ماذا تعرف عن الأدوية النانوية ؟
في أبريل 2013 ، أعلن الرئيس أوباما عن "مشروع خريطة نشاط الدماغ" وهي خطة تمتد لعقد من الزمن لرسم خريطة لكل خلية عصبية في الدماغ البشري وإحداث ثورة في فهمنا للدماغ البشري.
مشروع Blue Brain من قبل معهد Brain and Mind التابع لمدرسة Ecole polytechnique Fédérale de Lausanne ، سويسرا هو محاولة لإنشاء دماغ اصطناعي عن طريق الهندسة العكسية لدارات دماغ الثدييات. وهذا دليل على السياسيين الذين يجب أن ينظروا إلى مسألة التقنيات الجديدة
تقنية النانو في توصيل أدوية السرطان والاستهداف الانتقائي
يجري تطوير الجسيمات النانوية وتجربتها بسرعة للتغلب على العديد من القيود المفروضة على أنظمة توصيل الأدوية التقليدية ، وهي تظهر كعلاجات متميزة لعلاج السرطان.
تمتلك العلاجات الكيميائية التقليدية بعض الآثار الجانبية الخطيرة بما في ذلك تلف الجهاز المناعي والأعضاء الأخرى التي تتكاثر الخلايا بسرعة بسبب الاستهداف غير المحدد ، ونقص القابلية للذوبان ، وعدم القدرة على دخول لب الأورام مما يؤدي إلى ضعف العلاج بجرعة مخفضة ومعدل بقاء منخفض . أتاحت تقنية النانو الفرصة للوصول المباشر إلى الخلايا السرطانية بشكل انتقائي مع زيادة توطين الأدوية وامتصاص الخلايا.يمكن برمجة الجسيمات النانوية للتعرف على الخلايا السرطانية وإعطاء الدواء بطريقة انتقائية ودقيقة لتجنب التفاعل مع الخلايا السليمة.
تركز هذه المراجعة على قدرة التعرف على الخلايا للجسيمات النانوية من خلال استراتيجيات مختلفة لها خصائص تحديد فريدة تميزها عن العلاجات السابقة المضادة للسرطان.
ويناقش أيضًا إيصال دواء محدد عن طريق الجسيمات النانوية داخل الخلايا موضحًا العديد من الأبحاث الناجحة وكيف تزيل الجسيمات النانوية الآثار الجانبية للعلاجات التقليدية مع علاج السرطان المصمم خصيصًا.
https://www.hindawi.com/journals/isrn/2014/939378/
مستشعرات النانو: مستقبل الطب التشخيصي؟يتمثل الهدف الحيوي للطب التشخيصي في أن تكون قادرًا على تشخيص المشكلات الطبية بأسرع ما يمكن ، مما يتيح للأطباء علاج المرضى قبل حدوث أي ضرر لا رجعة فيه أو طويل الأمد.
يعد تسريع عملية التشخيص أحد محاور البحث الرئيسية. تضمنت الدراسات الحديثة التي نشرتها Medical News Today إحدى الدراسات التي وجدت أن اختبار دم جديد يمكن أن يتنبأ بخطر إصابة المرأة بتكرار الإصابة بسرطان الثدي قبل 8 أشهر تقريبًا من ظهور العلامات المرئية. حددت دراسة أخرى نُشرت في أغسطس 2015 مركبًا طبيعيًا موجودًا في التنفس كمؤشر حيوي لتليف الكبد في مراحله المبكرة.
يمكن أن يشكل هذا المرقم الحيوي يومًا ما أساس اختبار التنفس لتشخيص هذا المرض.
تتمثل إحدى المشكلات التي تنشأ عند تشخيص الحالات الطبية في أن أعراض بعض الحالات لا تظهر إلا بعد فترة زمنية معينة. بحلول الوقت الذي تظهر فيه هذه الأعراض على السطح ، ستكون الحالة الأساسية قد تقدمت إلى مرحلة يكون فيها علاجها أكثر تعقيدًا مما لو تم اكتشاف المشكلة في وقت سابق.
المثال الأكثر وضوحًا لهذه المشكلة هو السرطانات مثل سرطان البنكرياس التي لا تسبب غالبًا أي علامات أو أعراض خلال مراحلها المبكرة ، وتسبب الأعراض فقط بمجرد انتشار السرطان إلى أجزاء أخرى من الجسم. لكن هذه المشكلة شائعة. مثال آخر هو عندما تصاب الغرسة - غرسة الورك ، على سبيل المثال - بالعدوى أو يتسبب الالتهاب في تكوين نسيج ندبي مانع. بحلول الوقت الذي يتضح فيه أن غرسة الورك قد أصيبت بالعدوى ، فإن الحل الوحيد هو إزالة الغرسة وإدخال واحدة جديدة.
