Tiri ben mirati in a malatia
Cerchemu una cura efficace è una vacuna per u coronavirus è a so infezione. À u mumentu, ùn avemu micca droghe cun efficacità pruvata. Tuttavia, ci hè un altru modu di cummattiri e malatie, più ligati à u mondu di a tecnulugia chè a biologia è a medicina ...
In u 1998, i.e. in un tempu quandu un esploratore americanu, Kevin Tracy (1), hà realizatu i so esperimenti nantu à i rati, nisuna cunnessione hè stata vistu trà u nervu vagu è u sistema immune in u corpu. Una tale cumminazione era cunsiderata quasi impussibule.
Ma Tracy era sicura di l'esistenza. Hà cunnessu un stimulatore d'impulsu elettricu in manu à u nervu di l'animali è u trattatu cù "shots" ripetuti. Dopu hà datu u TNF (fattore di necrosi tumorale), una proteina assuciata à l'infiammazione in l'animali è l'omu. L'animali duvia esse infiammatu in una ora, ma nantu à l'esaminazione hè stata trovata chì TNF hè stata bluccata da 75%.
Risultava chì u sistema nervu hà agitu cum'è un terminal di l'urdinatore, cù quale pudete prevene l'infezzione prima di principià, o piantà u so sviluppu.
L'impulsi elettrici currettamente programati chì affettanu u sistema nervu pò rimpiazzà l'effetti di droghe caru chì ùn sò micca indifferenti à a salute di u paci.
Control remoto di u corpu
Sta scuperta hà apertu un novu ramu chjamatu bioelettronica, chì cerca di più è più suluzioni tecniche in miniatura per stimulà u corpu per evucà risposti currettamente pianificati. A tecnica hè sempre in a so infanzia. Inoltre, ci sò gravi preoccupazioni per a sicurità di i circuiti elettronichi. Tuttavia, paragunatu à i farmaci, hà vantaghji enormi.
In maghju 2014, Tracy hà dettu à u New York Times chì tecnulugii bioelettronica ponu rimpiazzà successu l 'industria farmaceutica è ripetutu spessu in l'ultimi anni.
A cumpagnia chì hà fundatu, SetPoint Medical (2), prima applicà a nova terapia à un gruppu di dodici vuluntarii da Bosnia-Erzegovina dui anni fà. Tiny stimulatori di u nervu vagu chì emettenu signali elettrici sò stati impiantati in u so collu. In ottu persone, a prova hè stata riescita - u dulore agutu calatu, u nivellu di prutezione proinflamatorii hà tornatu à u normale, è, più impurtante, u novu metudu ùn hà micca causatu effetti secundari serii. Reduce u nivellu di TNF da circa 80%, senza eliminà cumplettamente, cum'è u casu cù a farmacoterapia.
2. Chip Bioelectronic SetPoint Medical
Dopu anni di ricerca in u laboratoriu, in 2011 SetPoint Medical, in quale a cumpagnia farmaceutica GlaxoSmithKline hà investitu, hà iniziatu prucessi clinichi di implants stimulanti nervi per luttà contra e malatie. Dui terzu di i pazienti in u studiu chì avianu implants più longu di 19 cm in u collu cunnessu à u nervu vagu hà sperimentatu migliuramentu, dulore ridottu è gonfiore. I scientisti dicenu chì questu hè solu u principiu, è anu prughjettatu di trattà cù stimulazione elettrica di altre malatie cum'è l'asma, a diabetes, l'epilessia, l'infertilità, l'obesità è ancu u cancer. Di sicuru, ancu infizzioni cum'è COVID-XNUMX.
Comu cuncettu, a bioelettronica hè simplice. In corta, trasmette signali à u sistema nervu chì dicenu à u corpu per ricuperà.
Tuttavia, cum'è sempre, u prublema si trova in i dettagli, cum'è l'interpretazione curretta è traduzzione di a lingua elettrica di u sistema nervu. A sicurità hè un altru prublema. Dopu tuttu, avemu parlatu di i dispusitivi ilittronica cunnessi wirelessly à una reta (3), chì significa -.
Cum'ellu parla Anand Ragunatan, prufissore di ingegneria elettrica è informatica à l'Università Purdue, a bioelettronica "mi dà u cuntrollu remoto di u corpu di qualchissia". Questu hè ancu una prova seria. miniaturizazione, cumprese i metudi per cunnetta in modu efficiente à e rete di neuroni chì permettenu ottene quantità appropritate di dati.
Fonte 3 Implants Brain chì cumunicanu in wireless
A bioelettronica ùn deve esse cunfundita cù biocibernetica (vale à dì, cibernetica biologica), nè cù a bionica (chì nasce da a biocibernetica). Quessi sò discipline scientifiche separate. U so denominatore cumunu hè a riferenza à a cunniscenza biologica è tecnica.
Cuntroversia nantu à i boni virus attivati otticu
Oghje, i scientisti creanu implants chì ponu cumunicà direttamente cù u sistema nervu in un tentativu di cummattiri diversi prublemi di salute, da u cancer à u friddu cumuni.
Sì i circadori anu successu è a bioelettronica hè diventata diffusa, milioni di persone puderanu un ghjornu marchjà cù l'urdinatori cunnessi à i so sistemi nervosi.
