病気の狙いを定めたショット
私たちはコロナウイルスとその感染症に対する効果的な治療法とワクチンを探しています。 現時点では、有効性が証明された薬はありません。 しかし、生物学や医学よりもテクノロジーの世界に関連した、病気と闘う別の方法があります...
1998年、つまり当時、アメリカの探検家が、 ケビン・トレーシー (1) ラットで実験を行ったところ、迷走神経と体内の免疫系の間には何のつながりも見られませんでした。 このような組み合わせはほぼ不可能と考えられていました。
しかしトレイシーは存在を確信していた。 彼は手持ちの電気インパルス刺激装置を動物の神経に接続し、繰り返しの「ショット」で治療した。 次に彼は、動物と人間の両方の炎症に関連するタンパク質であるTNF（腫瘍壊死因子）をラットに投与しました。 この動物は75時間以内に急性炎症を起こすはずだったが、検査の結果、TNFがXNUMX％ブロックされていることが判明した。
神経系はコンピューター端末として機能しており、これを使用することで感染が始まる前に予防したり、感染の進行を阻止したりできることが判明しました。
神経系に影響を与える正しくプログラムされた電気インパルスは、患者の健康に無関係ではない高価な薬の効果を置き換えることができます。
本体リモコン
この発見により、と呼ばれる新しいブランチが開かれました。 バイオエレクトロニクス、慎重に計画された反応を引き起こすために身体を刺激するための小型の技術的ソリューションをますます探しています。 この技術はまだ初期段階にあります。 さらに、電子回路の安全性にも重大な懸念があります。 しかし、医薬品と比較すると、大きな利点があります。
2014年XNUMX月、トレイシーはニューヨーク・タイムズに次のように語った。 バイオエレクトロニクス技術は製薬産業をうまく置き換えることができる そして近年それを頻繁に繰り返した。
彼が設立した会社 SetPoint Medical (2) は、80 年前にボスニア・ヘルツェゴビナからの XNUMX 人のボランティアのグループにこの新しい治療法を初めて適用しました。 彼らの首には、電気信号を発する小さな迷走神経刺激装置が埋め込まれている。 XNUMX人においてテストは成功し、急性の痛みは治まり、炎症誘発性タンパク質のレベルは正常に戻り、そして最も重要なことに、新しい方法は重篤な副作用を引き起こさなかった。 薬物療法の場合のように、TNF を完全に除去することはなく、TNF レベルを約 XNUMX% 減少させました。
2. 生体電子チップ SetPoint Medical
長年の実験室研究を経て、製薬会社グラクソ・スミスクラインが投資したセットポイント・メディカル社は、2011年に病気と闘うための神経刺激インプラントの臨床試験を開始した。 迷走神経につながる首に19cmを超えるインプラントを埋め込んだ研究対象患者のXNUMX分のXNUMXは、痛みや腫れの軽減、改善を経験した。 科学者らは、これはほんの始まりに過ぎず、喘息、糖尿病、てんかん、不妊症、肥満、さらには癌などの他の病気を電気刺激することで治療する計画があると述べている。 もちろん、新型コロナウイルス感染症などの感染症も。
概念としては、バイオエレクトロニクスはシンプルです。 つまり、神経系に信号を送り、体に回復するように指示します。
しかし、いつものように、問題は正しい解釈とそのような細部にあります。 神経系の電気言語の翻訳. セキュリティは別の問題です。 結局のところ、ネットワークにワイヤレスで接続された電子機器について話しているのです (3)。つまり、-.