هذا الأسبوع ، تحدثت إم إن تي إلى توماس ويبستر ، الأستاذ ورئيس قسم الهندسة الكيميائية في جامعة نورث إيسترن في بوسطن ، ماساتشوستس ، حول عمل فريقه الحالي في التعامل مع هذه المشكلة. قال: "ما أدركناه بسرعة في نظام الرعاية الطبية لدينا اليوم هو أن الكثير مما نقوم به هو رد فعل للغاية". في دائرة الضوء هذه ، نلقي نظرة على الكيفية التي يتطلع بها البروفيسور ويبستر وزملاؤه إلى الابتعاد عن النموذج الرجعي للرعاية الصحية من خلال تطوير مستشعرات النانو - وهي شكل جديد من التكنولوجيا سيكون قادرًا على مراقبة تراكم البكتيريا الموجودة على الغرسات وتحذير الأطباء عند الحاجة إلى العلاج قبل تفاقم المشكلة.
تقنية النانو: صغر الحجم وإمكانيات هائلة
إن القول بأن تقنية النانو صغيرة جدًا سيكون بخسًا - نانومتر واحد يساوي واحدًا من المليار من المتر. يبلغ سمك الورقة حوالي 100000 نانومتر. الأنبوب النانوي الكربوني أحادي الجدار يبلغ قطره 1 نانومتر أصغر 100000 مرة من خصلة الشعر. وبالمقارنة ، فإن خصلة شعر أصغر بـ 100000 مرة من منزل بعرض 10 أمتار. قد يكون من الصعب تصور مدى صغر هذا الأمر ، لكن الفوائد التي تأتي من تطبيق تقنية النانو على الطب هي أسهل بكثير للرؤية. تمكن الباحثون بالفعل من استخدام تقنية النانو لتحسين التصوير البيولوجي بحيث يمكن للأطباء اكتشاف تراكمات الجزيئات الصغيرة أو الإشارات الجزيئية المرتبطة بالمشكلات الصحية
أخبر البروفيسور ويبستر MNT عن المشاريع السابقة التي حقق فيها هو وزملاؤه إمكانية استخدام الجسيمات النانوية لعلاج الالتهابات البكتيرية والفيروسية. تحدث بعض أنواع العدوى البكتيرية المزمنة بسبب نمو البكتيريا في الأغشية الحيوية - وهو ما يصفه T. الأغشية الحيوية هي سبب حالات مثل الالتهاب الرئوي في حالات التليف الكيسي والالتهابات المرتبطة بالزرع. أوضح البروفيسور ويبستر: "الأدوية والمضادات الحيوية لن تخترق هذه الأغشية الحيوية ، لذا فإن الشيء الوحيد الذي يجب فعله هو تشغيل وإزالة هذا الغشاء الحيوي باليد تقريبًا عن طريق إزالته من الأنسجة."
ومع ذلك ، يمكن للجسيمات النانوية أن تغير هذا الوضع ، كما أخبر البروفيسور ويبستر MNT: "لذا فقد تمكنا من تطوير هذه الجسيمات النانوية التي يمكنها بالفعل اختراق تلك الأغشية الحيوية ثم قتل الأغشية الحيوية ، وتجديد الأنسجة السليمة في هذه العملية بحيث لا يمكنك لا أحتاج إلى هذا النوع من العمليات ".
في مكان آخر ، عمل البروفيسور ويبستر وزملاؤه على تطوير جزيئات نانوية مصممة لتدمير فيروسات معينة. جسيمات الذهب النانوية مصنوعة لتلتصق بالفيروسات مثل الإيبولا أو الإنفلونزا. عن طريق تسخين الجسيمات بأطوال موجية معينة من الأشعة تحت الحمراء ، يمكن للجسيمات النانوية تدمير بنية الفيروس.
لخص البروفيسور ويبستر ما يراه فوائد تكنولوجيا النانو لـ MNT:
"نعتقد أن هناك وعدًا قويًا لتقنية النانو المستخدمة في الطب ، لأن الحجم الصغير يسمح لك باختراق الخلايا والدخول إلى داخل الخلايا والتلاعب بوظائفها بطرق لا يمكنك القيام بها باستخدام المواد التقليدية." هناك خطوات ضخمة يمكن اتخاذها في الطب بمساعدة تقنية النانو. ومع ذلك ، في الوقت الحالي ، ينصب تركيز البروفيسور ويبستر وفريقه على النظر في كيفية استخدام هذه التقنية لتحسين الأشكال التقليدية للعلاج ، وهنا يأتي دور مستشعرات النانو.
