Tuesday 20 March 2012
التكنولوجيا ترمّم الجسم البشري
تحاول التكنولوجيا دائماً مواكبة التطور الهائل للجسم البشري. الآن تُستبدل كامل الأطراف والأعضاء والأجهزة بمواد إلكترونية ومواد فائقة التكنولوجيا في اندماج بين الآلة والإنسان.
في وقت لاحق هذا العام سيجري فريق من الباحثين تجربة على زراعة أول عين إليكترونية في المملكة المتحدة، وذلك على أمل مساعدة فاقدي البصر على الرؤية لأول مرة. وستكون هذه واحدة من الاكتشافات الطبية غير العادية في المجال.
تستكشف بي بي سي مجال البيولوجيا الإلكترونية.
المخ
بعض المساعدة ممكنة
1. مولد صغير يولّد دفعات منتظمة من الكهرباء
2- وتنتقل الدفعات عبر سلك في المخ
3- الأقطاب الكهربائية تقوم بنقل المحفزات
المخ هو أكثر أعضاء الجسم تعقيداً.عندما تسوء الأمور، بسبب الخرف والاكتئاب أو السكتة الدماغية، فيمكن أن تكون العواقب وخيمة.
ومع ذلك، يمكن تحفيز مناطق صغيرة بشحنات كهربائية لمساعدة المرضى. وقد تجنب الآلاف من الناس ، الذين يعانون من مرض باركنسون غير قابل للشفاء، من التعرض لنكسة، أو تصلب أو بطأ في الحركة. وقد ساعدت عملية ، كلفتها نحو ثلاثين ألف جنيه استرليني (ما يعادل 48 ألف دولار أمريكي ، 36 ألف يورو) ، لوضع أقطاب كهربائية في عمق الدماغ على تمكين بعض مستخدمي الكراسي المتحركة من المشي.
ركّزت أبحاث أخرى أجريت على الفئران، على استبدال الأجزاء التالفة في المخ برقائق دقيقة.
البنكرياس
في تجارب سريرية
1- وسائل الاستشعار تكشف مستويات السكر في الدم.
2- تُرسل المعلومات إلى الكومبيوتر الذي يقيس نسبة الأنسولين.
3- يتم ضخ الأنسولين في الدم.
الإخفاق في السيطرة على مستويات السكر في الدم له عواقب مميتة وهو تحدٍ يواجهه مئات الآلاف من الناس الذين يعانون من مرض السكري من النوع 1. ولا يستطيع البنكرياس لديهم من إنتاج الأنسولين، الذي يعد الهرمون الحيوي للسيطرة على السكر.
وأشارت التجارب ، التي أُجريت في جامعة كامبريدج على النساء الحوامل اللاتي يعانين من هذه الحالة، أن البنكرياس الاصطناعي يمكن أن يساعد في السيطرة على مستويات السكر خلال فترة الحمل. ويمكن كذلك إنقاذ حياة الأمهات وتحسين صحة الطفل.
ويستخدم البنكرياس الاصطناعي أجهزة استشعار ترصد باستمرار مستوى السكر في الدم. ويتم نقل هذه المعلومات إلى برنامج كمبيوتر للعمل على حساب جرعة الانسولين المطلوبة ثم يتم حقنها في مجرى الدم بواسطة مضخة.
الأذن
يستخدم على نطاق واسع
تعتبر الأذن الإلكترونية أكثر الأعضاء الآلية استخداماً على نطاق واسع، ولها الفضل في إعادة بعض درجات السمع لعشرات الآلاف من الناس في العالم.
تسببالأصوات اهتزازات في الأذن تلتقطها شعيرات دقيقة في القناة السمعية. وتتحول الحركات الدقيقة إلى إشارات كهربائية تُرسل إلى المخ، وإذا تلفت هذه الشعيرات الدقيقة فقد تتسبب في فقدان السمع.
يمكن زراعة قناة سمعية تقوم بإرسال الإشارات الكهربائية مباشرة إلى المخ. ويتم تركيب ميكروفون بالخارج عند الرأس يحوّل الأصوات إلى إشارات كهربائية. وفي النهاية ترسل الأقطاب الكهربائية الإشارة مباشرة إلى العصب السمعي.
تكلف كل عملية زرع نحو 16.500 ألف جنيه استرليني (ما يعادل 26.000 ألف دولار أمريكي ، و20.000 ألف يورو) قبل إضافة مصاريف الجراحة. وأخيراً يتم زراعة جانب واحد يمكن أن يعيد السمع إلى كلتا الأذنين.
القلب
تم تركيب هذا الجهاز في أكثر من 950 مريضاً.
تعتبر قوائم انتظار إجراء جراحة لزرع قلب طويلة، وبعض المرضى يموتون قبل أن تتوفر أجهزة مناسبة. وتمكّن القلوب المصنوعة من البلاستيك الناس من اختصار الوقت، - وبلغت أطول فترة ممكنة عاشها مريض على قلب بلاستيكي ثلاث سنوات.
