Пять великих изобретений 2012 года в области биологии и медицины, которые изменят в ближайшем будущем мир и нас с вами
1. Роботическая рука, управляемая мыслью
Исследователи из Медицинского центра Питтсбургского университета сконструировали механическую руку, управляемую буквально силой мысли.
Добровольцем в этом эксперименте стала Джен Шурман, 52-летняя пациентка, у которой в результате тяжелого нейродегенеративного заболевания парализовано все тело ниже шеи.
Авторы эксперимента вживили два микроэлектрода в мозг пациентки, точнее, в двигательную кору – область, отвечающую за движения. Чтобы точно установить точку, в которую следует поместить электрод, ученые использовали функциональную ядерно-магнитную томографию. Для этого пациентку просили мысленно представить движение руки, в этот момент на томографе загоралась соответствующая область двигательной коры, в которой затем нейрохирурги закрепляли микроэлектрод. С его помощью сигнал из мозга передается по проводам в роботическую руку. Однако, по словам авторов, самая сложная часть эксперимента – это не операция, а алгоритм, преобразующий нервные импульсы в движение протеза. К слову, аналогичным образом швейцарские исследователи внедрили в сетчатку слепого пациента микроэлектроды, которые позволили ему читать тексты, сообщает нам агентство Рейтер.
На то, чтобы научиться двигать киберрукой, у Шурман ушло два дня, в течение следующих недель она освоила протез, научилась брать и вертеть предметы. На следующем этапе исследователи планируют снабдить систему беспроводным устройством передачи сигнала, чтобы не ограничивать свободу движений пациента. Также нет ничего невозможного в том, чтобы оснастить роботический протез датчиками, которые определяли бы температуру или текстуру предметов и передавали в мозг информацию о них.
2. Чувствительные компьютеры
О развитии когнитивных компьютеров, способных чувствовать, сообщает компания IBM в своем ежегодном рейтинге изобретений. Предсказатели из IBM обещают, что в ближайшие пять лет компьютеры научатся ощущать не только текстуру или температуру, но даже запахи и вкусы.
http://www.youtube.com/embed/DNz23XXLa1E
и вот
http://www.youtube.com/embed/Gg3tmZrwbDs
Более того, спектр “чувств”, на которые способен компьютер, будет существенно шире, чем у нас с вами. Например, роботы смогут распознавать звуковые волны, недоступные человеческому уху. Это умение можно будет использовать, например, чтобы обнаруживать микротрещины на поверхностях и даже расшифровывать модуляции младенческого крика. Способность компьютеров видеть, то есть воспринимать визуальную информацию, помноженная на колоссальные объемы данных, которые может вместить их память, позволит моментально и с высокой точностью анализировать, например, снимки компьютерной томографии без участия врача.
3. Переносное сердце в рюкзаке
Строго говоря, этому изобретению уже не один год, но в широкую клиническую практику оно вошло только теперь. До последнего времени пациенты с тяжелой сердечной недостаточностью все время в ожидании трансплантации должны были проводить в постели, прикованные к искусственному сердцу размером с прикроватную тумбочку. Аппарат SynCardia Temporary Total Artificial Heart мне кажется величайшим изобретением из-за его миниатюрности: он умещается в небольшой заплечный рюкзак и тем самым кардинально меняет качество жизни пациента. Теперь пациенты, ожидающие донорского сердца, могут встать с кровати и даже отправиться в несложный пеший поход.
4. Солнечный слуховой аппарат
Это изобретение завораживает не технической сложностью, а, напротив, простотой. Миниатюрный слуховой аппарат, работающий от солнечных батарей, может возвратить слух тем, кому прежде искусственные слуховые аппараты были не по карману.
