10 «ανταλλακτικά» για το σώμα μας

Τεχνητή όραση, ρομποτικά μέλη, έξυπνα γόνατα, τεχνητό νεφρό και φορητό πάγκρεας είναι μερικές από τις 10 βιονικές τεχνολογίες που δοκιμάζονται στα επιστημονικά εργαστήρια. Μερικές μάλιστα, έχουν ήδη αρχίσει να εφαρμόζονται σε ασθενείς σε πειραματικό στάδιο.
ΕΓΚΕΦΑΛΟΣ. Δεν θα μπορούσε να λείπει από τη λίστα ο εγκέφαλος. Το τμήμα που ονομάζεται ιππόκαμπος ελέγχει τη βραχυπρόθεσμη μνήμη και την αίσθηση του χώρου. Όταν αυτό παθαίνει βλάβη από Αλτσχάιμερ, εγκεφαλικό ή άλλες αιτίες, οι επιπτώσεις σε αυτές τις λειτουργίες είναι σημαντικές. Ο Θίοντορ Μπέργκερ, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Νότιας Καλιφόρνιας, δημιούργησε έναν ηλεκτρονικό επεξεργαστή που μπορεί να εμφυτευθεί στον εγκέφαλο και να αντικαταστήσει τον ιππόκαμπο. Η μέθοδος δεν έχει τελειοποιηθεί ακόμα.
Η ΣΤΥΤΙΚΗ ΔΥΣΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ βρίσκεται επίσης στο στόχαστρο των ερευνητών. Ο Άντονι Ατάλα και η ομάδα του στο Πανεπιστήμιο Wake Forest κατάφεραν να αναπτύξουν στυτικό ιστό στο εργαστήριο, το τμήμα του πέους που γεμίζει αίμα κατά τη στύση. Δοκίμασαν τη μέθοδο σε κουνέλια, τα οποία είχαν χάσει τον δικό τους ιστό και τον αντικατέστησαν με αυτόν που αναπτύχθηκε στο εργαστήριο από δικά τους κύτταρα. Η δοκιμή στέφθηκε με πλήρη επιτυχία.
ΤΕΧΝΗΤΑ ΚΥΤΤΑΡΑ. Μερικές φορές ένα φάρμακο πρέπει να κατευθυνθεί στον στόχο μέσα στο σώμα με απόλυτη ακρίβεια. Τα τεχνητά κύτταρα είναι η απάντηση των ειδικών, εκεί που το χάπι ή η ένεση δεν μπορούν να φτάσουν. Ο Ντάνιελ Χάμερ, καθηγητής Βιομηχανικής στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνιας έχει αναπτύξει τεχνητά κύτταρα από πολυμερή, που μιμούνται την ευκολία με την οποία ταξιδεύουν τα λευκά αιμοσφαίρια στο σώμα. Αυτά τα ψεύτικα κύτταρα μπορούν να μεταφέρουν τα φάρμακα εκεί που χρειάζονται, συμβάλλοντας στην καταπολέμηση ασθενειών όπως ο καρκίνος.
ΤΟ ΤΕΧΝΗΤΟ ΝΕΦΡΟ είναι χαρμόσυνη είδηση για όσους είναι υποχρεωμένοι να περνούν πολύτιμες ώρες στο νοσοκομείο τρεις φορές την εβδομάδα για τη διαδικασία της αιμοδιάλυσης. Μόνον όταν συνδέονται με το σχετικό μηχάνημα αποβάλλονται οι τοξίνες από το αίμα και διατηρούνται τα σωστά επίπεδα των υγρών στον οργανισμό. Οι Μάρτιν Ρόμπερτς και Ντέιβιντ Λι στο Πανεπιστήμιο του Λος Άντζελες στην Καλιφόρνια (UCLΑ) κατασκεύασαν ένα φορητό τεχνητό νεφρό, τόσο μικρό και ελαφρύ που να μεταφέρεται εύκολα από τον ασθενή και να μπορεί να χρησιμοποιείται επί 24ώρου βάσεως κάθε ημέρα, όπως ακριβώς συμβαίνει με ένα αληθινό νεφρό. ΠΡΟΣΘΕΤΙΚΟ ΓΟΝΑΤΟ. Οι Χιου Χερ και Άρι Γουίλκενφελντ, ερευνητές τεχνητής ευφυΐας στο ΜΙΤ, σχεδίασαν ένα προσθετικό γόνατο που... σκέφτεται. Τα προηγούμενα ηλεκτρονικά γόνατα απαιτούσαν προγραμματισμό από ειδικό πριν φορεθούν από τον ασθενή. Το έξυπνο γόνατο του ΜΙΤ μαθαίνει τον τρόπο που περπατά ο ασθενής και μιμείται την κίνηση όσο πιο ρεαλιστικά γίνεται. Οι ενσωματωμένοι αισθητήρες το βοηθούν να καταλάβει πάνω σε τι υλικό περπατά για να προσαρμόσει την κίνησή του. Το γόνατο που εφαρμόζεται σε ένα προσθετικό μέλος κάνει το περπάτημα πολύ πιο άνετο και ξεκούραστο.ΒΙΟΝΙΚΑ ΧΕΡΙΑ. Τα προσθετικά βιονικά χέρια που κινούνται με τη σκέψη του ασθενούς χρησιμοποιούνται εδώ και λίγα χρόνια στην Αμερική. Ο Τοντ Κιούκεν στο Ινστιτούτο Αποκατάστασης του Σικάγου ανέπτυξε το μοντέλο που συνδέεται με τον εγκέφαλο μέσω υγιών κινητικών νευρώνων, που ενώνονταν με το χέρι του ασθενούς. Αυτοί οι νευρώνες επανακατευθύνονται σε άλλη περιοχή του σώματος, όπως ο θώρακας, και τα σήματα που μεταφέρουν εντοπίζονται από τα ηλεκτρόδια του βιονικού χεριού. Όταν ο ασθενής αποφασίσει να κουνήσει το χέρι, οι ίδιοι νευρώνες μεταφέρουν την εντολή στο προσθετικό μέλος. Η ομάδα του Κιούκεν προσπαθεί να κάνει βελτιώσεις συνδέοντας το μέλος με τους αισθητήριους νευρώνες για να μεταδώσουν την αίσθηση της θερμοκρασίας, της δόνησης και της πίεσης στον εγκέφαλο.