彼が話すように アナンド・ラグナタン、パデュー大学の電気およびコンピュータ工学の教授、バイオエレクトロニクスは「誰かの体を遠隔制御できるようにします」。 これも大変な試練です。 小型化これには、適切な量のデータを取得できるニューロンのネットワークに効率的に接続する方法が含まれます。
Source 3無線通信するBrainインプラント
バイオエレクトロニクスと混同しないでください。 バイオサイバネティクス （つまり、生物学的サイバネティクス）、バイオニクス（生物サイバネティクスから生まれた）とも言えません。 これらは別個の科学分野です。 彼らの共通点は、生物学的知識と技術的知識への言及です。
優れた光活性化ウイルスに関する論争
現在、科学者たちは、がんから風邪まで、さまざまな健康上の問題と闘うために、神経系と直接通信できるインプラントを開発しています。
研究者が成功し、バイオエレクトロニクスが普及すれば、何百万もの人々が神経系にコンピューターを接続したまま歩けるようになる日が来るでしょう。
夢の世界ではあるが、完全に非現実的というわけではないが、たとえば、電気信号を使用して体内へのそのようなコロナウイルスの「訪問」を即座に検出し、それに兵器（薬理学的またはナノ電子）を向ける早期警報システムがある。 システム全体を攻撃するまで、攻撃者を攻撃します。
研究者たちは、数十万のニューロンからの信号を同時に理解する方法を見つけるのに苦労しています。 バイオエレクトロニクスに不可欠な正確な登録と分析これにより、科学者は、健康な人の基本的な神経信号と、特定の疾患を持つ人によって生成される信号との間の不一致を特定できるようになります。
神経信号を記録する従来のアプローチは、と呼ばれる内部に電極を備えた小さなプローブを使用することです。 たとえば、前立腺がんの研究者は、健康なマウスの前立腺に関連する神経にクランプを取り付け、その活動を記録できます。 悪性腫瘍を生成するように前立腺が遺伝子組み換えされた生物でも同じことができるだろう。 両方の方法の生データを比較することで、癌を患ったマウスの神経信号がどの程度異なるかを判断できるようになります。 このようなデータに基づいて、がん治療用の生体電子デバイスに補正信号をプログラムすることができます。
しかし、それらには欠点もあります。 一度に XNUMX つのセルしか選択できないため、全体像を把握するのに十分なデータが収集されません。 彼が話すように アダム E. コーエン、ハーバード大学の化学と物理学の教授は、「ストローを通してオペラを見ようとするようなものです。」
コーエン氏は、次のような成長分野の専門家です。 光遺伝学は、外部パッチの制限を克服できると信じています。 彼の研究では、光遺伝学を使用して病気の神経言語を解読しようとしています。 問題は、神経活動が個々のニューロンの声からではなく、相互に関連して動作するニューロン全体のオーケストラから発生することです。 一つ一つ見ても全体的な視点は得られません。
光遺伝学は、細菌や藻類のオプシンと呼ばれるタンパク質が光にさらされると電気を生成することを科学者が知った 90 年代に始まりました。 光遺伝学ではこのメカニズムを利用しています。
オプシン遺伝子は無害なウイルスのDNAに挿入され、被験者の脳または末梢神経に注入されます。 研究者らは、ウイルスの遺伝子配列を変えることで、寒さや痛みを感じるニューロン、あるいは特定の行動や行動を担うことが知られている脳の領域など、特定のニューロンを標的にする。
次に、光ファイバーを皮膚や頭蓋骨に挿入し、その先端からウイルスが存在する場所に光を送ります。 光ファイバーからの光はオプシンを活性化し、次に電荷を伝導させてニューロンを「発光」させます (4)。 したがって、科学者はマウスの体の反応を制御し、命令に従って睡眠と攻撃性を引き起こすことができます。
4. 光で制御されるニューロン
しかし、オプシンと光遺伝学を使用して特定の疾患に関与するニューロンを活性化する前に、科学者はどのニューロンがその疾患の原因であるかだけでなく、疾患が神経系とどのように相互作用するかを決定する必要があります。
コンピューターと同じように、ニューロンは会話します バイナリ言語、信号がオンかオフかに基づいた辞書を使用します。 これらの変化の順序、時間間隔、強度によって、情報の伝達方法が決まります。 ただし、病気が独自の言語を話すと考えられる場合は、通訳が必要になります。
コーエンと彼の同僚は、光遺伝学がそれに対処できると感じました。 そこで彼らは、逆のプロセスを開発しました。光を使用してニューロンを活性化する代わりに、光を使用してその活動を記録します。
オプシンはあらゆる種類の病気を治療する方法になる可能性があるが、科学者はオプシンを使用しない生体電子デバイスを開発する必要があるだろう。 遺伝子組み換えウイルスの使用は当局や社会にとって容認できなくなるだろう。 さらに、オプシン法は遺伝子治療に基づいていますが、臨床試験ではまだ納得のいく成功を収めておらず、非常に高価で、深刻な健康リスクを伴うようです。
コーエン氏は XNUMX つの選択肢について言及しています。 そのうちの XNUMX つは、オプシンのように動作する分子に関連しています。 XNUMX 番目の方法では、RNA を使用してオプシン様タンパク質に変換します。これは DNA を変更しないため、遺伝子治療のリスクがありません。 それでも主な問題は 地域に光を提供する。 レーザーを内蔵した脳インプラントの設計もあるが、例えばコーエン教授は、外部光源を使用する方がより適切だと考えている。
長期的には、バイオエレクトロニクス (5) は、人類が直面するすべての健康問題に対する包括的な解決策を約束します。 これは現時点では非常に実験的な領域です。
しかし、非常に興味深いものであることは間違いありません。
