아플 때 잘 조준된 샷

우리는 코로나 바이러스와 그 감염에 대한 효과적인 치료법과 백신을 찾고 있습니다. 현재로서는 효능이 입증된 약이 없습니다. 그러나 생물학과 의학보다 기술의 세계와 더 관련된 질병과 싸우는 또 다른 방법이 있습니다 ...

1998년, 즉 미국 탐험가가 케빈 트레이시 (1) 쥐를 대상으로 한 실험에서 미주 신경과 신체의 면역 체계 사이에 연결이 보이지 않았습니다. 이러한 조합은 거의 불가능한 것으로 간주되었습니다.

그러나 Tracy는 존재를 확신했습니다. 그는 휴대용 전기 임펄스 자극기를 동물의 신경에 연결하고 반복적인 "주사"로 치료했습니다. 그런 다음 쥐에게 동물과 인간의 염증과 관련된 단백질인 TNF(종양괴사인자)를 투여했습니다. 동물은 75시간 이내에 급성 염증을 일으킬 것으로 예상되었지만 검사 결과 TNF가 XNUMX% 차단된 것으로 나타났습니다.

신경계는 감염이 시작되기 전에 예방하거나 개발을 중지할 수 있는 컴퓨터 터미널 역할을 하는 것으로 밝혀졌습니다.

신경계에 영향을 미치는 올바르게 프로그래밍된 전기 자극은 환자의 건강에 무관심하지 않은 값비싼 약물의 효과를 대체할 수 있습니다.

본체 리모콘

이 발견은 새로운 지점을 열었습니다. 생체전자공학, 신중하게 계획된 반응을 불러일으키기 위해 신체를 자극하기 위한 점점 더 작은 기술 솔루션을 찾고 있습니다. 이 기술은 아직 초기 단계입니다. 또한 전자 회로의 안전성에 대한 심각한 우려가 있습니다. 그러나 의약품에 비해 큰 장점이 있습니다.

2014년 XNUMX월 Tracy는 New York Times에 이렇게 말했습니다. 생체 전자 기술은 제약 산업을 성공적으로 대체할 수 있습니다. 최근 몇 년 동안 자주 반복했습니다.

그가 설립한 회사인 SetPoint Medical(2)은 80년 전 보스니아 헤르체고비나에서 온 XNUMX명의 지원자 그룹에 처음으로 새로운 치료법을 적용했습니다. 전기 신호를 방출하는 작은 미주 신경 자극기가 목에 이식되었습니다. XNUMX명에서 테스트가 성공적이었습니다. 급성 통증이 가라앉고 전 염증성 단백질 수치가 정상으로 돌아왔으며 가장 중요한 것은 새로운 방법이 심각한 부작용을 일으키지 않았다는 것입니다. 약물 요법의 경우와 같이 완전히 제거하지 않고 TNF 수준을 약 XNUMX%까지 감소시켰습니다.

2. 생체 전자 칩 SetPoint Medical

수년간의 실험실 연구 끝에 GlaxoSmithKline 제약회사가 투자한 SetPoint Medical은 2011년 질병과 싸우기 위해 신경 자극 임플란트의 임상 실험을 시작했습니다. 미주 신경과 연결된 목에 19cm보다 긴 임플란트를 이식한 환자의 XNUMX분의 XNUMX가 개선, 통증 및 부종 감소를 경험했습니다. 과학자들은 이것이 시작일 뿐이며 천식, 당뇨병, 간질, 불임, 비만, 심지어 암과 같은 다른 질병을 전기적으로 자극하여 치료할 계획을 가지고 있다고 말합니다. 물론 COVID-XNUMX와 같은 감염도 마찬가지입니다.

개념적으로 생체 전자 공학은 간단합니다. 요컨대, 신체가 회복하도록 신호를 신경계에 전달합니다.

하지만 언제나 그렇듯 문제는 정확한 해석과 신경계의 전기 언어 번역. 보안은 또 다른 문제입니다. 결국 우리는 네트워크(3)에 무선으로 연결된 전자 장치에 대해 이야기하고 있습니다.

그가 말하는 대로 아난드 라구나단, Purdue University의 전기 및 컴퓨터 공학 교수인 Bioelectronics는 "누군가의 신체를 원격으로 제어할 수 있게 해줍니다." 이것은 또한 심각한 테스트입니다. 소형화, 적절한 양의 데이터를 얻을 수 있는 뉴런 네트워크에 효율적으로 연결하는 방법을 포함합니다.

무선으로 통신하는 Source 3Brain 임플란트

생체 전자공학과 혼동해서는 안 됩니다. 바이오사이버네틱스 (즉, 생물학적 사이버네틱스), 생체 공학(바이오 사이버네틱스에서 발생한)도 아닙니다. 이들은 별도의 과학 분야입니다. 그들의 공통 분모는 생물학적 및 기술적 지식에 대한 참조입니다.

광학적으로 활성화된 좋은 바이러스에 대한 논쟁

오늘날 과학자들은 암에서 일반 감기에 이르기까지 다양한 건강 문제를 해결하기 위해 신경계와 직접 통신할 수 있는 임플란트를 만들고 있습니다.

연구자들이 성공하고 생체 전자 공학이 널리 보급되면 언젠가 수백만 명의 사람들이 신경계에 연결된 컴퓨터와 함께 걸을 수 있게 될 것입니다.

꿈의 영역에서 완전히 비현실적이지는 않지만 예를 들어 전기 신호를 사용하여 신체에서 그러한 코로나 바이러스의 "방문"을 즉시 감지하고 이에 대한 직접적인 무기 (약리학 또는 심지어 나노 전자)를 감지하는 조기 경보 시스템이 있습니다. . 전체 시스템을 공격할 때까지 침략자.

