ماشيني به نام انسان

در اين مقاله، با 20 پيشرفت قابل توجه در زمينه استفاده از بيولوژي و تكنولوژي كه منجر به بهبود وضعيت سلامتي و طول عمر انسان مي شود، آشنا مي شويم.

1- غدد لنفي مصنوعي
 

دانشمدان انستيتو رايكن در ژاپن اقدام به توليد غدد لنفي مصنوعي نموده اند و بدين ترتيب ارگان هايي ايجاد شده كه قادر به توليد سلول هاي ايمن براي مقابله با عفونت ها هستند. گرچه آنها روزي خواهند توانست جايگزين غدد بيمار شوند امّا از آنها بدواً براي افزايش ايمني بدن انسان ها استفاده خواهد شد. پزشكان مي توانند با پُر كردن اين غدد با سلول هايي كه براي معالجه با بيماري هاي مختلف مانند سرطان يا HIV تجهيز شده اند، به مقابله با آنها بروند.

2- ميكروب هاي ضدّ پوسيدگي
 

كار باكتريهاي روي دندان تبديل شكر به اسيد لاكتيك بوده كه باعث از بين رفتن ميناي دندان شده و در نهايت منجر به پوسيدگي دندان مي گردند. يك كمپاني به نام ONI در ايالت فلوريدا اقدام به مطالعه روي طيف جديدي از باكتري به نام اسمارت يا هوشمند نموده كه قادر به توليد اسيد لاكتيك نيستند و در عين حال اقدام به رهاسازي آنتي بيوتيك كرده كه باعث از بين رفتن عوامل پوسيدگي دندان ها مي گردند. براي برخورداري از چنين مزيتي كافي است يك بار دندانپزشك، دندان هاي شما را به وسيله ميكروب ها بپوشاند و ديگر تمام عمر از خطر پوسيدگي دندان نجات پيدا خواهيد كرد.

3- حسگر آسم
 

آسم يك بيماري تنفسي و نوعي آلرژي است و تقريباً يك چهارم اتاق هاي بخش اورژانس در ايالات متحده اختصاص به اين گونه بيماران دارد. حال با ساخت يك حسگر در دانشگاه پيتزبورگ ممكن است بالاخره تعداد اين گونه بيماران كاهش پيدا كند. در داخل اين حسگر كه در دست جاي مي گيرد، يك نانوتيوب يا لوله بسيار نازك به قطر چند نانومتر قرار گرفته كه از جنس كربن بوده و روي آن پوشش پليمري قرار دارد. قطر اين لوله 100 هزار بار نازك تر از تار موي انسان است و وظيفه آن تجزيه و تحليل ميزان ذرات اكسيد ازت بوده چون اين گازي است كه قبل از حمله آسم توسط ريه ها توليد مي گردد.

4- ابزار آزمايش سرطان
 

كالبد شكافي را فراموش كنيد چون ابزار طراحي شده توسط مسؤولين علمي دانشگاه كاليفرنيا در لس آنجلس قادر است فقط با استفاده از يك قطره بزاق دهان، سرطان را در بدن تشخيص دهد.
پروتئين هايي كه همراه سلول هاي سرطاني هستند، نسبت به رنگ حسگر حساس بوده و از خود واكنش نشان مي دهند و از خود پرتو فلوئورسنت منتشر كرده كه توسط ميكروسكوپ قابل تشخيص است.
آقاي مهندس «چي ينگ هو» متوجه شده كه از همين روش براي تشخيص ساير بيماري ها مي توان استفاده كرد.

5- ضربان ساز بيولوژيكي
 

ضربان سازهاي الكترونيكي باعث نجات جان انسان ها مي گردند امّا در ساخت آنها از سخت افزارهايي استفاده شده كه به تدريج دچار افسردگي مي شوند.
حال محققين چندين دانشگاه در حال ساخت نمونه هاي جايگزين هستند كه نياز به باتري ندارند و آنها عبارتند از ژن هاي ضربان ساز كه به نقاط آسيب ديده قلب تزريق مي شوند و داراي فعاليت فيزيكي هستند.
ضربان سازهاي بيولوژيكي ثابت كرده اند كه قادرند بدون بروز هر گونه مشكلي ضربان قلب هايي را كه كند كار مي كنند، به حالت طبيعي خود برگردانند.

