Нанобръмбари в главата
Абонирайте се за Капитал

Всеки петък икономически анализ и коментар на текущите събития от седмицата.
Съдържанието е организирано в три области, за които Капитал е полезен:

K1 Средата (политическа, макроикономическа регулаторна правна)
K2 Бизнесът (пазари, продукти, конкуренция, мениджмънт)
K3 Моят капитал (лични финанси, свободно време, образование, извън бизнеса).

Абонирайте се за Капитал

Нанобръмбари в главата

Shutterstock

Нанобръмбари в главата

Нови концепции за дистанционно управление на инжектирани в тялото роботи чертаят бъдещето на приемането на лекарства

Александра Козбунарова
20023 прочитания

Shutterstock

© Shutterstock


Темата накратко

- Биотех секторът се развива с такава скорост, че управлението на емоции, заболявания и процеси в тялото от нанороботи все повече се излиза от сферата на фикцията. - Израелски учени са на път да намерят начин как мозъкът сам да дозира лекарствата си чрез инжектирани в тялото микроджаджи. - В Канада са открили как с магнитно поле да контролират пътя в тялото на бактерия с железни микроелементи, убиваща ракови клетки. - Двете публикувани неотдавна изследвания хвърлят светлина върху значението на нанотехнологиите за модерната медицина и борбата с болести и състояния, за които до момента няма нито съвсем ясни причини, нито напълно ефективни лечения.
Откритието на учените в Израел може да бъде революция в лекуването на психически състояния като депресия или шизофрения.
Екипите на три канадски университета разработват компютърно навигирани бактерии нанороботи, които могат да променят онкологичното лечение.

Предстои ви интервю за работа, притеснявате се, ръцете ви се потят, мускулчето под лявото ви око потреперва. Представете си, че само с една мисъл можете да накарате сценичната треска да се изпари или пък има начин мозъкът ви да е засякъл признаците на притеснението и да ги е потушил, преди симптомите да се появят. Подобен подход е в основата на откритието, което израелският Bar Ilan University публикува неотдавна. Концепцията, която все още е в доста първоначална фаза, би позволила на мозъка сам да управлява инжектирани в тялото нанороботи, с които да се лекува.

Най-големият потенциал на технологията е да предложи лечение там, където традиционната медицина буксува - при психичните заболявания или състояния, чието лечение уврежда точно толкова тъкани, колкото и поправя. Екипът на Bar Ilan University смята, че нанороботите биха имали особено голямо значение при състояния като шизофрения, синдрома на дефицит на вниманието и хиперактивност (ADHD) и дори депресия. Почти по същото време няколко канадски института също обявиха, че са открили нов начин да транспортират вещества в тялото чрез наноботове, с което ще направят лечението на рак по-щадящо.

Подсъзнанието (ще) може всичко

Традиционните начини за приемане на медикаменти чрез директно инжектиране или вземане на хапчета имат сериозни практически недостатъци. Един от тях е например невъзможността да се спре действието или разпространението на веществото, след като то веднъж е влязло в кръвообрашението. В последното си изследване обаче екипи от израелските Interdisciplinary Centre и Bar Ilan University, изглежда, намират решение за този проблем, като конструират наноробот, отпускащ определена доза медикамент, който може да се включва и изключва при някакви обстоятелства.

Разработката е позната под името "ДНК оригами" - наноробот от ДНК, нагънат така, че лекарството да може да бъде "вплетено" в структурата му. Миниатюрната робогенетична джаджа има и клапа, която се контролира от електромагнитна енергия - отваря се и се затваря, за да освободи вещество в заобикалящата го среда. В случая на публикуваното миналата седмица в журнала Public Library of Science (PLOS) проучване тази среда е индийска хлебарка. А в основата на опита е да се провери дали мозъчните вълни могат да контролират дистанционно обект в живо тяло.

В опитите на Interdisciplinary Centre и Bar Ilan University електромагнитната енергия достига до хлебарката чрез телена намотка, увита около насекомото. В другия край на жицата е оборудване за електроенцефалограма (ЕЕГ), носено от доброволец. В системата има включен и алгоритъм, който пуска определен сигнал по жицата, щом мозъкът на човека достигне определени нива на активност.

