Bioelektroniskās nākotnes vīzija

Bioelektroniskās nākotnes vīzija

Viena no Google māteskompānijas Alphabet struktūrvienībām Google Life Sciences 2015. gada 7. decembrī pārdēvējās par Verily Life Sciences. Savukārt jau šogad kļuva zināms, ka Verily kopā ar Lielbritānijas farmācijas industrijas gigantu GlaxoSmithKline ir nodibinājuši kopuzņēmumu Galvani Bioelectronics, kura attīstībā nākamo septiņu gadu laikā tiks ieguldīti aptuveni 540 miljoni sterliņu mārciņu. Jaundibinātās kompānijas centrālā mītne atradīsies GlaxoSmithKline pētniecības centrā Stīveneidžā netālu no Londonas, bet otrs pētniecības centrs – ASV, Sanfrancisko pilsētā. Verily jaunajā kompānijā pieder 45 %, bet GlaxoSmithKline – 55 % daļu. Šīs sadarbības mērķis ir miniatūru, nervu impulsus mainīt spējīgu implantu izstrāde jeb, kā liecina arī kopuzņēmuma nosaukums, bioelektronikas attīstīšana. Ne mazāk simboliska ir arī nosaukuma pirmā daļa – tajā ir pieminēts itāļu zinātnieks un ārsts, kā arī daudzu citu zinātņu entuziasts Luidži Aloisio Galvāni (1737–1798), kurš ir iegājis vēsturē kā bioelektromagnētikas pionieris. 

Sadarbības mērķis ir miniatūru, nervu impulsus mainīt spējīgu implantu izstrāde

Te ir jāpaskaidro, ka pats fakts, ka cilvēka organismu ir iespējams ietekmēt ar elektrisko impulsu starpniecību, ir zināms jau sen (pirmā elektrokardiogramma tapa 1895. gadā) un mūsdienās tiek izmantots gana plaši. Zināmākais piemērs ir implanti – kardiostimulatori, kādus ik gadu saņem ap 0,5 miljoniem cilvēku visā pasaulē. Vienlaikus līdz pat 1998. gadam tika uzskatīts, ka cilvēka nervu sistēma un imūnsistēma nav saistītas. Ja vienkāršoti, tad aksioma bija viedoklis, ka nervi ir piesaistīti dažādiem atsevišķiem orgāniem, savukārt imūnsistēmas šūnas brīvi klejo pa ķermeni un šā iemesla dēļ ar nervu sistēmas starpniecību tās nav iespējams ietekmēt. 

Akupunktūras (adatu terapijas) u. c. netradicionālās medicīnas metožu piekritēju, kā arī atsevišķu kolēģu entuziastu viedoklis zinātnieku vairākumu, protams, neinteresēja, tomēr tagad mainās arī zinātniskais skatījums. Pēdējo divu desmitgažu atklājumi ir parādījuši, ka ar elektriskajiem impulsiem caur nervu sistēmu ir iespējams iedarboties arī uz imūnsistēmu. Savā ziņā nervu sistēmu var salīdzināt ar termināli pavēļu ievadīšanai, vienīgi ir jāzina, kādas tieši pavēles un kādā veidā ir nepieciešams ievadīt. Ar šo mīklu atminēšanu tad arī nodarbojas jaunais zinātnes virziens, kas atrodas kaut kur medicīnas un IT krustpunktā, – bioelektronika. Protams, turpat blakus ir arī bioloģija, fizika, ķīmija un vēl virkne citu zinātņu. Izmaiņas teorijā likumsakarīgi ir piesaistījušas arī lielo korporāciju uzmanību, un jau pieminētais GlaxoSmithKline par savām bioelektroniskajām ambīcijām pirmoreiz paziņoja vēl 2013. gadā. Kompānija uzskata arī, ka kopš tā laika farmācijas kompāniju vidū ir kļuvusi par līderi tādu medikamentu izstrādē, kuros tiek izmantota nevis ķīmija, bet gan elektriskie impulsi. 

Pašlaik biotehnologu galvenais mērķis ir tādu implantu modeļu izveide, kas spētu sūtīt elektriskos impulsus tieši nervu sistēmai un šādi ļautu ārstēt visdažādākās, to vidū arī hroniskas vai šobrīd pat šķietami neārstējamas, slimības, sākot ar parastu saaukstēšanos, bet beidzot ar diabētu vai dažādām vēža formām. Par to, ka tas nav neiespējami, liecina, piemēram, ASV kompānijas SetPoint Medical darbība. Šis uzņēmums jau ražo neiroimplantus, kas pieslēdzas konkrētam nervam, izmanto elektrostimulāciju un palīdz atbrīvoties no sāpēm pacientiem ar reimatoīdo artrītu (kas tiek definēts kā hroniska progresējoša invalidizējoša neskaidras izcelsmes autoimūna slimība). Nav nepieciešamas nedz receptes, nedz ķīmiskie medikamenti. Ar galvas smadzeņu elektrostimulēšanas palīdzību jau izdodas ārstēt arī parkinsonismu u. c. slimības. 

