfiyyatçı olduğu bir vaxtda, Kevin Treysi (1), təcrübələrini siçovullar üzərində apardı, bədəndə vagus siniri ilə immun sistemi arasında heç bir əlaqə görünmədi. Belə bir birləşmə demək olar ki, qeyri-mümkün hesab olunurdu.

Lakin Treysi varlığından əmin idi. O, əlindəki elektrik impuls stimulyatorunu heyvanın əsəbinə qoşub və onu təkrar “atış”larla müalicə edib. Daha sonra o, siçovul TNF (şiş nekrozu faktoru), həm heyvanlarda, həm də insanlarda iltihabla əlaqəli bir protein verdi. Heyvanın bir saat ərzində kəskin iltihabı olması lazım idi, lakin müayinə zamanı TNF-nin 75% bloklandığı məlum oldu.

Məlum oldu ki, sinir sistemi kompüter terminalı rolunu oynayır, onun köməyi ilə infeksiya başlamazdan əvvəl onun qarşısını almaq və ya onun inkişafını dayandırmaq olar.

Sinir sisteminə təsir edən düzgün proqramlaşdırılmış elektrik impulsları xəstənin sağlamlığına biganə olmayan bahalı dərmanların təsirini əvəz edə bilər.

Bədən pultu

Bu kəşf adlı yeni bir şöbə açıldı bioelektronika, diqqətlə planlaşdırılmış cavabları oyatmaq üçün bədəni stimullaşdırmaq üçün getdikcə daha çox miniatür texniki həllər axtarır. Texnika hələ başlanğıc mərhələsindədir. Bundan əlavə, elektron sxemlərin təhlükəsizliyi ilə bağlı ciddi narahatlıqlar var. Bununla belə, əczaçılıqla müqayisədə onun böyük üstünlükləri var.

2014-cü ilin may ayında Treysi New York Times qəzetinə demişdi bioelektron texnologiyaları əczaçılıq sənayesini uğurla əvəz edə bilər və son illərdə bunu tez-tez təkrarlayırdı.

Onun qurduğu şirkət SetPoint Medical (2) yeni terapiyanı ilk dəfə iki il əvvəl Bosniya və Herseqovinadan olan on iki könüllü qrupuna tətbiq etdi. Onların boyunlarına elektrik siqnalları yayan kiçik vagus sinir stimulyatorları yerləşdirilib. Səkkiz nəfərdə test uğurla keçdi - kəskin ağrılar azaldı, iltihaba qarşı zülalların səviyyəsi normallaşdı və ən əsası, yeni üsul ciddi yan təsirlərə səbəb olmadı. Farmakoterapiyada olduğu kimi, TNF səviyyəsini tamamilə aradan qaldırmadan təxminən 80% azaldıb.

2. Bioelektronik çip SetPoint Medical

İllərlə aparılmış laboratoriya araşdırmalarından sonra, 2011-ci ildə GlaxoSmithKline əczaçılıq şirkətinin sərmayə qoyduğu SetPoint Medical, xəstəliklərlə mübarizə aparmaq üçün sinir stimullaşdırıcı implantların klinik sınaqlarına başladı. Tədqiqatda vagus sinirinə bağlı boyunda 19 sm-dən uzun implantları olan xəstələrin üçdə ikisində yaxşılaşma, ağrı və şişkinlik azaldı. Elm adamları bunun başlanğıc olduğunu və astma, diabet, epilepsiya, sonsuzluq, piylənmə və hətta xərçəng kimi digər xəstəlikləri elektriklə stimullaşdırmaqla müalicə etmək planlarının olduğunu deyirlər. Təbii ki, COVID-XNUMX kimi infeksiyalar da.

Bir konsepsiya olaraq, bioelektronika sadədir. Qısacası, sinir sisteminə orqanizmin bərpasını bildirən siqnallar ötürür.

Lakin, həmişə olduğu kimi, problem düzgün şərh və kimi detallarda yatır sinir sisteminin elektrik dilinin tərcüməsi. Təhlükəsizlik başqa məsələdir. Axı biz simsiz şəbəkəyə qoşulmuş elektron cihazlardan danışırıq (3), yəni -.