Макар и да е абстрактен и неразбираем на пръв поглед, опитът всъщност протича така: доброволецът с ЕЕГ шапка решава задачи, като компютър отчита мозъчната му активност - както при сложен мисловен процес, така и в покой. В тялото на хлебарката има инжектирани ДНК нанороботи с микроскопични части железен оксид в структурата си, които реагират на електромагнитните сигнали. Алгоритъмът е програмиран да изпраща сигнал по намотката всеки път, когато се достигне високо ниво на активност и да освобождава доза лекарство, докато трае това ниво на мозъчната дейност.

С други думи, експериментът на израелските институти може и да е доказателство за концепцията на много ранен етап, но поставя основите на нов вид "доставка" на лекарства в организма. Според изследователите технологията има най-голям потенциал при лечението на психически състояния. Особено ако се разработи алгоритъм, който не реагира просто на мозъчната активност, а на определен тип сигнали - настроение, чувства и т.н. Така препаратът се дава на пациента само в строго определени моменти и точно в дозата, която мозъкът индикира, че е нужна. Ако се приложи в реално лечение, например нанороботът в тялото ви би могъл да отдели съответното лекарство при първите индикации на шизофрениден пристъп и да затвори клапата, когато състоянието се нормализира.

Представете си отново ситуацията с интервюто и как, ако един ден заработи тази концепция, тялото ви би могло само да "реши" да ви предпази от нежелани реакции.

С компас срещу рак

Нанотехнологиите, които в повечето случаи все още изглеждат и звучат като научнофантастичен филм, са на път да намерят решение и на казуси, за които медицината още няма оптимални лечения. Пример за това е ракът и публикувани наскоро изследвания на екипи от канадските университети Polytechnique Montréal, Université de Montréal и McGill University.

Изследователите са разработили нанороботи, които могат сами да навигират в кръвообращението, достигайки прецизно до раковите клетки. По този начин лекарството се инжектира на правилното място, като застрашава минимално други органи и тъкани. Откритието е важно, защото има потенциал да намали вредното влияние например на химиотерапията.

Нанороботите всъщност представляват щам на магнетококова бактерия, позната в научните среди като MC-1, като всяка от клетките е "оборудвана" с магнитни кристали железен оксид. Принципът на действие на тази бактерия е обект на изследвания от дълго време и не е нещо ново: щамът открива най-тежко засегнатите клетки, бедните на кислород зони и инжектира лекарство точно в тях. Макар ефективността на MC-1 да е доказана, проправянето на най-прекия път до болната тъкан сред червените кръвни телца до скоро беше нерешено уравнение.

Тъкмо това е и важното откритие на канадските университети, които изпитват разработката си върху мишки с 55% доказана точност до момента. Отговорът идва с компас от синтезирана магнитна нановерига. Нановерсията на MC-1 разчита на две естествени системи, за да навигира - верига магнитни наночастици и сензор, замерващ нивата на кислород. Магнитната верига позволява на бактерията да се движи в правилната посока към компютърно контролирано магнитно поле. А тъй като раковите клетки консумират кислород, сензорът води MC-1 право в целта.

"Това иновативно приложение на нанотехнологиите може да постави основите на новите средства за контролирано придвижване на вещества в тялото", обяснява проф. Силван Мартел от Polytechnique Montréal. "Тези резултати са нов начин за терапия на пациенти с трудни за лечение ракови заболявания, ако подходът се одобри за клинични тестове", коментира Никол Бушеман от онкологичния институт към McGill University.

И още дистанционна медицина

И докато нанороботиката за медицински цели е още в детската си фаза, технологичните компании усилено мислят начини да навлязат в "умните" лечения. Д-р Линда Рийд от американската неправителствена здравна организация Atlantic Health System смята, че интернет на нещата (IoT) разкрива огромен потенциал - да следи в реално време пациенти и апаратура. "Представете си, че имате в тялото си сензор, който засича повишена кръвна захар, алармира лекаря ви и той сигнализира на малка кутийка да освободи определена доза инсулин", дава пример тя. Макар че последното е повече притеснително, отколкото напредничаво, изглежда, времето му все повече приближава. Особено в контекста на прехласването по бързи 5G мрежи, които могат да поддържат подобни системи.