Tiesa, šādu gadījumu pagaidām nav īpaši daudz, jo, lai radītu medicīniskos neiroimplantus, ir nepieciešams atšifrēt signālus, kādi pastāv starp cilvēka nervu sistēmu un orgāniem, kā arī starp nervu sistēmu un imūnsistēmu. Šādiem pētījumiem līdz šim ir pievērsts ļoti maz uzmanības, tādēļ daudzi signāli zinātniekiem pagaidām nav saprotami, bet bieži vien nav pat fiksēti. Šajā sakarā bieži tiek citēts kompānijas Bioelectronics R & D pārstāvis Kristofers Famms, kurš ir izteicies, ka „līdz šim neviens nav centies runāt ķermeņa elektriskajā valodā”. Ir vērts piebilst arī to, ka zinātniski pētniecisko komandu, kuras mēģina atšifrēt iepriekšminētos signālus, pagaidām nav īpaši daudz, vai arī vismaz par šādām komandām ir maz publiski pieejamas informācijas. Turklāt galveno signālu atšifrēšana ir tikai pirmais un pats vienkāršākais solis ceļā uz bioelektroniskās valodas iztulkošanu. Tālāk viss kļūst tikai grūtāk un sarežģītāk, jo cilvēka smadzenēs atrodas ap 100 triljoniem (!) nervu saišu, un nāksies atrisināt arī šo rēbusu. 

Paralēli tiek risināta arī implantu samazināšanas (vismaz līdz kubikmilimetram) problēma, vienlaikus aprīkojot tos ar pietiekami jaudīgiem procesoriem impulsu monitoringam reāllaika režīmā un ar uzticamiem garantētas enerģijas avotiem. Pastāv arī drošības problēma: kad zinātne un tehnoloģijas sasniegs pietiekami augstu līmeni, ikvienam radīsies reāla iespēja pieslēgt savu nervu sistēmu datoram un kontrolēt personisko veselības stāvokli, taču vienlaikus nervu sistēmai dot pavēles ar elektrisko impulsu starpniecību spējīgs implants ir arī cilvēka ķermeņa tālvadības pults. Kas notiks, ja šī pults nonāks nepareizajās rokās, pagaidām var vienīgi minēt. 

Cilvēka smadzenēs atrodas ap 100 triljoniem (!) nervu saišu

Bioelektronikas entuziasti jau zīmē nākotnes vīziju, kurā vairs nav atrodami nekādi ķīmiskie medikamenti. Saaukstēšanās gadījumā atliks vienīgi iedarbināt viedtālrunī (vai, ticamāk, viedtālruņa tālā pēctecī) atbilstīgu programmu jeb lietotni, kas nosūtīs personiskajam medicīniskajam implantam pavēli stimulēt imūnsistēmu respiratorās infekcijas iznīcināšanai. Sarežģītāku slimību gadījumā gan nāksies doties uz ārstniecības iestādi, kur tiks izrakstīts jau sarežģītāks pavēļu komplekss, bet atsevišķās situācijās nāksies izstrādāt jaunas pavēles. Cits bioelektronikas sasniegums būs mākslīgie orgāni un protēzes, kas funkcionāli un arī pēc sajūtām nebūs atšķirami no īstiem orgāniem un ķermeņa daļām. Protams, lai šāda vīzija īstenotos dzīvē, būs nepieciešams vērienīgs darbs pagaidām nezināmu, taču daudzu gadu garumā, kā arī nāksies mainīt līdzšinējos priekšstatus par medicīnu. Parādīsies arī virkne jaunu, ar bioelektroniku saistītu profesiju, piemēram, programmētājs bioelektroniķis, ārsts bioelektroniķis utt. 

Īpaši ir vērts piebilst, ka viss iepriekš aprakstītais ir gandrīz pilnīgi licis aizmirst to, ka bioelektronikai var būt arī neskaitāmas citas lietošanas iespējas, to vidū veterinārijā, lopkopībā utt., bet, ja paraugās plašāk, vēl virknē citu jomu, kur ķīmisko iedarbību uz dzīviem un nedzīviem organismiem ir iespējams aizstāt ar atbilstīgiem elektriskajiem impulsiem. Tādēļ, pat ja iepriekšminētā medicīniskā vīzija tā arī paliks neīstenota, bioelektronikai gan kā zinātnei, gan vēlāk arī kā biznesa virzienam netrūkst nākotnes perspektīvu. 

Saistītie raksti


Kontakti

+ 371 23300113
SIA BiSMART
LV40203056850
Ikmēneša labāko ziņu apkopojums e-pastā:
Seko!