طبيب داخل الجسم
أوضح البروفيسور ويبستر لـ MNT: "من الناحية المثالية ، نريد إنشاء أجهزة استشعار تتصرف كثيرًا مثل الخلايا الطبيعية في الجسم". "قد يقول الكثير منا أن جسم الإنسان هو جهاز الاستشعار النهائي. يمكننا أن نشعر بالأشياء أفضل بكثير من أي شيء صنعناه صناعيا حتى الآن ". بناء جهاز استشعار باستخدام تقنية النانو لتقليد الخلايا المناعية البشرية التي تدور حول الجسم ، مما يشير إلى حدوث خطأ ما والاستجابة بشكل إيجابي لأي مشاكل قد تظهر على السطح في يوم من الأيام ، ولكن في الوقت الحالي ، لا تزال خطوة كبيرة يجب اتخاذها.
وبدلاً من ذلك ، اختار البروفيسور ويبستر وفريقه تحويل الأجهزة الطبية التقليدية التي يتم زرعها في الجسم من خلال تزويدهم بأجهزة استشعار - مستشعرات نانوية - يمكنها تحديد المشكلة والاستجابة لها إذا ظهرت. "ما فعلناه كخطوة أولى هو أن غرسات الفخذ المصنوعة من التيتانيوم - مثل ما قد تشتريه المستشفى - ثم نمت المواد من سطح غرسة الورك التي يمكنها في الواقع أن تستشعر نوع الخلية التي تتصل بالسطح كهربائيًا" أفاد.
إن المستشعرات المصنوعة من الأنابيب النانوية الكربونية قادرة على استشعار ما إذا كانت الخلايا المرتبطة بالغرسة هي خلايا عظمية (كما هو مأمول) أو بكتيريا أو خلايا التهابية. يمكن أن يشير النوعان الأخيران من الخلايا إلى وجود عدوى أو تكون أنسجة ندبة قد تسبب مشاكل للمريض. يحمل في ثناياه عوامل في المستشعر تردد لاسلكي يرسل إشارات إلى كمبيوتر خارجي ، يمكن للطبيب من خلاله الوصول إلى جميع المعلومات التي يرسلها المستشعر. من هذه المعلومات ، على سبيل المثال ، يمكن للطبيب معرفة ما إذا كانت الغرسة خالية من البكتيريا ، أو تحتوي على كمية صغيرة من البكتيريا التي سيتعامل معها الجسم ، أو عددًا كبيرًا من البكتيريا التي تتطلب علاجًا بالمضادات الحيوية قبل أن تنتشر العدوى الكاملة.
صرح البروفيسور ويبستر: "من الواضح أن السيناريو الأخير سيكون سيناريو أفضل بكثير مما يحدث اليوم". "بشكل أساسي اليوم ، لا نعرف متى كان هناك الكثير من العدوى أو ندبًا كثيرة جدًا حتى فوات الأوان ونحتاج إلى سحب الغرسة مرة أخرى."
بالإضافة إلى غرسات الورك
اختبر الفريق مستشعرات النانو الخاصة بهم على القسطرة باستخدام نفس النهج. الأشخاص الذين يتلقون القسطرة الساكنة معرضون للعدوى ، مما يعني أن أجهزة الاستشعار النانوية التي تراقب مستويات البكتيريا يمكن أن يكون لها تأثير كبير على رعايتهم. القلق الشائع لدى الأشخاص الذين يستخدمون تقنية النانو داخل جسم الإنسان هو ما إذا كانت المواد المستخدمة سامة. لقد أمضى البروفيسور ويبستر وفريقه الكثير من الوقت في التأكد من أن المواد التي استخدموها - الأنابيب النانوية الكربونية وبعض البوليمرات الإضافية - غير سامة.
علاوة على ذلك ، فقد لاحظوا في بعض التجارب المبكرة على نماذج حيوانية أن المواد المستخدمة تمكنت حتى من تحسين نمو العظام عند استخدامها مع غرسات الورك. لذلك حتى لو لم يحدد المستشعر أي مشاكل ، فإنه لا يزال قادرًا على تعزيز نمو العظام أكثر من زراعة التيتانيوم العادية. قال البروفيسور ويبستر: "إنها الخطوة الأولى نحو عملية زرع أفضل ، ولكن هدفنا في النهاية هو تصميم هذه المستشعرات التي تعمل مثل جسم الإنسان."
وبدلاً من ذلك ، اختار البروفيسور ويبستر وفريقه تحويل الأجهزة الطبية التقليدية التي يتم زرعها في الجسم من خلال تزويدهم بأجهزة استشعار - مستشعرات نانوية - يمكنها تحديد المشكلة والاستجابة لها إذا ظهرت. "ما فعلناه كخطوة أولى هو أن غرسات الفخذ المصنوعة من التيتانيوم - مثل ما قد تشتريه المستشفى - ثم نمت المواد من سطح غرسة الورك التي يمكنها في الواقع أن تستشعر نوع الخلية التي تتصل بالسطح كهربائيًا" أفاد. إن المستشعرات المصنوعة من الأنابيب النانوية الكربونية قادرة على استشعار ما إذا كانت الخلايا المرتبطة بالغرسة هي خلايا عظمية (كما هو مأمول) أو بكتيريا أو خلايا التهابية.
