بناء رجل ستة ملايين دولار

تبدو أجزاء الجسم القابلة للاستبدال وكأنها شيء من فيلم خيال علمي (أو رعب). ولكن بالنسبة لأولئك الذين فقدوا أطرافهم ، أو في حاجة إلى زرع عضو ، أو لديهم ضعف في الرؤية أو السمع ، فقد يعني ذلك فرصة جديدة للحياة بفضل مهندسي الطب الحيوي الذين يواجهون التحدي.

يمكن للمرء أن يتصور مستقبلاً حيث يختار البشر استبدال أجزاء الجسم العاملة بأخرى يمكن أن توفر لهم قدرات خارقة. ولكن يتم نسيان رؤى cyborgs بسرعة عندما يكون الشخص الذي فقد رؤيته قد استعادها من خلال زرع شبكية تعمل بالرقاقة الدقيقة أو راقصة محترفة فقدت ساقها في مأساة وطنية قادرة على أداء على خشبة المسرح مرة أخرى.

من خلال اختبار حدود مقدار جسم الإنسان الذي يمكن استنساخه واستبداله ، عمل عالم النفس السويسري بيرتولت ماير مع مهندسي الروبوتات لإنشاء روبوت مصمم على غرار نفسه. لدى ماير ذراعًا اصطناعيًا - ثورة فائقة الأطراف - تم توثيقها في الفيلم الوثائقي لهيئة الإذاعة البريطانية " كيف تبني رجلًا بيونيًا" . لذلك كان في وضع جيد لتجميع الروبوتات ريكس من مجموعة من الأطراف الاصطناعية ، حتى منحه نظام الدورة الدموية. عندما يواجه روبوت برؤيته الخاصة وجسمه المحبط ، فإن ماير يشعر بالأسى في البداية ، لكن مخاوفه تتجاهل سريعًا عندما يبحر ريكس في العالم جيدًا ويجذب المعجبين به على طول الطريق.

على الرغم من أن ريكس لا يحل محلنا تمامًا في أي وقت قريب ، إلا أنه يمثل نموذجًا لما هو ممكن عندما تقابل الإبداع التكنولوجي علم الأحياء. تحقق من عرض الشرائح لدينا لمزيد من الأمثلة.

1 الجلد

يمكن أن تشعر الجلد الاصطناعي بشخص حقيقي عند لمسه ولكنه قد لا يوفر الكثير من الشعور لمستلم عملية الزرع. باستخدام جسيمات متناهية الصغر من الذهب أحادي الطبقة ، ابتكر الباحثون في معهد تكنيون إسرائيل للتكنولوجيا بشرة إلكترونية أكثر حساسية 10 مرات للمس من البدائل. الجلد الإلكتروني مرن وقادر على اكتشاف الضغط ودرجة الحرارة والرطوبة.

• 2 جمجمة

  امرأة في هولندا تعاني من اضطراب في العظام كانت لديها جمجمة سميكة تهدد حياتها. تحول الأطباء في المركز الطبي بجامعة أوتريخت إلى الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنشاء جمجمة جديدة لها. مع الضغط من دماغها ، اختفت الصعوبات التي واجهتها في الرؤية والتحكم الحركي.

  وبالمثل ، أنقذت فتاة صغيرة في الصين جمجمة مطبوعة ثلاثية الأبعاد من التيتانيوم بعد إصابتها بحالة خطيرة من استسقاء الرأس. نما رأسها أربعة أضعاف حجمها الطبيعي. قام الأطباء بإزالة بعض جمجمتها واستنزاف السائل واستبدال العظم بالزرع المطبوع.



3 الدماغ

غالبًا ما تُترك استعادة وظيفة الدماغ المفقودة للدماغ نفسه. ولكن تبين أن المخيخ المصطنع على رقاقة يستعيد وظائف المخ المفقودة لدى الفئران. في جامعة تل أبيب الإسرائيلية ، قام الباحثون بفصل المخيخ عن الفئران ، مما منعها من الوميض كرد فعل على التحفيز. بعد غرس الرقاقة ، تمكنوا من تعليم الفئران ليومض استجابة لذلك. يعتقد الباحثون أن نتائجهم يمكن أن تتجاوز استعادة الوظيفة وتعزز قدرات الدماغ.

بتجاوز نموذج الجرذ ، تمكن فريق بحث في المركز الطبي بجامعة بيتسبيرج من الاستعانة بمصادر خارجية لوظيفة الذراع من رجل كان يعاني من الشلل الرباعي لمدة 10 سنوات إلى ذراع آلية. عن طريق زرع صفيفين من الأقطاب الكهربائية في دماغ الرجل ثم ربط جهاز استقبال بجماجمته ، فإنه قادر على الشعور بالإحساس عبر الذراع والتحكم فيه بدرجة كافية حتى يتمكن من حمل كوب وأداء مهام أخرى.