Η ΓΛΩΣΣΑ. Και περνάμε στη γλώσσα, ένα πανίσχυρο αλλά και υποκειμενικό όργανο γεύσης και αίσθησης. Ο Ντιν Νίκιρκ, καθηγητής Πληροφορικής και ηλεκτρολόγος μηχανικός στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Όστιν, σχεδίασε μία ηλεκτρονική γλώσσα, την οποία χρησιμοποιούν οι εταιρείες τροφίμων για να δημιουργήσουν κάθε φορά την ίδια γεύση. Η γλώσσα αυτή αναλύει υγρά και στερεά και καταλαβαίνει την ακριβή χημική τους σύνθεση χρησιμοποιώντας μικροσφαιρίδια. Πρόκειται για μικροσκοπικούς αισθητήρες που αλλάζουν χρώμα όταν εκτίθενται σε συγκεκριμένες ουσίες, όπως για παράδειγμα κάποια σάκχαρα. Ως αποτέλεσμα, εξασφαλίζεται η πανομοιότυπη χημική σύνθεση της τροφής.
ΤΟ ΤΕΧΝΗΤΟ ΠΑΓΚΡΕΑΣ θα βγει στην αγορά σε λίγα χρόνια, σύμφωνα με τον δημιουργό του Άαρον Κοβάλσκι, υπεύθυνο Ερευνών στο Ερευνητικό Ίδρυμα Νεανικού Διαβήτη. Το όργανο θα μετρά τα επίπεδα σακχάρου στο αίμα και θα προσαρμόζει ανάλογα τα επίπεδα της ινσουλίνης που χρειάζεται ο οργανισμός. Η συσκευή θα συνδυάζει δύο υπάρχουσες τεχνολογίες: αντλία ινσουλίνης και συνεχή παρακολούθηση της γλυκόζης. Το τεχνητό πάγκρεας θα βοηθήσει τους διαβητικούς να ζήσουν μία «κανονική» ζωή χωρίς τις πολύ επικίνδυνες επιπτώσεις των χαμηλών ή υψηλών επιπέδων σακχάρων στο αίμα.
ΑΝΑΠΛΑΣΗ ΚΥΤΤΑΡΩΝ. Από τη δεκαετία του ΄60, οι ερευνητές γνωρίζουν ότι κάποιες πρωτεΐνες βοηθούν τα οστά να αναπλάσουν ένα τμήμα που έχει χαθεί ή τραυματιστεί. Η μέθοδος όμως, αποδείχθηκε πολύ δύσκολη στην εφαρμογή της. Το 2005, επιστήμονες στο UCLΑ έλυσαν το πρόβλημα χρησιμοποιώντας μία ειδικά σχεδιασμένη πρωτεΐνη που μπορεί να ξεκινήσει την ανάπλαση σε συγκεκριμένο τύπο κυττάρων. Με την ονομασία UCΒ-1 η πρωτεΐνη χρησιμοποιείται για την ανάπτυξη νέου οστού που μπορεί- για παράδειγμα- να ακινητοποιήσει τμήματα των σπονδύλων ανακουφίζοντας τον ασθενή από οξύ πόνο στη μέση.
ΤΕΧΝΗΤΟ ΜΑΤΙ. Χάρη σε έναν τεχνητό αμφιβληστροειδή, οι τυφλοί έχουν ελπίδα να ανακτήσουν τη χαμένη τους όραση. Ο αμφιβληστροειδής αποτελείται από μία μικροκάμερα και μία δέσμη ηλεκτροδίων που εμφυτεύονται στο μάτι. Ο ασθενής μπορεί να διακρίνει αντικείμενα και ανθρώπους που βρίσκονται σε κοντινή τους απόσταση. Η μέθοδος δοκιμάστηκε με επιτυχία στην 57χρονη Μπάρμπαρα Κάμπελ, που είχε χάσει την όρασή της στα 40 της. Οι επιστήμονες εμφύτευσαν ηλεκτρόδια στο μάτι της. Η ασθενής φορά ειδικά γυαλιά που στη ράχη της μύτης έχουν μία μικροκάμερα και στη μέση έχει δεμένο έναν επεξεργαστή εικόνας βίντεο που μετατρέπει τις εικόνες σε φωτεινά και σκοτεινά σχέδια και τα μεταφέρει στον εγκέφαλο μέσω των οπτικών νεύρων.