Анализ на MarketResearch.com изчислява, че пазарът за медицински IoT продукти ще нарасне до 117 млрд. долара до 2020 г., което означава, че най-вероятно прогнозите за свързаните с облака сензори в тялото ще се сбъднат.

За разлика от медицинския IoT останалите две концепции за нанороботите все още са твърде млади, за да успеят да съберат критики и да завихрят етични и концептуални спорове около себе си. Сама по себе си темата за инжектиране на микророботи, чипове или манипулирана ДНК, какъвто е случаят с метода CRISPR например, винаги е предизвиквала повече страх, отколкото вълнение от революционни за медицината открития. Едва ли и тези два проекта ще се отклонят от правилото. Ясно е само, че каквито и обществени реакции да предизвикат, медицината така или иначе се е запътила към своята наноробоера.

Батерии за вътрешна употреба

Концепциите за обитаващи човешки организъм полезни миниатюрни роботи са много и все впечатляващи. Едновременно с това водят обаче със себе си и практически пречки, като например сигурност, надеждност, захранване и т.н. Едно от основните притеснения е токсичността на материалите, от които са направени различните сензори. Основните притеснения идват от батериите, които трябва да захранват роботите, и отровните им съставни части. Но, изглежда, и това ще се промени. Учени от Carnegie Mellon представиха своя проект за "ядлива" батерия с размер на малко хапче, която може да захрани останалите гравитиращи в тялото джаджи. Тайната за чистота на батерията на проф. Кристофър Бетингър се състои в материала - меланин - кожният пигмент, който предпазва тялото от UV лъчения. Проектът на Бетингър се съфинансира от американската агенция за военни проучвания DARPA, а ученият се надява да може да представи конкретен напредък на разработката си до края на годината.

Темата накратко

- Биотех секторът се развива с такава скорост, че управлението на емоции, заболявания и процеси в тялото от нанороботи все повече се излиза от сферата на фикцията. - Израелски учени са на път да намерят начин как мозъкът сам да дозира лекарствата си чрез инжектирани в тялото микроджаджи. - В Канада са открили как с магнитно поле да контролират пътя в тялото на бактерия с железни микроелементи, убиваща ракови клетки. - Двете публикувани неотдавна изследвания хвърлят светлина върху значението на нанотехнологиите за модерната медицина и борбата с болести и състояния, за които до момента няма нито съвсем ясни причини, нито напълно ефективни лечения.
Откритието на учените в Израел може да бъде революция в лекуването на психически състояния като депресия или шизофрения.

Благодарим ви, че четете Капитал!

Вие използвате поверителен режим на интернет браузъра си. За да прочетете статията, трябва да влезете в профила си.
Влезте в профила си
Всеки потребител може да чете до 10 статии месечно без да има абонамент за Капитал.
Вижте абонаментните планове

3 коментара
  • 1
    istorik avatar :-|
    ISTORIK

    В сериала Stargate наричат нанороботчетата с термина "нанити".

  • 2
    rutci avatar :-|
    rutci

    Всяко ново откритие,което е в полза на човечеството и води до неговото развитие и усъвършенствана е добре дошло.Но онова нещо,което е явна намеса в живия организъм и нарушава естественото развитие е нужно да бъде прекратено още в зародиш.Като нанороботчета в тялото.

  • 3
    tie_interceptor avatar :-|
    tie_interceptor

    До коментар [#2] от "rutci":

    За съжаление всяко ново откритие работи първо в полза на военните и вреда на човечеството... :(
    Тези нанороботи биха могли да се контролират и от чуждо съзнание. На практика и човекът гостоприемник става робот...


Нов коментар

За да публикувате коментари,
трябва да сте регистриран потребител.


Вход

Още от Капитал

С използването на сайта вие приемате, че използваме „бисквитки" за подобряване на преживяването, персонализиране на съдържанието и рекламите, и анализиране на трафика. Вижте нашата политика за бисквитките и декларацията за поверителност. OK