O danışdıqca Anand Raqhunatan, Purdue Universitetində elektrik və kompüter mühəndisliyi professoru, bioelektronika "mənə kiminsə bədənini uzaqdan idarə etməyə imkan verir". Bu həm də ciddi sınaqdır. miniatürləşdirməmüvafiq miqdarda məlumat əldə etməyə imkan verən neyron şəbəkələrinə səmərəli qoşulma üsulları da daxil olmaqla.

Simsiz əlaqə quran mənbə 3Brain implantları

Bioelektronika ilə qarışdırılmamalıdır biokibernetika (yəni bioloji kibernetika), nə də bionika ilə (bioloji kibernetikadan yaranan). Bunlar ayrı-ayrı elmi fənlərdir. Onların ortaq məxrəci bioloji və texniki biliklərə istinaddır.

Yaxşı optik aktivləşdirilmiş viruslar haqqında mübahisə

Bu gün alimlər xərçəngdən tutmuş soyuqdəyməyə qədər müxtəlif sağlamlıq problemləri ilə mübarizə aparmaq üçün sinir sistemi ilə birbaşa əlaqə saxlaya bilən implantlar yaradırlar.

Tədqiqatçılar uğur qazansa və bioelektronika geniş yayılsa, milyonlarla insan bir gün öz sinir sistemlərinə qoşulmuş kompüterlərlə gəzə bilərdi.

Xəyallar səltənətində, lakin tamamilə qeyri-real deyil, məsələn, elektrik siqnallarından istifadə edərək, belə bir koronavirusun bədəndə "ziyarətini" və birbaşa silahları (farmakoloji və ya hətta nanoelektronik) dərhal aşkar edən erkən xəbərdarlıq sistemləri var. . bütün sistemə hücum edənə qədər təcavüzkar.

Tədqiqatçılar eyni anda yüz minlərlə neyrondan gələn siqnalları anlayacaq bir üsul tapmaqda çətinlik çəkirlər. Bioelektronika üçün vacib olan dəqiq qeydiyyat və analizbelə ki, elm adamları sağlam insanlardakı əsas sinir siqnalları ilə müəyyən bir xəstəliyi olan bir insanın yaratdığı siqnallar arasında uyğunsuzluqları müəyyən edə bilsinlər.

Sinir siqnallarını qeyd etmək üçün ənənəvi yanaşma, içərisində elektrodları olan kiçik zondlardan istifadə etməkdir. Məsələn, bir prostat xərçəngi tədqiqatçısı, sağlam siçanda prostatla əlaqəli sinirə sıxaclar bağlaya və fəaliyyəti qeyd edə bilər. Eyni şeyi prostatı bədxassəli şişlər əmələ gətirmək üçün genetik olaraq dəyişdirilmiş bir məxluqla da edilə bilər. Hər iki üsulun xam məlumatlarının müqayisəsi xərçəngli siçanlarda sinir siqnallarının nə qədər fərqli olduğunu müəyyən etməyə imkan verəcək. Bu cür məlumatlar əsasında korreksiyaedici siqnal öz növbəsində xərçəng müalicəsi üçün bioelektron cihaza proqramlaşdırıla bilər.

Ancaq onların mənfi cəhətləri var. Onlar bir anda yalnız bir xana seçə bilirlər, ona görə də böyük mənzərəni görmək üçün kifayət qədər məlumat toplamırlar. O danışdıqca Adam E. Cohen, Harvardda kimya və fizika professoru, "bu, operaya saman çöpü ilə baxmağa çalışmaq kimidir."

Cohen, böyüyən bir sahədə mütəxəssis çağırdı optogenetika, xarici yamaların məhdudiyyətlərini aşa biləcəyinə inanır. Onun tədqiqatı xəstəliyin sinir dilini deşifrə etmək üçün optogenetikadan istifadə etməyə çalışır. Problem ondadır ki, sinir fəaliyyəti ayrı-ayrı neyronların səslərindən deyil, onların bir-birinə münasibətdə fəaliyyət göstərən bütöv bir orkestrindən qaynaqlanır. Tək-tək baxmaq sizə bütöv bir görünüş vermir.

