Podíl:
10 Bionic inovace, které by mohly revoluci medicíny
Po smyšleném astronauta Steve Austinovi byl těžce zraněn v experimentální letecké havárii, ředitel Oscar Goldman ujistil své kolegy Úřadu pro strategickou inteligenci: "Můžeme jej znovu sestavit; máme technologii. "V roce 1974, kdy Šest milionu dolarů televizní seriál začal, Goldmanova tvrzení by byla absurdní, kdyby se to stalo v reálném světě.
Teď, o něco víc než o 40 let později, máme technologii k obnově lidských bytostí - nebo jejich částí, přinejmenším. Vzhledem k tomu, že tyto deseti bionické inovace, které by mohly změnit lék, naznačují, že nemusí být déle, než můžeme kompletně "obnovit" zraněné muže a ženy.
10 Oko
V důsledku makulární degenerace související s věkem britský důchodce Ray Flynn ztratil v roce 2009 schopnost rozlišovat obličeje. Jeho kvalita života se v roce 2015 drasticky zlepšila, kdy obdržel elektrický implantát, který přenáší video do zdravých buněk ve své sítnici. Malý fotoaparát připojený k jeho brýlím zachycuje video. Nyní může znovu rozpoznat tváře i číst. Vidí svůj televizor mnohem jasněji. Nejvíce úžasný ze všech, vidí dokonce s očima zavřený, díky jeho video skla.
Lidé, kteří trpí retinitidou pigmentosa, dostali stejnou technologii, která pomáhá Flynnovi vidět. Oftalmolog Paulo Stanga z Manchester Royal Eye Hospital prohlásil: "Tato technologie je revoluční a mění životy pacientů - obnovuje nějakou funkční vizi a pomáhá jim žít nezávisleji."
9 Ear
V některých případech může genová terapie pracovat s bionickou technologií ke zlepšení sluchu. Většina ztráty sluchu nastává mezi vlasovými buňkami v kochle a sluchovým nervem. Kochleární implantáty zmírňují to tím, že simulují sluchový nerv s drobnými elektrodami. Nicméně, když jsou poškozeny sluchové nervy, signály vysílané elektrodami musí být silnější, což mýli výsledný zvuk. Jediným způsobem, jak zdokonalit zvuk, je opravit sluchové nervy.
To je místo, kde hraje genová terapie. Při testování způsobila tato terapie "zhoršené" sluchové nervy. Přesněji řečeno, Jeremy Pinyon, sluchový vědec na univerzitě v New South Wales, a jeho tým podával neurotrofin kódující gen, protein, který stimuluje růst nervů, na buňky ve vnitřních uších hluchých morčat. To vedlo k regeneraci sluchového nervu a umožnilo zvířatům znovu slyšet. Ačkoli tento postup nebude po určitou dobu připraven klinické použití, projevuje se slib jako způsob, jak vytvořit bionické uši zesílené pomocí genové terapie.
8 zubů
Schopnost regenerovat zuby a zabraňovat dutinám pomocí bionické technologie je možná v blízké budoucnosti, protože zubní lékaři používají bioaktivní náhražky k zubnímu bitu. Dr. Ana Angelova Volponi říká, že výzkum zaměřený na vytvoření takového "biotestu" dosáhl velkých pokroků pomocí dospělých gingiválních kmenových buněk.
Ačkoli vývoj biotet může být možný, odborníci se liší o praktickosti rostoucích zubů jako rutinní zubní praxi. Výzkumy však pokračují, některé z nich zahrnují 3D tisk, v naději, že v budoucnu budeme moci nahradit náhradní zuby.
7 Ruka
Film z roku 2006 Panův labyrint představil postavu s očima v dlaních rukou. Ačkoli film je fantazie, bionická ruka vybavená vlastním umělým okem je fakt. Protéza používá umělou inteligenci k "vidění" objektů. Snaha nositele vyzdvihnout předmět se přenáší na ruku jako elektrické impulsy. Ruka reaguje pořízením objektu. Poté pomocí "jedné ze čtyř možných poloh uchopení" se ruka zavře požadovaný předmět a zvedne jej.
