Kuuden miljoonan dollarin miehen rakentaminen

Vaihdettavat ruumiinosat kuulostavat jotain tieteiskirjallisuudesta (tai kauhuelokuvasta). Mutta niille, jotka puuttuvat raajoista, tarvitsevat elinsiirtoa tai joilla on näkö- tai kuulovamma, se voi tarkoittaa uutta elämänvuokrausta biolääketieteen insinöörien ansiosta, jotka ovat haasteessa.

Voisi kuvitella tulevaisuuden, jossa ihmiset valitsevat toimivien kehon osien korvaamisen sellaisilla, jotka voivat lainata heille ylikansallisia kykyjä. Mutta näkemykset kyborgeista unohdetaan nopeasti, kun näkökyvyn menettänyt ihminen on palauttanut sen mikrosirulla varustetulla verkkokalvoimplantilla tai ammattitanssija, joka on menettänyt jalkansa kansallisessa tragediassa, pystyy jälleen esittämään lavalla.

Testaamalla, kuinka paljon ihmiskehoa voidaan jäljentää ja korvata, sveitsiläinen psykologi Bertolt Meyer työskenteli robottiinsinöörien kanssa luodakseen robotin, jonka mallina on oma itsensä. Meyerillä on proteesivarsi - i-raajan ultravallankumous -, joka dokumentoitiin BBC: n How to Build a Bionic Man -julkaisussa. Joten hänellä oli hyvät mahdollisuudet koota robotti Rex proteesimallista, jopa antaen hänelle verenkiertoelimistön. Kun Meyer kohtaa robotin, jolla on oma visuaalinen ja turhauttavasti kimppuinen vartalo, Meyer on aluksi hätää, mutta hänen huolensa hylätään nopeasti, kun Rex navigoi maailmassa hyvin ja vetää ihailijoita matkan varrella.

Vaikka Rex ei korvaa meitä kokonaan milloin tahansa pian, hän toimii mallina mahdollisuudelle, kun teknologinen kekseliäisyys kohtaa biologian. Katso diaesityksestä lisää esimerkkejä.

1 Iho

Keinotekoinen iho voi tuntua todelliselta sitä koskevalle henkilölle, mutta se ei ehkä tarjoa paljon tunnetta siirteen vastaanottajalle. Technion-Israel Institute of Technology -instituutin tutkijat loivat kullan yksikerroksisilla nanohiukkasilla e-ihon, joka on 10 kertaa kosketusherkempi kuin vaihtoehdot. E-iho on joustava ja pystyy tunnistamaan paineen, lämpötilan ja kosteuden.

• 2 Kallo

  Naisilla, jotka kärsivät Alankomaissa luuhäiriöstä, oli pakseneva kallo, joka uhkasi hänen elämäänsä. Utrechtin yliopistollisen lääkärikeskuksen lääkärit kääntyivät 3D-tulostukseen luodakseen hänelle uuden kallo. Aivojen paineen takia häiriöt, jotka hänellä olivat näön ja motorisen ohjauksen kanssa, katosivat.

  Nuori tyttö Kiinassa pelastettiin samalla tavalla titaanilla 3D-tulostetulla kallalla kärsiessään vakavaan vesipäät. Hänen päänsä oli kasvanut neljä kertaa normaalikokoisena. Lääkärit poistivat osan hänen kallostaan, valuttivat nesteen ja korvasivat luun painetulla implantilla.



3 Aivot

Kadonneen aivojen toiminnan palauttaminen jätetään usein itse aivojen tehtäväksi. Mutta keinotekoisen pikkuaivojen-sirulle on osoitettu palauttavan kadonneet aivojen toiminnot rotilla. Israelin Tel Aviv -yliopistossa tutkijat irrottivat rotan pikkuaivoista, mikä esti sen vilkkumisen reaktiona ärsykkeelle. Kun siru oli istutettu, he pystyivät opettamaan rotan vilkkumaan vasteena. Tutkijoiden mielestä havainnot voivat ylittää toiminnallisuuden palauttamisen ja parantaa aivojen kykyjä.

Pittsburghin yliopiston lääketieteellisen keskuksen tutkimusryhmä, joka meni yli rottamallin, pystyi ulkoistamaan käsivarren toiminnon mieheltä, joka on ollut nieluttelevä 10 vuotta, robottivarteen. Istuttamalla kaksi elektrodiryhmää ihmisen aivoihin ja kiinnittämällä sitten vastaanotin kalloonsa, hän voi tuntea tunteen käsivarren kautta ja hallita sitä tarpeeksi, jotta hän voi pitää lasin ja suorittaa muita tehtäviä.