Optogenetika 90-cı illərdə elm adamları bakteriya və yosunlarda opsin adlanan zülalların işığa məruz qaldıqda elektrik enerjisi əmələ gətirdiyini bildikdə başladı. Optogenetika bu mexanizmdən istifadə edir.

Opsin genləri zərərsiz bir virusun DNT-sinə daxil edilir, daha sonra bu, subyektin beyninə və ya periferik sinirinə yeridilir. Virusun genetik ardıcıllığını dəyişdirərək, tədqiqatçılar soyuq və ya ağrı hiss etməkdən məsul olanlar kimi spesifik neyronları və ya beynin müəyyən hərəkətlər və ya davranışlara cavabdeh olduğu bilinən sahələri hədəfləyirlər.

Sonra dəri və ya kəllə vasitəsilə optik lif yeridilir ki, bu da işığın ucundan virusun yerləşdiyi yerə ötürülür. Optik lifdən gələn işıq opsini aktivləşdirir, bu da öz növbəsində neyronun "işıqlanmasına" səbəb olan elektrik yükünü keçirir (4). Beləliklə, elm adamları siçanların bədəninin reaksiyalarını idarə edə, yuxuya və əmrə görə aqressiyaya səbəb ola bilirlər.

4. İşıqla idarə olunan neyron

Ancaq müəyyən xəstəliklərdə iştirak edən neyronları aktivləşdirmək üçün opsinlər və optogenetikadan istifadə etməzdən əvvəl alimlər yalnız hansı neyronların xəstəliyə cavabdeh olduğunu deyil, həm də xəstəliyin sinir sistemi ilə necə qarşılıqlı əlaqədə olduğunu müəyyən etməlidirlər.

Kompüterlər kimi, neyronlar da danışır ikili dil, onların siqnalının aktiv və ya söndürülməsinə əsaslanan lüğətlə. Bu dəyişikliklərin ardıcıllığı, vaxt intervalları və intensivliyi məlumatın ötürülmə üsulunu müəyyən edir. Ancaq bir xəstəliyin öz dilində danışdığını hesab etmək olarsa, tərcüməçi lazımdır.

Cohen və həmkarları optogenetikanın bununla məşğul ola biləcəyini hiss etdilər. Beləliklə, onlar prosesi tərsinə inkişaf etdirdilər - neyronları aktivləşdirmək üçün işıqdan istifadə etmək əvəzinə, fəaliyyətlərini qeyd etmək üçün işıqdan istifadə edirlər.

Opsinlər bütün xəstəlikləri müalicə etmək üçün bir yol ola bilər, lakin elm adamları çox güman ki, onlardan istifadə etməyən bioelektron cihazlar hazırlamalı olacaqlar. Geni dəyişdirilmiş virusların istifadəsi hakimiyyət və cəmiyyət üçün qəbuledilməz olacaq. Bundan əlavə, opsin metodu gen terapiyasına əsaslanır, klinik sınaqlarda hələ də inandırıcı uğur qazanmamış, çox baha başa gəlir və ciddi sağlamlıq riskləri daşıdığı görünür.

Koen iki alternativdən bəhs edir. Onlardan biri opsinlər kimi davranan molekullarla bağlıdır. İkincisi, DNT-ni dəyişdirmədiyi üçün opsinə bənzər bir proteinə çevrilmək üçün RNT istifadə edir, buna görə də gen terapiyası riskləri yoxdur. Yenə də əsas problem ərazini işıqlandırmaq. Daxili lazerlə beyin implantları üçün dizaynlar var, lakin məsələn, Koen xarici işıq mənbələrindən istifadə etməyi daha məqsədəuyğun hesab edir.

Uzunmüddətli perspektivdə bioelektronika (5) bəşəriyyətin üzləşdiyi bütün sağlamlıq problemlərinin kompleks həllini vəd edir. Bu, hazırda çox eksperimental sahədir.

Bununla belə, şübhəsiz ki, çox maraqlıdır.