يتم استبدال القلب كاملاً بغرفتين، مع صمامات تسمح بدخول وخروج الدم. وتُوضع المضخة في حقيبة ظهر تدفع الدم إلى القلب عن طريق أنابيب تدخل الجسم أسفل القفص الصدري. ويتم ضخ الهواء بشكل متوازن في القلب الاصطناعي، مما يجبر الدم على الانتشار في الجسم بالطريقة نفسها التي تؤديها النبضات الطبيعية.
وكان ماثيو غرين أول مريض في المملكة المتحدة يعود إلى منزله بقلب اصطناعي كامل بعد جراحة أجراها في مستشفى بابورث بمقاطعة كامبريدج شاير أواخر عام 2011. وأجراها تحت مظلة التأمين الصحي بكلفة بلغت 100 ألف جنيه استرليني (ما يعادل 120 ألف دولار أمريكي، و160 ألف يورو).
العين
زراعة الأعضاء تساعد في إعادة البصر
تجرى أول جراحة لزرع العين في المملكة المتحدة في وقت لاحق من العام. ويأمل أن تسمح رقاقة حساسة للضوء بإعادة البصر لفاقدي البصر. وذلك خلافاً للاكتشافات التي تقوم بتركيب كاميرا في عدستين زجاجيتين.
وتوضع الرقاقة الحساسة للضوء تحت شبكية العين في المنطقة الخلفية. وتقوم بنقل الضوء إلى نبضات كهربائية ثم تُرسل إلى المخ. سيمكن ذلك المريض من التعرف على الضوء عبر الجزء الدقيق المزروع ذي 1500 بيكسل. وتكلف عملية الزراعة 65,000 ألف جنيه استرليني (ما يعادل 100,000 ألف دولار أمريكي أو 80,000 ألف يورو) غير شاملة لمصاريف الجراحة والصيانة.
ونجحت التجارب السريرية في ألمانيا في إعادة البصر لبعض المرضى الذين عانوا من فقدان كلي للبصر جراء مرض في الشبكية. وبإمكانهم الآن القراءة ورؤية أشكال أساسية بعد تركيب الرقاقة.
الجلد
في مرحلة التطور
واحدة من أعظم التحديات في مجال التكنولوجيا البيولوجية هي نسخ الجلد، لكن إعادة إنتاج جلد قادر على الشعور بالضغط والحرارة والألم هي شىء صعب للغاية.
ويسعى البروفيسور علي جافاي ، من جامعة كاليفورنيا في بيركلي ، إلى تطوير مادة جلدية إليكترونية تكون لها نفس خصائص الجلد البشري وقام فعلاً بعمل شبكة من معقّدة من الإليكترونيات ومجسات استشعار الضغط في شكل بلاستيكي يمكن ثنيه وإطالته.
ويمكن استخدام هذه المجسات لإرسال بيانات إلى جهاز كمبيوتر قد يعطي حاسة لمس لإنسان آلي. والطموح هو تركيب جلد إليكتروني مع أعضاء بشرية بيولوجية اليكترونية. لكنه يقول إن الأمر قد يستغرق سنوات لتحقيق تقدم ملموس في الاليكترونيات لتغذية المخ بهذه المعلومات.
الذراع
إصابات الحروب تعزز التقدم في هذا المجال
يثري الجنود المصابون من عمليات البحث في مجال التكنولوجيا البيولوجية من خلال تركيب أطراف اصطناعية. وقد طوّرت جامعة في الولايات المتحدة أذرعا اكثر تقدماً من خلال التمويل العسكري. ولدى الذراع مهارة الذراع الطبيعية وحركة أصبع مستقلة.
وتستجيب الذراع لعضلات الشخص الباقية في العضو المبتور. وتولد العضلات إشارات كهربائية صغيرة عند التشابك ويمكن الكشف عنها من خلال أجهزة استشعار توضع على سطح الجلد. وعندما تشتبك العضلات المختلفة تنتج حركة معينة، مثل فتح أو إغلاق قبضة اليد.
وفي الخطوات المقبلة سيتم زرع أجزاء في المخ لتستخدم في التحكم في الذراع. وقد استخدمت وحدات الأطراف الاصطناعية مبدئياً إشارات من خلية مخية لتمكّن المريض من مداعبة يد شريكه بيده الآلية.
الساق
محاكاة الحركة الطبيعية
المواد فائقة التكنولوجيا الأخف وزناً والتقدم التكنولوجي تشير إلى إمكانية الحصول على ساقين إلكترونيتين تتحركان بشكل طبيعي.
واحد من أكثر الأجهزة تطوراً هو "الجينيوم" للتحكم بالساق الاصطناعية أُطلق في المملكة المتحدة أواخر العام الماضي.
وهو عبارة سبعة أجهزة استشعار، بما في ذلك مسرّع وجايروسكوب. نفس التقنيات المستخدمة في جهاز التحكم عن بعد "واي" تكتشف الساق في فضاء ثلاثي الأبعاد. وجهاز كمبيوتر يشغّل الصمامات الهيدروليكية التي تتحكم في حركة الساق. يمكن للساق أن تستجيب بشكل مختلف للسير الى الوراء، وتسلق السلالم ومختلف سرعات السير.
نحو 50 ألف جنيه استرليني (ما يعادل 80 ألف دولار أو 60 الف يورو) بما في ذلك التركيب والصيانة.
BBC
رد مع اقتباس