6- كانتكت لنزهاي هوشمند
 

بيماري فشار چشم كه به آن Glaucoma مي گويند، باعث آسيب ديدگي اندام هاي بينايي شده و در نهايت منجر به كوري مي شود كه اين عارضه دومين بيماري خطرناك چشم است. عدسي هاي كانتكت يا تماسي كه در دانشگاه ديويس كاليفرنيا ساخته شده اند، داراي سيم هاي هدايتگري هستند كه به طور پيوسته فشار و ميزان مايع درون چشمان افرادي كه مشكوك به فشار بالاي چشم هستند را كنترل مي كنند. اين عدسي ها سپس اطلاعات دريافتي را به يك ابزار كوچك كه به وسيله بيمار حس مي گردد منتقل كرده و از طريق آن، اطلاعات بدون استفاده از هر گونه اتصالي به كامپيوتر منتقل مي گردد. اين اطلاعات به پزشكان براي تشخيص بيماري كمك مي كنند.

7- STENTهاي قابل جذب در قلب
 

STENTها باعث گشودن رگ هايي مي گردند كه به دليل بيماري هاي مختلف قلبي، يا مسدود شده اند و يا باريك شده و نمي توانند خون كافي را از خود عبور دهند.
اين STENTها داروهايي را از خود رها مي كنند كه از انسداد مجدد رگ ها جلوگيري مي كند. STENTها برخلاف انواع فلزي، قابل جذب بوده و بعد از آنكه مأموريت خود را انجام مي دهند، ناپديد مي گردند.
دوره جذب شدن استنت حدود شش ماه به طول مي انجامد، بعد از دو سال كاملاً از بين مي رود و آن چه كه باقي مي ماند، قلبي سالم به همراه عروق سالم است.

8- بازگشت كلام
 

براي مردمي كه قابليت حرف زدن خود را از دست داده اند، يك موتور صوتي جديد تدارك ديده شده كه قادر است اصواتي را ايجاد كند كه قابل شنيدن و درك كردن باشند.
شركت سازنده كه اين دستگاه را با كمك كمپاني معروف تگزاس اينسترومنت ساخته، از الكترودهايي در آن استفاده نموده كه قادر به تشخيص علائمي هستند كه از مغز به تارهاي صوتي فرمان مي دهد.
اين گونه بيماران به تدريج تصور مي كنند كه در حال اداي كلمات هستند سپس ابزاري بسيار كوچك كه در نزديكي گردن بيمار نصب شده، اقدام به ارسال اين علائم به يك كامپيوتر و يا تلفن همراه مي كند كه از طريق آنها صدا توليد مي شود.

9- واكنش پيوند اعضاء
 

يكي از مشكلات پيوند اعضاء به خصوص اعضاي حركتي، اين است كه كنترل نمودن و مانيتورينگ آنها مشكل است. شما و همه معمولاً بدون نگاه كردن به اندام هاي حركتي مي توانيد تشخيص دهيد كه موقعيت آنها چگونه است ولي چنين وضعيتي در مورد اندامهاي پيوندي وجود ندارد. پوست نسبت به آن چيزي كه به آن كشيده شدن مي گويند، حساس بوده و مي تواند تغييرات كوچك در جهت حركت و ميزان فشردگي آن را تشخيص دهد، بنابراين يكي از دانشجويان دانشگاه استنفورد در كاليفرنيا در حال طراحي و ساخت وسيله اي است كه پوست روي اندام پيوندي را در نزديكي محل پيوند، به واكنش واداشته و بدين ترتيب اطلاعات آن به مغز ارسال شده و دارنده اندام پيوندي از موقعيت آن مطلع مي گردد.

10- بازيافت عصب
 

تارهاي عصبي در طول ستون فقرات افراد آسيب ديده، به دليل ضايعاتي كه در آن باقي مانده، رشد نمي كنند. براي رفع اين مشكل يك ژله يا ژلاتين بسيار نازك و ظريف كه نام آن را نانوژل (Nanogel) گذاشته اند، توليد شده كه باعث رفع اين انسداد مي گردد. اين ژله يا نانوژل به صورت مايع قابل تزريق بوده و در داخل سكويي از الياف نانو به يكديگر مي پيوندند. پپتيدهاي موجود در الياف به سلول هاي بنيادي كه در شرايط عادي تشكيل بافت هايي التيامي را مي دهند (كه همان ها باعث بروز انسداد مي گردند) فرمان مي دهند كه اقدام به توليد سلول هاي عصبي كنند.