Na výcvik ruky byly použity obrázky více než 500 různých objektů. Každý z nich byl zobrazen ve 72 snímcích, které ukazují různé úhly a zobrazují různé pozadí. Jak postupovaly testy, ruka se naučila, která poloha uchopení funguje nejlépe pro každý objekt. V současné době je ruka prototyp, i když byl testován dvěma amputelními s 90% účinností. Předtím, než může být uvedena do provozu, musí dosáhnout úspěšnosti 100 procent. Vědci doufají, že nové algoritmy jim umožní dosáhnout tohoto cíle. Oni také plánují, aby se ruka lehčí a kameru dala do dlaně namísto na zadní straně ruky.
6 Pankreasu
Bionický pankreas, který vytvořili vědci z Massachusetts General Hospital a Boston University, měří automaticky hladinu cukru v krvi a uvolňuje inzulín podle potřeby. Snímač implantovaný pod kůži sleduje hladinu krevního cukru v tkáni nositele a nahrává data do aplikace pro iPhone. Každých pět minut aplikace vypočte potřebné množství inzulínu a dodává je pomocí čerpadla.
Není třeba stanovovat obsah uhlohydrátů spotřebovaných v každém jídle a vstupovat množství do zařízení. Místo toho nositelé uvádějí, zda jídlo je "typické", "více než obvykle", "méně než typické" nebo "malé kousnutí", ať už je to snídaně, oběd nebo večeře. Test dospělých i dospívajících diabetiků ukázal, že krevní cukr účastníků byl zdravější, když používali bionickou pankreatu místo obvyklé léčby. Po dalších testech může bionický pankreas poskytnout nový způsob monitorování a kontroly hladin cukru v krvi u diabetických pacientů.
5 nožní opěrka
Když mu bylo dva roky, John Simpson, nyní ve svých šedesátých letech, padl a seknul bradu.Jako výsledek, on uzavřel polio, který nechal jej nemohl chodit bez nohy ortézy. Ortéza byla těžkopádná a omezená ve funkci. "Dokud si pamatuji," říká, "musel jsem chodit s třmenem z ocelového klínu, který jsem musel ručně nastavit, kdykoli bych chtěl ohýbat nohu. Pokud to nefunguje, jsem si zlomil nohu. "Jeho nová bionická nožní opěrka mu však dala svobodu. S ním může chodit, jezdit na kole a vylézt po schodech. Přístroj má "revoluci" svůj život, řekl.
Využívá technologii Bluetooth, počítačovou bionickou opěrkou, pomocí senzorů na stehně Simpsona, sleduje jeho kroky a pohybuje se s ním. Držák uhlíkových vláken je silnější než ocel a pracuje na dobíjecí baterii. Bionická vzpěra kontroluje polohu kolena každých 0,02 sekundy, což Simpsonovi přináší flexibilitu, kterou potřebuje, ale postrádá svou předchozí rovnováhu.
4 koleno
Hailey Daniswicz ohýbá svaly v stehně. Elektrody posílají signály do počítače. Na monitoru, avatar ohýbá koleno. Mladá žena ztratila dolní levou nohu k rakovině. Jakmile je počítač kalibrován tak, aby "rozpoznal nepatrné pohyby jejího stehna", může být vybavena bionickou nohou, kterou řídí přirozeně. Podle vedoucího projektu Levi Hargrove, výzkumného vědce na Ústavu rehabilitace Chicagského centra pro bionickou medicínu, je cílem "integrovat stroj s osobou".
Protéza využívá elektromyografii (měřící svalovou elektrickou aktivitu) a software pro rozpoznávání vzorků. Devět elektrod, každý připojený k jinému svalu, detekuje elektrické signály vysílané z nervů do svalů. Počítač rozpozná vzory signálu a určí, zda chce ohýbat koleno nebo ohnout kotník. Daniswicz a tři další zkušení subjekty programu nemohli jen pohybovat nohama a ohýbat kolena, ale také mohli ovládat kotníky pomocí bionického kolena.
