Gradnja moškega za šest milijonov

Zamenljivi deli telesa zvenijo kot nekaj iz znanstvenofantastičnega (ali grozljivega) filma. Toda za tiste, ki nimajo okončin, ki potrebujejo presaditev organov ali imajo okvaro vida ali sluha, bi to lahko pomenilo novo zakupnino življenja, zahvaljujoč inženirjem biomedicine, ki so kos izzivu.

Lahko bi si zamislili prihodnost, v kateri se bodo ljudje odločili za zamenjavo delujočih delov telesa s tistimi, ki jim lahko dajo nadčloveške sposobnosti. Toda vizije kiborgov se hitro pozabijo, ko se je oseba, ki je izgubila vid, obnovila z implantatom mrežnice, ki ga poganja mikročip, ali profesionalna plesalka, ki je v nacionalni tragediji izgubila nogo, spet sposobna na odru.

Švicarski psiholog Bertolt Meyer je z inženirji robotike sodeloval z robotskimi inženirji in tako preizkusil meje, koliko človeškega telesa je mogoče ponoviti in nadomestiti in nadomestiti. Meyer ima protetično roko - ultra revolucijo i-okončin -, ki je bila dokumentirana v BBC-jevem dokumentarcu Kako zgraditi bionskega človeka . Torej je bil dobro pripravljen, da je sestavil robota Rexa iz množice protetikov in mu celo dal obtočni sistem. Ko se sooči z robotom z lastnim vidom in frustrirajoče nerodnim telesom, je Meyer sprva v stiski, vendar se njegove skrbi hitro odpravijo, ko Rex dobro pluje po svetu in na pot privabi občudovalce.

Medtem ko nas Rex kmalu ne bo v celoti nadomestil, služi kot model za vse, kar je mogoče, ko tehnološka iznajdljivost ustreza biologiji. Oglejte si naš diaprojekcijo za več primerov.

1 Koža

Umetna koža se lahko počuti resnično pri osebi, ki se je dotika, vendar prejemniku presaditve morda ne bo dala veliko občutka. Z uporabo zlatih nano-delcev z zlatimi monoplastmi so raziskovalci Tehnološkega tehnološkega inštituta ustvarili e-kožo, ki je 10-krat bolj občutljiva na dotik kot druge možnosti. E-koža je prožna in lahko zazna pritisk, temperaturo in vlažnost.

• 2 lobanja

  Ženska na Nizozemskem, ki trpi za kostno motnjo, je imela odebelitveno lobanjo, ki ji je ogrozila življenje. Zdravniki v Univerzitetnem medicinskem centru Utrecht so se obrnili na 3D tisk, da bi ustvarili novo lobanjo zanjo. Zaradi pritiska na njene možgane so težave z vidom in motoričnim nadzorom izginile.

  Mlado dekle na Kitajskem je podobno rešilo lobanjo s titanom 3D, natisnjeno po hudem primeru hidrocefalusa. Njena glava je narasla za štirikrat večjo vrednost. Zdravniki so ji odstranili nekaj lobanje, izpraznili tekočino in kost nadomestili s tiskanim vsadkom.



3 Možgani

Obnavljanje izgubljene možganske funkcije je pogosto prepuščeno samim možganom. Toda pri podganah je bilo dokazano, da umetni možganski žrebec obnavlja izgubljeno delovanje možganov. Na izraelski univerzi v Tel Avivu so raziskovalci odklonili podgane iz podgane, kar je preprečilo, da bi utripal kot reakcija na dražljaj. Po vsaditvi čipa so podgane lahko naučili, da utripa. Raziskovalci verjamejo, da lahko njihovi izsledki presežejo obnavljanje funkcionalnosti in povečajo možganske sposobnosti.

Razen modela podgan, je raziskovalna skupina Medicinskega centra Univerze v Pittsburghu lahko oddala funkcijo orožja od človeka, ki je bil štiri leta štirikolesnik, v robotsko roko. Z vsaditvijo dveh nizov elektrod v možgane možganov in nato pritrdi sprejemnik na lobanjo, lahko čuti občutek prek roke in ga dovolj nadzoruje, da lahko drži kozarec in opravlja druge naloge.