11- پايدار كردن داخل كفش
 

هنگامي كه مادربزرگ آقاي «ليبرمن» دچار حادثه ناشي از افتادن روي زمين شد، او در صدد برآمد راه و روشي را جستجو كند كه چنين حادثه اي دوباره اتفاق نيفتد. اين كار عملي نشد تا اينكه چند سال بعد از آن واقعه در سازمان هوافضاي ايالات متحده به چيزي كه در اين مورد كمك مي كند برخورد. سيستمي كه در ناسا ابداع شده بود عبارت از تكنولوژي حفظ تعادل فضانوردان بعد از بازگشت از سفر فضايي بود. به اين سيستم I Shoe (آي شو) مي گويند كه وظيفه آن تجزيه و تحليل فشار و نحوه توزيع آن در كف پا است. دكترها مي توانند با استفاده از اين تكنولوژي كه در داخل كف كفش جاسازي مي شود، به كنترل مشكلات تعادلي شخص پرداخته و هم چنين به بيماران كهنسال كمك كنند تا از سقوط و زمين خوردن آنها جلوگيري شود.

12- تحريك كننده ماهيچه ها
 

هنگامي كه استخواني در بدن دچار شكستگي مي گردد، مادامي كه بهبود پيدا كند، ماهيچه هاي مرتبط با آن در اثر عدم استفاده تا حدود زيادي توانايي هاي حركتي خود را از دست مي دهند.
يك كمپاني به نام Stimu Heal اقدام به رفع اين مشكل نموده، آن هم با استفاده از دستگاه هايي به نام Myo Spare كه ابزاري است متكي به باتري و يك تحريك كننده الكتريكي بوده و بدين ترتيب ماهيچه ها را به تمرين واداشته و‌ آنها را در طول دوران بهبودي استخوان، سالم و قوي نگه مي دارد.

13- قرص هوشمند
 

يك شركت آمريكايي اقدام به ساخت حسگرهايي نموده كه وظيفه شان رديابي داروها بلافاصله بعد از بلع است.
ميكلورچيپ هايي كه به درشتي دانه شن هستند، اقدام به انتشار جريانات الكتريكي مي كنند و توسط گيرنده هايي كه همانند چسب زخم هستند و روي پوست قرار دارند جمع آوري مي شوند.
وظيفه ديگر اين گيرنده ها مانيتور و كنترل ضربان قلب و تنفس بوده و اطلاعاتي را بدون استفاده از هر گونه كابل و سيم ارتباطي به كامپيوتر منتقل مي كنند.
براي اصلاح تأثير داروهاي به كارگيري تكنولوژي ديجيتال همانند ساير صنايع و شبكه نمودن آنها و جمع آوري اطلاعات ضروري به نظر مي رسد.

14- صندلي چرخدار هوشمند
 

محققين دانشگاه MIT صندلي چرخدار اتوماتيكي را طراحي كرده اند كه كاربر خود را به جايي كه مي خواهد مي رساند.
اين صندلي مي آموزد كه چگونه با محيط اطراف خود آشنا شود و اين كار از طريق گوش دادن به جهت بيماري كه روي آن مي نشيند و از آن استفاده مي كند، اتفاق مي افتد.
به طور مثال بيمار اتاق خود را به او معرفي مي كند و يا آشپزخانه و... صندلي با استفاده از سيستم Wi-Fi اقدام به تهيه يك نقشه مي كند كه برخلاف GPS در فضاي داخل خانه كاربرد دارد. مدلي كه فعلاً ساخته شده و در حال انجام آزمايش هاي مختلف است، روزي مجهز به دوربين و ليزر جهت ياب و سيستم جلوگيري از برخورد و تصادف خواهد شد.

15- بوش مربوط به روده و معده
 

چاقي بيش از حدّ گاهي ناشي از ديابت نوع دوم بوده كه در اثر مرور زمان از بين رفتن لوزالمعده مي گردد. غلاف يا بوش مربوط به روده و معده كه توسط شركت جي آي ديناميكز در ماساچوست ايالات متحده توليد شده، با جلوگيري از تماس مواد غذايي با ديواره روده ها سبب مي گردد كه شخص فربه به وزن عادي خود برگردد. براي وارد كردن اين بوش كه از راه دهان و به وسيله آندوسكوپي انجام مي گيرد، نيازي به عمل ايجاد انشعاب فرعي به روده نبوده، بنابراين به عمل جراحي احتياجي نيست. اين بوش ها در فاصله 61 سانتي متري ابتداي روده كوچك، جايي كه اكثر كالري ها جذب مي شوند به طور پشت سر هم قرار مي گيرد (ساير مواد غذايي در قسمت هاي پايين روده جذب مي شوند.)