Více než dva miliony lidí mají amputované dolní končetiny a dvakrát tolik lidí se předpokládá, že podstoupí takovou operaci do roku 2050 kvůli zvýšení cukrovky. V současné době se protetické nohy spoléhají na to, že jejich nositelé zahajují pohyb nohou tím, že je otáčí. Doufáme, že nové bionické kolena a končetiny budou v budoucnu revolucionizovat tyto protézy.
3 kotník
Podle Hugha Herra, ředitele skupiny Biomechatronics v Technologickém institutu Massachusetts, "technologie postupuje tak rychlým tempem, že si snadno dokážeme představit, že mnoho zdravotních postižení, které dnes existují, již nejsou postižené." Bionické končetiny jsou jednou z aplikací, obnovit ztracené schopnosti handicapovaným osobám. Adrianne Haslet-Davis je příkladem. Profesionální tanečník v tanečním sále, ztratila část její nohy v bombardování v Bostonském maratonu.
Herr, který ztratil vlastní nohy při nehodě na lezení, postavil umělé kotník, který obnovil schopnost Haslet-Davisových tanců. "V této laboratoři ukradneme z přírody," vysvětluje Herr. "Modelujeme část těla, která chybí, a modelujeme svaly, jak jsou svaly ovládány míchy a z této vědy získáváme principy, které diktují, jak jsou konstruovány mechanice." Herrův tým dodal 90 amputelů s vlastními verzemi bionického kotníku. Vláda veteránů, ministerstvo obrany a některé soukromé pojišťovny nesly náklady na kotníky, ale v budoucnu Herr doufá, že high-tech protéza bude více dostupná pro ty, kteří je potřebují.
2 Exoskeleton
Pokroky v bionické technologii vedly k vývoji bionického exoskeletu. Opotřebený přes tělo, exoskeleton pomáhá jeho nositeli chodit. Kevin Oldt zranil páteř v nehodě sněhu. V důsledku toho byl závislý na invalidním vozíku. Nyní s jeho exoskeletonem, zařízením podobným postroji, které kombinuje sortiment vzpěr, senzorů, popruhů a softwaru, dostane pomoc specifickou pro jeho potřeby.
Jakmile Oldt začne chodit, pomáháním berlemi, čtyři elektromotory exoskeletonu narovnávají dolní část těla. Jeho nohy pracují s exoskeletonem, zatímco druhý měří množství síly, kterou vytváří, když zvedne nohu a tlačí na podlahu. V dubnu 2016 schválila US Food and Drug Administration exoskeleton Ekso GT, který Oldt používá pro pacienty s mrtvici a osoby s poraněním páteře pod krkem.
1 ocas
Není to často, že člověk potřebuje ocas, ale tým speciálních efektů pro Pán prstenů filmy poskytly Nadya Vessey z Aucklandu na Novém Zélandu s jedním, aby se mohla koupat. Vrozený stav zabránil správnému vývoji nohou a ve věku 16 let byli amputovaní. Když byla Vessey 50 let, mladý chlapec, když viděl, jak ji odstranila z protetických nohou, se jí zeptala, co se stalo s vlastními nohami. Řekla mu, že je mořská panna.
Inspirována jejím vysvětlením napsala Oscara-vyhrávat Weta Workshop, společnost speciálních efektů, která také vytvořila vizuální efekty pro Letopisy Narnie a King Kong, požádat je, aby z ní udělali moravskou chvost. Odpověděli tím, že si vytvořili takový ocas od tkaniny s mokrým oblečením a plastových forem.
Konstrukce ocasu jí umožňuje plavat v ladných, zvlněných pohybech, jako jsou ty mytologického tvora, který připomíná při nosení protézy. Chvost je přizpůsobena pro Vessey, kompletní s polykarbonátovou páteří a ocasní ploutví, stejně jako digitálně vytištěné vzory.Navzdory ztrátě nohou Vessey soutěžila v plavání na střední škole a doufá, že využije její ocas bionické mořské panny, aby soutěžila v triatlonovém plaveckém závodě.