DARPA medtem preiskuje možganske vsadke, ki bi lahko izboljšali duševne sposobnosti ljudi. Organizacija nameni 62 milijonov dolarjev za razvoj vsadka, ki bi prenašal podatke med možgani in napravami. Agencija odkrito priznava, da njegov cilj morda ne bo izvedljiv, saj ugotavlja, da bo uspeh izvedel "celostne preboje v številnih disciplinah, vključno z nevroznanostjo, sintetično biologijo, elektroniko z majhno močjo, fotoniko, pakiranjem in proizvodnjo medicinskih pripomočkov, sistemskim inženiringom in kliničnimi testi."



4 Oči

Tudi ko je vid 20/20, to ni preprosto. Videti sliko je večstopenjski postopek, ne neposreden, in se izvaja po občutljivem nevronskem spletu. Na univerzi Stanford raziskovalci delajo na fotovoltaični proteini mrežnice, da bi povrnili vid tistim s slepoto, ki so posledica določenih mrežničnih stanj, na primer pigmentoze retinitisa in makularne degeneracije. Vsadek stimulira retinalne nevrone in tako dopolni del vidnega procesa, na katerega negativno vplivajo degenerativne bolezni mrežnice. Za razliko od prejšnjih vsadkov, ki so se opirali na zunajorkularne napajalnike, vsadki ekipe Stanford dobijo svojo moč s pretvorbo svetlobe v električni tok skozi par očal. Sistem je v kliničnih preskušanjih v Nacionalni očesni bolnišnici Quinze-Vingts v Parizu.



5 Uho

Rečeno je, da ko izgubite enega od svojih čutil, se drugi izostrijo. Ne da bi to pustil naključnih dokazov, je Rich Lee, ki je izgubljal vid, umetnikom, ki spreminjajo telo, v ušesa vsadil slušalke. Slušalke uporabljajo magnete, ki delujejo kot zvočniki in tuljavo za prenašanje zvoka in močno ojačajo tisto, kar Lee sliši, tako da lahko krmari po svetu s pomočjo eholokacije.



6 Čeljust

Lasersko sintrana, 3D-natisnjena čeljust je bila uspešno vsadljena od ženske, ki je izgubila svojo zaradi okužbe kosti. Čeljust je bila sestavljena iz tisoč plasti in ji je dala biokeramična prevleka. Rešitev je bilo delo zdravnikov z univerze Hasselt na Nizozemskem.

• 7 Umetno srce

  Čakanje na darovalca srca je lahko tisto, ki ga pacienti ne preživijo. Da bi jim dali več časa, so raziskovalci razvili SynCardia, umetno srce. SynCardia nadomešča zaklopke in ventrikle ter deluje z zunanjim napajanjem, kar omogoča bolnikom, da zapustijo bolnišnico in nadaljujejo življenje. Besedna previdnost: v zadnjem času je bilo nekaj težav, vključno s smrtjo, do katere bi lahko prišlo zaradi okvare kompresorja.



8 Roka

Segway ni nikamor šel. Toda njen izumitelj Dean Kamen se je lotil izdelave proteze z nadzorovanim umom. Roka Deka je velikosti in teže povprečne roke in omogoča majhen nadzor motorja, ki je dovolj velik, da lahko uporabnik pobere grozdje. Roka je bila razvita v okviru projekta DARPA in je zdaj prejela odobritev FDA.

• 9 noga

  Hugh Herr ima več motivacije kot večina za gradnjo bioničnih nog - jih nosi. Potem ko je med plezanjem po skalah zmrznil noge, je začel spreminjati protetiko. Zdaj je direktor skupine Biomechatronics v laboratoriju MIT Media in je vodil ekipo, ki je izdelala protetiko za noge, ki se premika na način, ki je bolj biološki kot mehanski. Robotska proteza gležnja in stopala, ki jo je oblikovala ekipa, je prva, ki omogoča naravno hojo.



10 Ledvice

Raziskovalci z Univerze znanosti in tehnologije Huazhong na Kitajskem so s 3D-tiskanjem naredili miniaturne, delujoče ledvice. Sestavljene so iz 90 odstotkov živih celic in delujejo skoraj tako kot prave ledvice. Z nekaj prilagoditvami in napredki je mogoče, da bodo nekega dne pripravljeni za vsaditev v ljudi.