صرح البروفيسور ويبستر: "من الواضح أن السيناريو الأخير سيكون سيناريو أفضل بكثير مما يحدث اليوم". "بشكل أساسي اليوم ، لا نعرف متى كان هناك الكثير من العدوى أو ندبًا كثيرة جدًا حتى فوات الأوان ونحتاج إلى سحب الغرسة مرة أخرى." بالإضافة إلى غرسات الورك ، اختبر الفريق مستشعرات النانو الخاصة بهم على القسطرة باستخدام نفس النهج. الأشخاص الذين يتلقون القسطرة الساكنة معرضون للعدوى ، مما يعني أن أجهزة الاستشعار النانوية التي تراقب مستويات البكتيريا يمكن أن يكون لها تأثير كبير على رعايتهم. القلق الشائع لدى الأشخاص الذين يستخدمون تقنية النانو داخل جسم الإنسان هو ما إذا كانت المواد المستخدمة سامة. لقد أمضى البروفيسور ويبستر وفريقه الكثير من الوقت في التأكد من أن المواد التي استخدموها - الأنابيب النانوية الكربونية وبعض البوليمرات الإضافية - غير سامة.
علاوة على ذلك ، فقد لاحظوا في بعض التجارب المبكرة على نماذج حيوانية أن المواد المستخدمة تمكنت حتى من تحسين نمو العظام عند استخدامها مع غرسات الورك. لذلك حتى لو لم يحدد المستشعر أي مشاكل ، فإنه لا يزال قادرًا على تعزيز نمو العظام أكثر من زراعة التيتانيوم العادية. قال البروفيسور ويبستر: "إنها الخطوة الأولى نحو عملية زرع أفضل ، لكن هدفنا في النهاية هو تصميم هذه المستشعرات التي تعمل مثل جسم الإنسان."
على الرغم من أن هذه المستشعرات النانوية تبشر بخير كبير ، إلا أنه لا يزال هناك عدد قليل من الجسور التي يجب اجتيازها قبل تطبيق التكنولوجيا على المرضى من البشر. يريد الفريق أن تتمتع أجهزة الاستشعار بنفس عمر الغرسات التي تمت زراعتها منها ، وعلى الرغم من أن هذه ليست مشكلة بالنسبة للقسطرة التي تميل إلى البقاء في مكانها لمدة أسبوع أو أسبوعين ، إلا أن غرسات الورك يمكن أن تظل في مكانها لمدة 15 عامًا. في الوقت الحالي ، قام الفريق بتوليد الطاقة لأجهزة الاستشعار من خلال استغلال قدرة الأنابيب النانوية الكربونية على الانضغاط.
عندما يتم ضغط الأنابيب النانوية بقوة الأنسجة المحيطة ، يتم توليد جهد. ومع ذلك ، في حين أن هذه الطريقة يمكن أن تولد الطاقة على المدى القصير ، حيث ينمو المزيد من الأنسجة أعلى المستشعرات ، في النهاية لن تكون قادرة على الانضغاط. هذا اللغز هو أحد مشكلتين مهمتين يجب على الفريق التغلب عليهما قبل استخدام المستشعرات في المرضى الذين لديهم غرسات. يتمثل التحدي الرئيسي الآخر الذي يواجهه الفريق في إنتاج بيانات اختبار كافية لتقنيتهم لتتم الموافقة عليها لاستخدامها من قبل السلطات المختصة.
أوضح البروفيسور ويبستر مشكلة الفريق:
"هنا في الولايات المتحدة ، لدينا إدارة الغذاء والدواء الأمريكية FDA (إدارة الغذاء والدواء الأمريكية) التي يتعين علينا الحصول على الموافقة منها قبل أن نتمكن من استخدامها سريريًا ، وهو قدر هائل من العمل لشخص ما في الجامعة لإنشاء هذه البيانات." أخبر MNT أن الفريق أقنع حتى الآن الكثير من الأطباء والأطباء بأن هناك الكثير من القيمة في نهجهم ، وأن الوصول إلى المعلومات في الوقت الفعلي عن حالة المريض سيكون ذا فائدة كبيرة.