16- اسكنر كبد
 

آيا مي دانيد ميزان سلامت كبد شما چقدر است؟ تا همين اواخر پاسخ به اين سؤال اغلب نياز به انجام عمل بيوپسي يا بافت برداري داشت كه خيلي هم ساده نيست! يك كمپاني فرانسوي به نام Echo Sens اقدام به توليد و طراحي ماشيني نموده كه ظرف مدّت 5 دقيقه اقدام به انجام اسكن براي پيدا كردن آسيب ديدگي در كبد مي كند. مطالعات نشان مي دهد كه كبدهاي آسيب ديده سخت تر شده و از قابليت ارتجاعي كمتري برخوردارند كه به آن Fibroscan مي گويند. در اين روش با استفاده از امواج مافوق صوت، ميزان كشدار بودن كبد اندازه گيري مي شود.

17- چسب نانو
 

پاي مارمولك ها پوشيده از موهاي بسيار بسيار نازك بوده كه از خود نيروهاي بين مولكولي منتشر كرده و اين امكان را به آنها مي دهد كه روي هر سطحي محكم بچسبند.
با اطلاع از چنين قابليتي دانشمندان دانشگاه MIT چسبي را ساخته اند كه به وسيله آن مي توان زخم ها را عايق كاري كرده و يا زخم معده را بهبود بخشيد. اين چسب مخصوص كاملاً انعطاف پذير بوده، ضدّ آب است و از موادي ساخته شده كه بعد از بهبودي زخم، خود به خود از بين مي رود.

18- دياليز متحرك
 

بيش از 15ميليون آمريكايي بالغ، از بيماري كليه رنج مي برند. ناكارآمدي كليه ها باعث مي گردد كه رفع سموم در بدن يا اصلاً انجام نشود و يا با مشكل انجام گيرد. در واقع كليه ها همان گونه كه مطلع هستيد، اندام پالايش كننده خون هستند. دياليز استاندارد در واقع از سه مرحله طولاني تشكيل شده كه در بيمارستان و به صورت هفتگي مي بايست انجام پذيرد. حال شركتي واقع در كاليفرنيا اقدام به طراحي و ساخت كليه مصنوعي نموده كه مي تواند در طول يك ساعت، اقدام به پاك سازي خون نمايد. اين دستگاه، تمام اتوماتيك بوده و به وسيله باتري كار مي كند ضدّ آب بوده و چون وزني كمتر از 2/27 كيلوگرم دارد، قابل حمل است.

19- شبيه ساز راه رونده
 

قربانيان و مبتلايان به سكته هاي مختلف مي توانند با استفاده از برنامه توانبخشي كه در فضاي مجازي توسط دانشگاه پورث موس در انگلستان تدارك ديده شده، دوران نقاهت خود را سريع تر طي كنند. به محض آنكه بيمار پاي خود را روي تردميل (دستگاه حركت در جا) مي گذارد، تصاوير متحركي را ملاحظه مي كنيد كه باعث خطاي مغز بيمار شده و او تصور مي كند كه آنها آهسته تر از آن چيزي كه تصور مي كنند، حركت مي نمايند. در نتيجه بيمار نه تنها سريع تر قدم مي زند، حركت مي كند و مسير بيشتري را طي مي نمايد بلكه درد كمتري را در انجام آن حس مي كند.

20- بازوي موشكي
 

براي افزايش نيروي اندام هاي پيوندي نياز به استفاده از مجموعه باتري بزرگ است. يكي از متخصصان دانشگاه وندربيلت راه حل ديگري را كه عبارت از منبع نيروي ديگري است جايگزين نموده : اصطلاحاً به آن بازوي موشكي مي گويند. اين بازوي مصنوعي مي تواند وزني معادل بيش از 9كيلوگرم را بلند كرده كه سه الي چهار برابر بازوهاي مصنوعي امروزي است. پراكسيد هيدروژن نيروي مورد نياز بازوي مصنوعي را براي انجام امور عادي جهت مدّت 18 ساعت تأمين مي كند.
منبع:نوآور-ش59