DARPA puolestaan ​​tutkii aivoimplantteja, jotka voisivat parantaa ihmisten henkisiä kykyjä. Organisaatio sitoutuu 62 miljoonaan dollariin implantin kehittämiseksi, joka siirtäisi tietoa aivojen ja laitteiden välillä. Virasto tunnustaa takaapäin, että sen tavoite ei ehkä ole toteutettavissa, kun todetaan, että menestys vie "integroidut läpimurtot useilla tieteenaloilla, mukaan lukien neurotiede, synteettinen biologia, vähätehoinen elektroniikka, fotoniikka, lääkinnällisten laitteiden pakkaaminen ja valmistus, järjestelmien suunnittelu ja kliininen testaus".



4 silmää

Edes silloin, kun visio on 20/20, se ei ole suoraviivaista. Kuvan näkeminen on monivaiheinen prosessi, ei suora, ja se suoritetaan herkän hermorainan läpi. Stanfordin yliopistossa tutkijat työskentelevät aurinkosähkön verkkokalvoproteesin avulla palauttaakseen näkyvyyden niille, joilla on sokeus tietyistä verkkokalvon olosuhteista, kuten pigmentosalan verkkokalvontulehduksesta ja makulan rappeutumisesta. Implantti stimuloi verkkokalvon hermosoluja, suorittaen loppuun visuaalisen prosessin osan, johon degeneratiiviset verkkokalvon sairaudet vaikuttavat negatiivisesti. Toisin kuin aiemmat implantit, jotka luottaneet extraokulaarisiin virtalähteisiin, Stanford-joukkueen implantti saa voimansa muuntamalla valon sähkövirraksi lasiparin kautta. Järjestelmä on kliinisissä tutkimuksissa Quinze-Vingts National Eye Hospital -sairaalassa Pariisissa.



5 korva

Sanotaan, että kun menetät yhden aisteistasi, muut teroittuvat. Halutessaan jättää se epäsuoran näytön perusteella näkemyksensä menettäneelle Rich Leelle oli vartaloa modifioivan taiteilijan kuulokkeet istutettu hänen korviinsa. Kuulokkeissa käytetään kaiuttimina toimivia magneetteja ja kelaa äänen lähettämiseen ja vahvistetaan huomattavasti Lee kuulemaa, jotta hän voi navigoida maailmassa kaiun sijainnin avulla.



6 leuka

Laser sintrattu, 3D-tulostettu leuka implantoitiin onnistuneesti naiselta, joka menetti omansa luu-infektion kautta. Leuka koostui tuhansista kerroksista ja sille annettiin biokeraaminen pinnoite. Ratkaisu oli Hollannin Hasselt-yliopiston lääkäreiden työ.

• 7 keinotekoinen sydän

  Sydänluovuttajan odottaminen voi olla sellainen, jota potilaat eivät selviä. Antaakseen heille enemmän aikaa, tutkijat kehittivät synteettisen sydämen SynCardia. SynCardia korvaa venttiilit ja kammiot ja toimii ulkoisella virtalähteellä antamalla potilaiden poistua sairaalasta ja jatkamaan elämäänsä. Varoituksen sana: viime aikoina on ollut joitain ongelmia, kuten kuolema, joka on saattanut tapahtua kompressorin vikaantumisen seurauksena.



8 käsivarsi

Segway ei mennyt minnekään. Mutta sen keksijä Dean Kamen on siirtynyt mielenohjatun käsiproteesin valmistukseen. Deka-varsi on keskimääräisen varren koko ja paino, ja se sallii pienen moottorin ohjaamisen riittävän suureksi, jotta käyttäjän voi noutaa rypäleen. Varsi kehitettiin osana DARPA-hanketta, ja se on nyt saanut FDA: n hyväksynnän.

• 9 jalka

  Hugh Herrillä on enemmän motivaatiota kuin useimmilla rakentaa bionisia jalkoja - hän käyttää niitä. Kadonnut jalkansa jäätymiseen kalliokiipeilyn aikana, hän alkoi muokata proteesiaan. Nyt hän on MIT Media Labin biomekatroniikkakonsernin johtaja ja johtanut ryhmää, joka on tehnyt jalkaproteesit, jotka liikkuvat enemmän biologisesti kuin mekaanisesti. Ryhmän suunnittelema robotti nilkka-jalkaproteesi on ensimmäinen, joka mahdollistaa luonnollisen kävelyn.



10 Munuainen

Kiinan Huazhongin teknillisen ja teknisen yliopiston tutkijat ovat tehneet pienoiskuvia, toimivia munuaisia ​​3D-tulostuksen avulla. Ne koostuvat 90 prosenttia elävistä soluista ja toimivat melkein samalla tavalla kuin oikeat munuaiset. Muutamalla säädöllä ja edistyksellä on mahdollista, että ne ovat jonain päivänä valmiita istuttamaan ihmisiin.