وفي الوقت نفسه ، تبحث داربا في عمليات زرع الدماغ التي يمكن أن تؤدي إلى تعزيز القدرات العقلية للبشر. تلتزم المؤسسة بمبلغ 62 مليون دولار لتطوير عملية زرع من شأنها أن تنقل البيانات بين الدماغ والأجهزة. تعترف الوكالة بشكل خاطئ بأن هدفها قد لا يكون مجديًا من خلال ملاحظة أن النجاح سيأخذ "اختراقات متكاملة في العديد من التخصصات بما في ذلك علم الأعصاب ، والبيولوجيا الاصطناعية ، والإلكترونيات منخفضة الطاقة ، والضوئيات ، وتغليف الأجهزة الطبية وتصنيعها ، وهندسة النظم ، والاختبارات السريرية".



4 عيون

حتى عندما تكون الرؤية 20/20 ، فهي ليست واضحة. رؤية الصورة هي عملية متعددة الخطوات وليست عملية مباشرة ، ويتم تنفيذها عبر شبكة عصبية دقيقة. في جامعة ستانفورد ، يعمل الباحثون على تركيب الشبكية الضوئية لاستعادة البصر لمن يعانون من العمى الناجم عن بعض حالات الشبكية ، مثل التهاب الشبكية الصباغي والانحلال البقعي. تحفز الزرع الخلايا العصبية في شبكية العين ، مع استكمال جزء من العملية البصرية التي تتأثر سلبًا بأمراض الشبكية التنكسية. على عكس عمليات الزرع السابقة التي اعتمدت على إمدادات الطاقة خارج العين ، فإن عملية زرع فريق ستانفورد تحصل على قوتها عن طريق تحويل الضوء إلى تيار كهربائي عبر زوج من النظارات. يخضع النظام للتجارب السريرية في مستشفى كوينز-فينجتس الوطني للعيون في باريس.



5 الأذن

يقال أنه عندما تفقد أحد حواسك ، فإن الآخرين يشحذون. لا يريد أن يترك الأمر كدليل ظاهري ، فقد كان ريتش لي ، الذي كان يفقد رؤيته ، يمتلك سماعات رأس مزروعة في أذنيه بواسطة فنان يعمل على تعديل الجسم. تستخدم سماعات الرأس مغناطيسًا يعمل كمكبرات صوت ولفائف لنقل الصوت وتضخيم ما يسمعه لي بدرجة كبيرة حتى يتمكن من التنقل في العالم باستخدام تحديد الموقع بالصدى.



6 الفك

تم زرع الفك الملبد بالليزر ثلاثي الأبعاد بنجاح من امرأة فقدت بلدها بسبب التهاب في العظام. كان الفك مؤلفًا من آلاف الطبقات وأعطي طلاءًا حيويًا. كان الحل هو عمل الأطباء في جامعة هاسيلت في هولندا.

• 7 القلب الاصطناعي

  يمكن أن يكون انتظار المتبرع بقلب واحدًا لا ينجو منه المرضى. لمنحهم المزيد من الوقت ، طور الباحثون SynCardia ، قلب اصطناعي. يستبدل SynCardia الصمامات والبطينين ويعمل بمصدر طاقة خارجي ، مما يتيح للمرضى مغادرة المستشفى والاستمرار في حياتهم. كلمة تحذير رغم ذلك: حدثت بعض المشكلات مؤخرًا ، بما في ذلك الوفاة التي قد تحدث نتيجة لفشل الضاغط.



8 ذراع

Segway لم يذهب إلى أي مكان. لكن مخترعها ، دين كامين ، انتقل إلى صناعة ذراع متحكم فيه. ذراع Deka هو حجم ووزن ذراع متوسط ​​ويتيح التحكم في المحركات الصغيرة بشكل كبير بما فيه الكفاية بحيث يمكن أن يرتديها العنب. تم تطوير الذراع كجزء من مشروع DARPA وتلقى الآن موافقة إدارة الأغذية والعقاقير.

• 9 الساق

  لدى هيو هير دوافع أكثر من معظمها لبناء أرجل الكترونية ، فهو يرتديها. بعد أن فقد ساقيه بسبب قضمة الصقيع أثناء تسلق الصخور ، بدأ في تعديل الأطراف الاصطناعية. هو الآن مدير مجموعة الميكاترونيات الحيوية في مختبر MIT Media ، وقاد فريقًا من الأطراف الصناعية التي تتحرك بطريقة بيولوجية أكثر منها ميكانيكية. إن بدلة الكاحل الآلية التي صممها الفريق هي الأولى من نوعها التي تمكن المشية الطبيعية.



10 الكلى

قام الباحثون في جامعة Huazhong للعلوم والتكنولوجيا في الصين بتصنيع الكليتين المصغرتين من خلال الطباعة ثلاثية الأبعاد. وهي تتألف من 90 في المئة من الخلايا الحية وتعمل تماما مثل الكلى الحقيقية. مع بعض التعديلات والتطورات ، من الممكن أن تكون جاهزة يومًا ما للزرع في الأشخاص.