Обычный слуховой аппарат стоит до 750 долларов, а батарейки для него обходятся в 1 доллар в неделю. Большинство слабослышащих людей просто не могут себе всего этого позволить. “Солнечное ухо” стоит около 100 долларов, заряжается от солнца и не требует сменных батареек. То есть благодаря этому изобретению миллионы людей, в том числе лишенных доступа к электричеству, могут снова обрести слух. Кстати, есть еще одно аналогичное замечательное изобретение – инвалидная коляска на солнечных батареях.
5. Принтер, печатающий кожу на ожогах
В целом технологии биопринтинга, которые позволяют собирать из отдельных клеток вполне настоящие органы, становятся все реальнее. В феврале уходящего года все бурно обсуждали первую в мире пересадку протеза нижней челюсти, напечатанного на 3D-принтере. Вполне вероятно, скоро биоинженеры будут печатать на 3D-принтерах еще более сложные органы для трансплантации, хотя внутренние органы обладают настолько сложным кровоснабжением и иннервацией, что сейчас всерьез говорить об этом рановато. Между тем принтер для частичного печатания самого большого органа нашего тела – кожи – уже существует, успешно испытан на мышах и ждет в США одобрения FDA (Департамента по надзору в сфере лекарств и продуктов питания). Его изобрели сотрудники Университета Уэйк Форест (Северная Каролина).
http://www.youtube.com/embed/dHz4akTdno0
Этот гаджет работает по принципу обычного лазерного принтера и напыляет клетки кожи на раны. В первую очередь это изобретение может произвести революцию в лечении ожогов. Сегодня пациенты с обширными ожогами часто погибают от интоксикации или шока, не дождавшись донорских лоскутов кожи. Чем больше поверхность ожога, тем сложнее операция и хуже прогноз выздоровления, не говоря уже о жутких шрамах, которые неизбежно остаются даже после успешной пересадки. Все эти проблемы могут быть решены с помощью биопринтинга поврежденных слоев. Принтер учитывает размер, форму и глубину повреждения и наносит клетки кожи ровно там, где они необходимы.
Исследователи из Медицинского центра Питтсбургского университета сконструировали механическую руку, управляемую буквально силой мысли.
Добровольцем в этом эксперименте стала Джен Шурман, 52-летняя пациентка, у которой в результате тяжелого нейродегенеративного заболевания парализовано все тело ниже шеи.
На то, чтобы научиться двигать киберрукой, у Шурман ушло два дня, в течение следующих недель она освоила протез, научилась брать и вертеть предметы
Авторы эксперимента вживили два микроэлектрода в мозг пациентки, точнее, в двигательную кору – область, отвечающую за движения. Чтобы точно установить точку, в которую следует поместить электрод, ученые использовали функциональную ядерно-магнитную томографию. Для этого пациентку просили мысленно представить движение руки, в этот момент на томографе загоралась соответствующая область двигательной коры, в которой затем нейрохирурги закрепляли микроэлектрод. С его помощью сигнал из мозга передается по проводам в роботическую руку. Однако, по словам авторов, самая сложная часть эксперимента – это не операция, а алгоритм, преобразующий нервные импульсы в движение протеза. К слову, аналогичным образом швейцарские исследователи внедрили в сетчатку слепого пациента микроэлектроды, которые позволили ему читать тексты, сообщает нам агентство Рейтер.
На то, чтобы научиться двигать киберрукой, у Шурман ушло два дня, в течение следующих недель она освоила протез, научилась брать и вертеть предметы. На следующем этапе исследователи планируют снабдить систему беспроводным устройством передачи сигнала, чтобы не ограничивать свободу движений пациента. Также нет ничего невозможного в том, чтобы оснастить роботический протез датчиками, которые определяли бы температуру или текстуру предметов и передавали в мозг информацию о них.