연구원들은 동시에 수십만 개의 뉴런에서 나오는 신호를 이해할 수 있는 방법을 찾기 위해 고군분투하고 있습니다. 생체 전자 공학에 필수적인 정확한 등록 및 분석과학자들은 건강한 사람의 기본 신경 신호와 특정 질병을 가진 사람이 생성하는 신호 사이의 불일치를 식별할 수 있습니다.

신경 신호를 기록하는 전통적인 접근 방식은 내부에 전극이 있는 작은 탐침을 사용하는 것입니다. 예를 들어, 전립선암 연구원은 건강한 쥐의 전립선과 관련된 신경에 클램프를 부착하고 활동을 기록할 수 있습니다. 전립선이 악성 종양을 생성하도록 유전적으로 변형된 생물에게도 동일한 일이 수행될 수 있습니다. 두 방법의 원시 데이터를 비교하면 암에 걸린 쥐의 신경 신호가 얼마나 다른지 확인할 수 있습니다. 이러한 데이터를 기반으로 교정 신호는 암 치료를 위한 생체 전자 장치에 프로그래밍될 수 있습니다.

그러나 그들은 단점이 있습니다. 그들은 한 번에 하나의 셀만 선택할 수 있으므로 큰 그림을 볼 만큼 충분한 데이터를 수집하지 못합니다. 그가 말하는 대로 아담 E. 코헨, Harvard의 화학 및 물리학 교수는 "지푸라기로 오페라를 보려고 하는 것과 같습니다."

성장하는 분야의 전문가인 Cohen은 광유전학, 외부 패치의 한계를 극복할 수 있다고 믿습니다. 그의 연구는 광유전학을 사용하여 질병의 신경 언어를 해독하려고 시도합니다. 문제는 신경 활동이 개별 뉴런의 목소리에서 오는 것이 아니라 서로 관련하여 행동하는 전체 오케스트라에서 나온다는 것입니다. 하나씩 보는 것은 전체적인 관점을 제공하지 않습니다.

광유전학은 과학자들이 박테리아와 조류에 있는 옵신이라는 단백질이 빛에 노출될 때 전기를 생성한다는 것을 알게 된 90년대에 시작되었습니다. 광유전학은 이 메커니즘을 사용합니다.

옵신 유전자는 무해한 바이러스의 DNA에 삽입된 다음 피험자의 뇌나 말초 신경에 주입됩니다. 연구자들은 바이러스의 유전적 서열을 변경함으로써 감기나 통증을 느끼는 것과 같은 특정 뉴런 또는 특정 행동이나 행동을 담당하는 것으로 알려진 뇌 영역을 표적으로 삼습니다.

그런 다음 피부나 두개골을 통해 광섬유를 삽입하여 끝에서 바이러스가 있는 곳으로 빛을 전송합니다. 광섬유에서 나오는 빛은 옵신을 활성화하여 뉴런을 "점등"시키는 전하를 전도합니다(4). 따라서 과학자들은 쥐의 신체 반응을 제어하여 명령에 따라 수면과 공격성을 유발할 수 있습니다.

4. 빛에 의해 제어되는 뉴런

그러나 특정 질병과 관련된 뉴런을 활성화하기 위해 옵신과 광유전학을 사용하기 전에 과학자들은 어떤 뉴런이 질병에 책임이 있는지 뿐만 아니라 질병이 신경계와 어떻게 상호 작용하는지 결정해야 합니다.

컴퓨터처럼 뉴런도 대화한다 이진 언어, 신호가 켜져 있는지 여부에 따라 사전이 있습니다. 이러한 변화의 순서, 시간 간격 및 강도에 따라 정보가 전송되는 방식이 결정됩니다. 그러나 질병이 자신의 언어로 말하는 것으로 간주될 수 있는 경우 통역사가 필요합니다.

Cohen과 그의 동료들은 광유전학이 그것을 다룰 수 있다고 느꼈습니다. 그래서 그들은 과정을 역으로 개발했습니다. 빛을 사용하여 뉴런을 활성화하는 대신 빛을 사용하여 활동을 기록합니다.

옵신은 모든 종류의 질병을 치료하는 방법이 될 수 있지만 과학자들은 이를 사용하지 않는 생체 전자 장치를 개발해야 할 것입니다. 유전자 변형 바이러스의 사용은 당국과 사회에서 용납되지 않을 것입니다. 또한 옵신 방법은 유전자 치료에 기반을 두고 있어 임상 시험에서 아직 설득력 있는 성공을 거두지 못하고 있으며 비용이 매우 많이 들고 심각한 건강 위험을 수반하는 것으로 보입니다.

Cohen은 두 가지 대안을 언급합니다. 그 중 하나는 옵신처럼 행동하는 분자와 관련이 있습니다. 두 번째는 RNA를 사용하여 DNA를 변경하지 않기 때문에 옵신 유사 단백질로 변환되므로 유전자 치료 위험이 없습니다. 그러나 주요 문제 지역에 빛을 제공. 레이저가 내장된 뇌 임플란트 디자인이 있지만, 예를 들어 Cohen은 외부 광원을 사용하는 것이 더 적절하다고 생각합니다.

장기적으로 생체 전자 공학(5)은 인류가 직면한 모든 건강 문제에 대한 포괄적인 솔루션을 약속합니다. 이것은 현재 매우 실험적인 영역입니다.

그러나 매우 흥미롭다는 것은 부정할 수 없습니다.