مشاكل توليد الطاقة والبيانات
على الرغم من أن هذه المستشعرات النانوية تبشر بخير كبير ، إلا أنه لا يزال هناك عدد قليل من الجسور التي يجب اجتيازها قبل تطبيق التكنولوجيا على المرضى من البشر. يريد الفريق أن تتمتع أجهزة الاستشعار بنفس عمر الغرسات التي تمت زراعتها منها ، وعلى الرغم من أن هذه ليست مشكلة بالنسبة للقسطرة التي تميل إلى البقاء في مكانها لمدة أسبوع أو أسبوعين ، إلا أن غرسات الورك يمكن أن تظل في مكانها لمدة 15 عامًا. في الوقت الحالي ، قام الفريق بتوليد الطاقة لأجهزة الاستشعار من خلال استغلال قدرة الأنابيب النانوية الكربونية على الانضغاط. عندما يتم ضغط الأنابيب النانوية بقوة الأنسجة المحيطة ، يتم توليد جهد. ومع ذلك ، في حين أن هذه الطريقة يمكن أن تولد الطاقة على المدى القصير ، حيث ينمو المزيد من الأنسجة أعلى المستشعرات ، في النهاية لن تكون قادرة على الانضغاط. هذا اللغز هو أحد مشكلتين مهمتين يجب على الفريق التغلب عليهما قبل استخدام المستشعرات في المرضى الذين لديهم غرسات. يتمثل التحدي الرئيسي الآخر الذي يواجهه الفريق في إنتاج بيانات اختبار كافية لتقنيتهم لتتم الموافقة عليها لاستخدامها من قبل السلطات المختصة.
أوضح البروفيسور ويبستر مشكلة الفريق:
"هنا في الولايات المتحدة ، لدينا إدارة الغذاء والدواء الأمريكية FDA (إدارة الغذاء والدواء الأمريكية) التي يتعين علينا الحصول على الموافقة منها قبل أن نتمكن من استخدامها سريريًا ، وهو قدر هائل من العمل لشخص ما في الجامعة لإنشاء هذه البيانات." أخبر MNT أن الفريق أقنع حتى الآن الكثير من الأطباء والأطباء بأن هناك الكثير من القيمة في نهجهم ، وأن الوصول إلى المعلومات في الوقت الفعلي عن حالة المريض سيكون ذا فائدة كبيرة.
كانت التجارب المبكرة أيضًا ناجحة. الفريق حاليًا في منتصف الجولة الثانية من التجارب باستخدام القوارض ، وبمجرد أن تتحقق هذه الاختبارات من صحة البيانات السابقة ، سيبحثون في اختبار تقنيتهم على الحيوانات الأكبر حجمًا.
اعترف البروفيسور ويبستر أنه مع استمرار الأمور ، من المحتمل أن تكون التجارب السريرية البشرية على بعد 5-10 سنوات. وأضاف أن التعاون الصناعي يمكن أن يسرع هذه العملية ، ولذا فإن الفريق سيكون مهتمًا بالعمل مع الشركات أو رواد الأعمال للمساعدة في تسريع الإطار الزمني لأبحاثهم.
وكتب في مقال نُشر في مجلة Wired ، "هذه الأيام الأولى لأجهزة الاستشعار النانوية الداخلية ، لكن المفهوم ينطوي على الكثير من الإمكانات". إذا تمكن الفريق من إقناع الداعمين الماليين لهذه الإمكانية ، فيمكن استخدام مستشعرات النانو في البشر عاجلاً وليس آجلاً.