In u regnu di i sogni, ma micca interamente irrealisticu, ci sò, per esempiu, sistemi d'alerta precoce chì, utilizendu segnali elettrici, rilevanu istantaneamente a "visita" di un tali coronavirus in u corpu è l'armi diretti (farmacologichi o ancu nanoelettronici) in questu. . aggressore finu à attaccà tuttu u sistema.
I circadori si battannu per truvà un metudu chì capiscenu i signali da centinaie di millaie di neuroni à u stessu tempu. Registrazione precisa è analisi essenziale per a bioelettronicacusì chì i scientisti ponu identificà inconsistenzi trà i signali neurali basi in i persone sani è i signali pruduciuti da una persona cù una malatia particulari.
L'approcciu tradiziunale per arregistrà i segnali neurali hè di utilizà sonde minuscule cù elettrodi in l'internu, chjamatu. Un investigatore di cancru di prostata, per esempiu, pò aghjunghje pinze à un nervu assuciatu cù a prutata in un mouse sanu è registrà l'attività. U stessu puderia esse fattu cù una criatura chì a so prutata hè stata mudificata geneticamente per pruduce tumori maligni. Paragunà i dati crudi di i dui metudi determinarà quantu sò diffirenti i signali nervosi in i topi cun cancro. Basatu nantu à tali dati, un signalu currettivu puderia esse programatu in un dispositivu bioelettronicu per trattà u cancer.
Ma anu svantaghji. Puderanu solu selezziunà una cellula à u tempu, perchè ùn cullighjanu micca abbastanza dati per vede a grande stampa. Cum'ellu parla Adam E. Cohen, prufissore di chimica è fisica in Harvard, "hè cum'è pruvà à vede l'opera à traversu una paglia".
Cohen, un espertu in un campu in crescita chjamatu optogenetica, crede chì pò superà e limitazioni di i parche esterni. A so ricerca prova d'utilizà optogenetica per decifrare a lingua neurale di a malatia. U prublema hè chì l'attività neurale ùn vene micca da a voce di i neuroni individuali, ma da una orchestra sana di elli chì agisce in relazione à l'altri. Vede unu per unu ùn vi dà micca una vista olistica.
L'optogenetica hà iniziatu in l'anni 90 quandu i scientisti sapianu chì e proteine chjamate opsin in i batteri è l'alga generanu l'electricità quandu sò esposti à a luce. Optogenetica usa stu mecanismu.
I geni di l'opsina sò inseriti in l'ADN di un virus innocu, chì hè poi injected in u cervellu di u sughjettu o u nervu perifericu. Cambiendu a sequenza genetica di u virus, i circadori miranu neuroni specifichi, cum'è quelli rispunsevuli di sentu friddu o dolore, o zone di u cervellu cunnisciute per esse rispunsevuli di certe azzioni o cumpurtamenti.
Allora, una fibra ottica hè inserita à traversu a pelle o u cranu, chì trasmette a luce da a so punta à u locu induve u virus hè situatu. A luce da a fibra ottica attiva l'opsina, chì à u turnu cunduce una carica elettrica chì face chì a neurona "illumina" (4). Cusì, i scientisti ponu cuntrullà e reazzione di u corpu di i topi, pruvucannu u sonnu è l'aggressione à u cumandamentu.
4. Neuron cuntrullatu da a luce
Ma prima di utilizà opsins è optogenetica per attivà i neuroni implicati in certe malatie, i scientisti anu bisognu di determinà micca solu quale neuroni sò rispunsevuli di a malatia, ma ancu cumu a malatia interagisce cù u sistema nervu.
Cum'è l'urdinatori, i neuroni parlanu lingua binaria, cù un dizziunariu basatu annantu à s'ellu u so signale hè attivatu o disattivatu. L'ordine, l'intervalli di tempu è l'intensità di sti cambiamenti determinanu a manera di trasmissione di l'infurmazioni. Tuttavia, se una malatia pò esse cunsiderata per parlà a so propria lingua, un interprete hè necessariu.
Cohen è i so culleghi anu pensatu chì l'optogenetica puderia trattà. Allora anu sviluppatu u prucessu in reverse - invece di utilizà a luce per attivà i neuroni, usanu a luce per registrà a so attività.
Opsins puderia esse un modu per trattà ogni tipu di malatie, ma i scientisti anu bisognu di sviluppà apparecchi bioelettronici chì ùn l'utilizanu micca. L'usu di virus geneticamente modificati diventerà inaccettabile per l'autorità è a sucietà. Inoltre, u metudu di l'opsin hè basatu annantu à a terapia genica, chì ùn hà ancu ottinutu successu cuncludente in prucessi clinichi, hè assai caru, è pare chì porta risichi per a salute seriu.
Cohen cita duie alternative. Unu di elli hè assuciatu cù molécule chì si cumportanu cum'è opsins. U sicondu usa l'RNA per esse cunvertitu in una proteina simile à l'opsina perchè ùn cambia micca l'ADN, cusì ùn ci hè micca risichi di terapia genica. Eppuru u prublema principali furnisce luce in a zona. Ci sò disinni di implants cerebrali cù un laser integratu, ma Cohen, per esempiu, cunsidereghja più apprupriatu di utilizà fonti luminosi esterni.
À longu andà, a bioelettronica (5) prumette una suluzione cumpleta à tutti i prublemi di salute chì l'umanità face. Questu hè un spaziu assai sperimentale in u mumentu.
Tuttavia, hè innegabilmente assai interessante.