2. Чувствительные компьютеры
О развитии когнитивных компьютеров, способных чувствовать, сообщает компания IBM в своем ежегодном рейтинге изобретений. Предсказатели из IBM обещают, что в ближайшие пять лет компьютеры научатся ощущать не только текстуру или температуру, но даже запахи и вкусы.
http://www.youtube.com/embed/DNz23XXLa1E
и вот
http://www.youtube.com/embed/Gg3tmZrwbDs
Более того, спектр “чувств”, на которые способен компьютер, будет существенно шире, чем у нас с вами. Например, роботы смогут распознавать звуковые волны, недоступные человеческому уху. Это умение можно будет использовать, например, чтобы обнаруживать микротрещины на поверхностях и даже расшифровывать модуляции младенческого крика. Способность компьютеров видеть, то есть воспринимать визуальную информацию, помноженная на колоссальные объемы данных, которые может вместить их память, позволит моментально и с высокой точностью анализировать, например, снимки компьютерной томографии без участия врача.
3. Переносное сердце в рюкзаке
Грегори Уэлш с аппаратом SynCardia Temporary Total Artificial Heart в заплечном рюкзаке
Строго говоря, этому изобретению уже не один год, но в широкую клиническую практику оно вошло только теперь. До последнего времени пациенты с тяжелой сердечной недостаточностью все время в ожидании трансплантации должны были проводить в постели, прикованные к искусственному сердцу размером с прикроватную тумбочку. Аппарат SynCardia Temporary Total Artificial Heart мне кажется величайшим изобретением из-за его миниатюрности: он умещается в небольшой заплечный рюкзак и тем самым кардинально меняет качество жизни пациента. Теперь пациенты, ожидающие донорского сердца, могут встать с кровати и даже отправиться в несложный пеший поход.
4. Солнечный слуховой аппарат
“Солнечное ухо” стоит около $100, заряжается от солнца и не требует сменных батареек. Фото: www.envirogadget.com
Это изобретение завораживает не технической сложностью, а, напротив, простотой. Миниатюрный слуховой аппарат, работающий от солнечных батарей, может возвратить слух тем, кому прежде искусственные слуховые аппараты были не по карману.
Обычный слуховой аппарат стоит до 750 долларов, а батарейки для него обходятся в 1 доллар в неделю. Большинство слабослышащих людей просто не могут себе всего этого позволить. “Солнечное ухо” стоит около 100 долларов, заряжается от солнца и не требует сменных батареек. То есть благодаря этому изобретению миллионы людей, в том числе лишенных доступа к электричеству, могут снова обрести слух. Кстати, есть еще одно аналогичное замечательное изобретение – инвалидная коляска на солнечных батареях.
5. Принтер, печатающий кожу на ожогах
В целом технологии биопринтинга, которые позволяют собирать из отдельных клеток вполне настоящие органы, становятся все реальнее. В феврале уходящего года все бурно обсуждали первую в мире пересадку протеза нижней челюсти, напечатанного на 3D-принтере. Вполне вероятно, скоро биоинженеры будут печатать на 3D-принтерах еще более сложные органы для трансплантации, хотя внутренние органы обладают настолько сложным кровоснабжением и иннервацией, что сейчас всерьез говорить об этом рановато. Между тем принтер для частичного печатания самого большого органа нашего тела – кожи – уже существует, успешно испытан на мышах и ждет в США одобрения FDA (Департамента по надзору в сфере лекарств и продуктов питания). Его изобрели сотрудники Университета Уэйк Форест (Северная Каролина).
http://www.youtube.com/embed/dHz4akTdno0
Этот гаджет работает по принципу обычного лазерного принтера и напыляет клетки кожи на раны. В первую очередь это изобретение может произвести революцию в лечении ожогов. Сегодня пациенты с обширными ожогами часто погибают от интоксикации или шока, не дождавшись донорских лоскутов кожи. Чем больше поверхность ожога, тем сложнее операция и хуже прогноз выздоровления, не говоря уже о жутких шрамах, которые неизбежно остаются даже после успешной пересадки. Все эти проблемы могут быть решены с помощью биопринтинга поврежденных слоев. Принтер учитывает размер, форму и глубину повреждения и наносит клетки кожи ровно там, где они необходимы.