https://www.medicalnewstoday.com/articles/299663
الروبوتات الدقيقة تتدحرج ضد تدفق الدم لتوصيل الأدوية
بمساعدة الحقول المغناطيسية ، قد تتنقل الروبوتات يومًا ما في الدورة الدموية لاستهداف الأورام
الائتمان: Sci. روبوت. / تيان نجوين
توفر الروبوتات الدقيقة الحاملة للأدوية طريقة لتوصيل العلاجات مباشرة إلى المكان المطلوب ، مثل الأورام الموجودة في أعماق الجسم. لكن معظم الروبوتات المصممة في المعامل اقتصرت حتى الآن على أهداف يسهل الوصول إليها مثل القناة الهضمية. الآن ، طور الباحثون "microrollers" لتوصيل الأدوية والتي يمكن أن تتحرك عكس تدفق الدم (Sci. Robot. 2020 ، DOI: 10.1126 / scirobotics.aba5726). بمساعدة المجال المغناطيسي ، قد تنتقل هذه الجسيمات ذات الوجهين يومًا ما إلى نظام الدورة الدموية لدينا لتوصيل العلاجات للأورام. يتم تغليف microrollers من جانب بمواد مغناطيسية وعلى الجانب الآخر بأجسام مضادة خاصة بالخلايا السرطانية. تساعد هذه الأجسام المضادة الجسيمات على الارتباط بشكل انتقائي بالأورام في الجسم ، حيث يمكنها إطلاق حمولتها. يمكن أن يقلل هذا النهج المستهدف من تعرض الخلايا السليمة لأدوية السرطان ، مما يقلل من الآثار الجانبية
تيان نجوين: هذا روبوت صغير للغاية يكافح طريقه ضد تدفق الدم في الوريد الاصطناعي. يتخيل العلماء الذين صمموا هذه الروبوتات أنها تبحر في مجرى الدم ، وتحمل أدوية قاتلة للسرطان لعلاج الأورام التي يصعب الوصول إليها في أعماق الجسم. هذا النهج في توصيل الأدوية سيقلل من تعرض الخلايا السليمة والعادية لأدوية العلاج الكيميائي السامة ، وبالتالي تجنب الآثار الجانبية. هذا ما قاله Metin Sitti ، الذي ساعد في إنشاء الروبوتات.Metin Sitti: هدفنا من استخدام أسلوب microrobotic هو توطين أدوية السرطان في مناطق الورم فقط حتى لا تكون هناك آثار جانبية
Tien Nguyen: يطلق الفريق على هذه الروبوتات اسم "microrollers" لأنها تستطيع التنقل في الأوعية الدموية عن طريق التدحرج على طول جدرانها. من خلال الالتصاق بالجدران حيث يكون تدفق الدم أبطأ بمساعدة مجال مغناطيسي ، يمكن أن تتحرك المسامير الدقيقة عكس مجرى الدم ، وهو ما كان يمثل تحديًا للروبوتات بهذا الحجم.
المصغرات الدقيقة لها وجهان ، لكل منهما وظيفة محددة. هناك حاجة إلى جانب واحد للملاحة ، وهو مصنوع من طبقات مغناطيسية من الذهب والنيكل. يسمح هذا الوجه للباحثين بالتحكم في حركة الميكروبوت عن طريق التقليب على مجال مغناطيسي خارجي ضعيف. من خلال تغيير اتجاه المجال المغناطيسي ، يمكن للفريق تغيير اتجاه حركات الروبوتات بسرعات تصل إلى 600 ميكرومتر / ثانية. يمكن للباحثين حتى توجيه الروبوتات من خلال التقاطعات ، مثل تلك التي قد تواجهها microrollers في نظام الدورة الدموية الفعلي.
الوجه الآخر للروبوتات أمر بالغ الأهمية لمهاجمة الأورام. هذا الوجه مجهز بأجسام مضادة وجزيئات دواء السرطان. ترتبط الأجسام المضادة بالبروتينات الموجودة تحديدًا في خلايا سرطان الثدي. يسمح هذا للروبوتات بالالتصاق بالخلايا السرطانية أثناء المرور بخلايا الجلد السليمة الموضحة في الجزء السفلي من الشاشة. بمجرد وصول الروبوتات إلى الورم ، يمكن للباحثين استخدام ضوء الأشعة فوق البنفسجية لإحداث تفاعل كيميائي يطلق حمولة دواء السرطان = HJY لكن التعرض للأشعة فوق البنفسجية لفترات طويلة يمكن أن يتلف الخلايا السليمة ، لذلك يقول Sitti أن فريقه يعمل على طرق أخرى لإطلاق الدواء. مثل استخدام تغيير في درجة الحرارة.
/web/2020/06
آليات النانو الحيوية قادرة على الاندماج في خلية لإصلاحها والتحكم في الجينوم
لا يوجد معلومات دقيقة متاحة حسب البحث
آليات النانو التي يمكنها الاتصال بالخلايا العصبية ونقل المعلومات إلى كمبيوتر خارجي
لا يوجد معلومات دقيقة متاحة حسب البحث
استبدال العصبونات بالحوسبة النانوية للدماغ
بحلول عام 2030 ، هذا ما ستتمكن أجهزة الكمبيوتر من القيام به
تؤدي التطورات في الحوسبة إلى تحول أنظمة الإنتاج والإدارة والحوكمة بأكملها. في هذه المقابلة ، تقول جوستين كاسيل ، العميد المشارك للتكنولوجيا والاستراتيجية والتأثير ، في كلية علوم الكمبيوتر بجامعة كارنيجي ميلون ، والرئيس المشارك لمجلس المستقبل العالمي للحوسبة ، إنه يجب علينا ضمان أن تعود هذه التطورات بالفائدة على كل المجتمع ، وليس فقط الأثرياء أو أولئك الذين يشاركون في "الاقتصاد الجديد".
أخبرني عن الاختراقات التكنولوجية التي رأيناها بالفعل ، وماذا تتوقع أن تراه في السنوات القادمة؟
تتعلق بعض الإنجازات المثيرة بإنترنت الأشياء. بنفس الطريقة التي نميل بها إلى التفكير في أجهزة الكمبيوتر كصناديق مستطيلة ، نميل إلى التفكير في الإنترنت على أنه نوع من الأثير الذي يطفو حولنا. لكن في الآونة الأخيرة ، حقق الباحثون اختراقات هائلة في خلق طريقة لجميع الكائنات للتواصل ؛ لذلك قد يتصل هاتفك بالثلاجة ، والتي قد تتصل بمصباح الإضاءة. في الواقع ، في المستقبل القريب ، سيصبح المصباح نفسه جهاز كمبيوتر ، يقوم بإسقاط المعلومات بدلاً من الضوء.
وبالمثل ، تتناول الحوسبة البيولوجية كيف يمكن للجسد نفسه أن يحسب ، وكيف يمكننا التفكير في المادة الجينية على أنها حوسبة.
يمكنك التفكير في الحوسبة البيولوجية كطريقة لحساب RNA أو DNA وفهم التكنولوجيا الحيوية كنوع من الكمبيوتر. أحد زملائي هنا في جامعة كارنيجي ميلون ، آدم فاينبرغ ، كان يطبع أنسجة القلب ثلاثية الأبعاد. لقد كان يصمم أجزاء من الجسم على جهاز كمبيوتر باستخدام نماذج دقيقة للغاية تعتمد على جسم الإنسان ، ثم استخدم تقنيات هندسية لإنشاء كائنات حية. هذا اختلاف جذري للغاية فيما نعتبره البنية التحتية الرقمية وهذا التحول يدعم تحولًا جذريًا في طريقة عملنا وحياتنا ومن نحن كبشر.
وتسمح لنا الحوسبة الكمومية بتخيل مستقبل حيث سيتم تحقيق اختراقات عظيمة في العلوم من خلال أجهزة الكمبيوتر التي لم تعد مرتبطة بثنائي بسيط من 0 و 1.
كيف تتغير الحوسبة؟ ما هي القوى الدافعة وراء هذه التغييرات؟
بعض الطرق التي تتغير بها الحوسبة الآن هي أنها تنتقل إلى أقمشة ملابسنا وتتحرك في أجسادنا. نحن الآن في طور تحسين الأطراف الصناعية التي لا تساعد الأشخاص في الوصول إلى شيء ما فحسب ، بل تساعد أيضًا في الوصول إلى تلك الأطراف الاصطناعية الآن ، والتي ترسل رسالة إلى الدماغ. كانت الأطراف الصناعية الأولى قادرة بأعجوبة كبيرة على أخذ رسالة من الدماغ واستخدامها للسيطرة على العالم. لكن تخيل كم هو مذهل إذا كان هذا الطرف الاصطناعي يخبر الدماغ أيضًا أنه قد استوعب شيئًا ما. هذا يغير حقًا طريقة تفكيرنا فيما يعنيه أن تكون إنسانًا ، إذا تأثرت أدمغتنا بحركة قطعة معدنية على حافة أيدينا.
كيف يمكن للتطورات في الحوسبة أن تؤثر على الصناعة والحكومات والمجتمع؟
بادئ ذي بدء ، هناك بالفعل اضطراب في جميع قطاعات الصناعة. كل شيء من قطاعي المعلومات والترفيه ، يمكن أن يتخيل الإعلانات التي تفهم مشاعرك عندما تنظر إليها باستخدام التعلم الآلي ؛ إلى التصنيع ، حيث يمكن للروبوتات الموجودة على خط الإنتاج أن تتعلم في الوقت الفعلي كدالة لما تدركه. يمكنك تخيل ذراع روبوت في مصنع يعيد تصنيع نفسه تلقائيًا عندما يتغير شكل الكائن الذي يتم وضعه في الصناديق. يتغير كل قطاع ، وحتى الخطوط الفاصلة بين قطاعات الصناعة أصبحت غير واضحة ، حيث تلتقي الطباعة ثلاثية الأبعاد والتعلم الآلي معًا على سبيل المثال ؛ كالتصنيع والمعلومات ؛ أو التصنيع والجسم معا.
ما الذي يجب القيام به لضمان تعظيم فوائدها وإبقاء المخاطر المرتبطة بها تحت السيطرة؟
إذا كنت تفكر في مستقبل الحوسبة كتقارب للبيولوجيا والمادية والرقمية (والكم ما بعد الرقمي) ، باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد ، والتكنولوجيا الحيوية ، والروبوتات للأطراف الاصطناعية ، وإنترنت الأشياء ، والمركبات المستقلة ، كأمثلة ، أنواع أخرى من الذكاء الاصطناعي ، يمكنك أن ترى إلى أي مدى ستتغير الحياة. نحتاج إلى التأكد من أن هذه التطورات تفيد المجتمع بأسره ، وليس فقط أعضاء المجتمع الأكثر ثراءً الذين قد يرغبون في هذه الأطراف الاصطناعية ، ولكن كل شخص يحتاج إليها.
سيكون أحد الأسئلة الأولى في المجلس ، كيف نؤسس حوكمة للابتكار العادل؟ كيف نعزز الفوائد العادلة لهذه التقنيات لكل أمة وكل شخص في كل أمة؟ وتعتبر الحوكمة من أعلى إلى أسفل النموذج الصحيح للتحكم في استخدام هذه التقنيات ، أو التعليم الأخلاقي من القاعدة إلى القمة لأولئك الذين يشاركون في تطوير التقنيات وتوزيعها ، وهي طريقة أفضل للتفكير في كيفية ضمان الاستخدام العادل ؟
https://www.weforum.org/agenda/2016/12/by-2030-this-is-what-computers-will-do/
النقل التدريجي لوظائف الدماغ إلى الكمبيوتر
تحميل العقل
على المدى الطويل ، إذا أردنا مطابقة سرعة وقدرة الأنظمة غير البيولوجية ، فربما يتعين علينا الاستغناء عن جوهرنا البيولوجي تمامًا.
قد يحدث هذا من خلال عملية تدريجية يتم فيها استبدال أجزاء من دماغنا بمرور الوقت ، أو عبر عملية مسح أدمغتنا وتحميل النتيجة على جهاز كمبيوتر ، ثم تحسين العمليات الناتجة. في كلتا الحالتين ، من المحتمل أن تكون النتيجة نظامًا غير بيولوجي معززًا ، على الأرجح نظام حسابي.
غالبًا ما تسمى عملية الترحيل من الدماغ إلى الكمبيوتر تحميل العقل ، أو مجرد التحميل للاختصار. انها تأخذ العديد من الأشكال المختلفة. يمكن أن يشمل الاستبدال التدريجي لأجزاء الدماغ (التحميل التدريجي) ، والمسح الفوري والتنشيط (التحميل الفوري) ، أو المسح الضوئي متبوعًا بالتنشيط لاحقًا (التحميل المتأخر). يمكن أن يتضمن تدمير أجزاء الدماغ الأصلية (التحميل المدمر) ، أو الحفاظ على الدماغ الأصلي (التحميل غير المدمر) ، أو إعادة بناء البنية المعرفية من السجلات (التحميل الترميمي). تمت مناقشته على نطاق واسع.
التحميل والوعي
البشر العاديون واعون. أي أن هناك شيئًا يشبه أن نكون نحن. لدينا تجارب واعية مع شخصية ذاتية: هناك شيء يشبه أن نراه ونسمع ونشعر ونفكر. تكمن هذه التجارب الواعية في صميم حياتنا العقلية ، وهي جزء أساسي مما يعطي لحياتنا معنى وقيمة. إذا فقدنا القدرة على الوعي ، فلن نتمكن بعد الآن من وجود إحساس مهم ، قبل التحميل ، من الضروري معرفة ما إذا كان التحميل الناتج سيكون واعيًا أم لا. للوعي ، إذن يمكن القول أنني غير موجود على الإطلاق. وإذا كان هناك إحساس بوجودي ، فإن هذا المعنى في أحسن الأحوال ينطوي على نوع من الوجود المتكدس. بدون وعي ، ستكون هذه حياة ذات معنى وقيمة متضائلة إلى حد كبير. هل يمكن أن يكون التحميل واعيًا؟ القضية معقدة بسبب حقيقة أن فهمنا للوعي ضعيف للغاية. لا أحد يعرف فقط لماذا أو كيف تؤدي عمليات الدماغ إلى الوعي. يكتشف علم الأعصاب تدريجيًا العديد من الارتباطات العصبية للوعي ، لكن برنامج البحث هذا يأخذ إلى حد كبير وجود الوعي على أنه أمر مفروغ منه. لا يوجد شيء حتى يقترب من نظرية أرثوذكسية عن سبب وجود الوعي في المقام الأول. في المقابل ، لا يوجد شيء حتى من الاقتراب من النظرية الأرثوذكسية حول أنواع الأنظمة التي يمكن أن تكون واعية وما لا يمكن أن تكون عليه. إحدى المشكلات المركزية هي أن الوعي يبدو حقيقة أخرى حول الأنظمة الواعية ، على الأقل بمعنى معرفة البنية المادية. من مثل هذا النظام لا يخبر كل شيء عن التجارب الواعية لمثل هذا النظام
تحميل الهوية الشخصية
افترض أنه يمكنني تحميل عقلي على جهاز كمبيوتر؟ هل ستكون النتيجة لي؟
