ورود ریزتراشه‌های درمانگر به دنیای پزشکی
میترا جلیلی – ایران : دنیای علم پزشکی در پیوند با فناوری‌های نوین، پیشرفتی فوق‌العاده داشته و مدتی است که استفاده از ریزتراشه‌های بسیار کوچک دروازه‌ای جدید به روی بخش درمان و پزشکی باز کرده است. این ریزتراشه‌ها با ضخامت باریک‌تر از مو، تاکنون در نمونه‌های اولیه موفق شده‌اند گفتار و حرکت را به بیماران بازگردانند. چنین ایمپلنت‌هایی همچنین در درمان بیماری‌های مزمن مانند دیابت، سرطان و انواع عفونت‌ها هم نقش‌آفرینی داشته‌اند.
فناوری روباتیک نرم
یکی از پیشرفت‌های بزرگ بشر در حوزه درمان، ایمپلنت‌ها و ریزتراشه‌های دارویی مجهز به هوش مصنوعی بوده‌اند که بسیاری، از آن به عنوان «انقلابی» برای درمان بیماری‌های مزمن یاد می‌کنند و این فناوری بسیار مورد استقبال قرار گرفته است. فناوری‌های جدید مبتنی بر هوش مصنوعی می‌توانند برای درمان طیف وسیعی از بیماری‌های مزمن و طولانی‌مدت ازجمله دیابت مورد استفاده قرار بگیرند. یکی از مشکلات چنین بیمارانی، این است که داروهای خود را بموقع مصرف نمی‌کنند به همین دلیل هم تأثیر آن به حداقل ممکن می‌رسد و در روند درمان آنها اختلالاتی ایجاد میشود. در همین راستا دانشمندان یک ایمپلنت پزشکی جدید مجهز به هوش مصنوعی ابداع کرده‌اند که می‌تواند تشخیص دهد بیمار چه زمانی برای تنظیم وضعیت خود، به دارو نیاز دارد.
این ایمپلنت می‌تواند به ترشح انسولین دربدن، در زمان مورد نیاز کمک کند. درمان انواع عفونت‌ها با آنتی‌بیوتیک‌ها هم نیاز به یک برنامه زمانبندی شده دارد ولی بسیاری از بیماران نسبت به آن بی‌اعتنا هستند درنتیجه به راحتی درمان نمی‌شوند. ولی این ایمپلنت می‌تواند به این نیاز بیماران هم پاسخی مناسب بدهد.
محققان مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) و دانشگاه گالوی این ریزتراشه را با استفاده از فناوری روباتیک نرم طراحی کرده‌اند. درواقع این ریزتراشه می‌تواند تشخیص دهد که دارو باید چه زمانی وارد بدن شود. همچنین می‌تواند دارو را برای مدت طولانی نگاه داشته و بر حسب نیاز، آن را در بدن آزاد کند. در این فناوری، دانشمندان از یک تکنیک جدید به نام مکانیوتراپی استفاده کرده‌اند که طی آن ایمپلنت‌های روباتیک نرم، حرکات منظمی را در بدن انجام می‌دهند تا از زخم شدن بافت‌های بدن جلوگیری شود. به گفته دانشمندان، فناوری‌های مورد استفاده این تیم می‌تواند دقت تحویل دارو به بیماران را بسیار بالا ببرد و محققان امیدوارند این کشف بتواند دوز ثابت داروها را در دوره‌های طولانی و بدون دخالت پزشک، به بیماران ارائه دهد.
راه رفتن دوباره بیماران
با تلاش محققان و دانشمندان حوزه پزشکی و فناوری و با استفاده از ریزتراشه‌ها در ستون فقرات، حالا مشکل راه رفتن بیماران مبتلا به بیماری پارکینسون قابل حل شدن است. تشخیص این بیماری چندان ساده نیست و گاه زمانی شناخته میشود که دیگر بیمار نمی‌تواند راه برود. قرار دادن ریزتراشه فناورانه در ستون فقرات توسط محققان سوئیسی، بسیار امیدوارکننده بوده است. البته نصب این ایمپلنت چندان کار ساده‌ای نیست. بیمار ابتدا یک الکترود توری در اطراف قسمتی از ستون فقرات دریافت می‌کند تا سیگنال‌هایی به عضلات پای او ارسال شود. سپس یک واحد کنترل متصل میشود که مدل‌های حرکتی دارد و نحوه حرکت پاهای بیمار کاملاً رصد میشود به این ترتیب میزان پیشرفت وی در راه رفتن کاملاً مشخص میشود.
هوش مصنوعی، صدای بیماران
دانشمندان در تلاش برای بازگرداندن گفتار به افرادی که به دلیل آسیب‌های مغزی و سایر بیماری‌ها کاملاً ساکت شده‌اند هم تاکنون گام مهمی به جلو برداشته‌اند.
به‌تازگی دو تیم پژوهشی، رکوردهای جدیدی از سرعت و دقت را برای سیستم‌های رابط مغز و رایانه (BCI) با کمک هوش مصنوعی به نمایش گذاشته‌اند. بیماران با کمک این ریزتراشه‌های مجهز به هوش مصنوعی قادر به ارتباط گرفتن با دیگران شده‌اند. این ریزتراشه‌ها می‌توانند متن را با استفاده از برنامه‌های رایانه‌ای که صدای بیمار را تقلید می‌کنند، به گفتار ترجمه کنند. در تلاشی دیگر، یک گروه موفق به ساخت یک آواتار دیجیتالی شده‌اند که بیماران مبتلا به اسکلروز جانبی آمیوتروفیک (ALS) برای برقراری ارتباط، با حرکات دقیق صورت از آن استفاده می‌کنند. این بیماران ممکن است توانایی ماهیچه‌های مورد نیاز برای صحبت کردن را از دست بدهند درنتیجه، چنین ایمپلنت‌هایی می‌توانند به آنها کمک کنند تا با دیگران ارتباط بگیرند.
این ایمپلنت در ناحیه مغزی مسئول حرکت ماهیچه‌های دهان و صورت که گفتار را تولید می‌کنند، قرار داده شد. در اینجا، سیگنال‌های الکتریکی نشان‌دهنده حرکات ریز در فک، دهان و زبان هنوز وجود دارند، حتی اگر عضلات مورد نیاز برای عمل روی آنها دیگر به درستی کار نکنند. این گروه موفق شدند با آموزش الگوریتم هوش مصنوعی، اطلاعاتی را از این مناطق استخراج کنند که سیگنال‌های تولید شده هنگام تلاش بیمار برای خواندن جملات را می‌خواند. با این مدل احتمال آماری می‌توان صداهای کلمات خاص را بر اساس فعالیت مغز بیمار حدس زد، درست مانند روشی که «چت جی پی تی» حدس می‌زند در پاسخ به یک درخواست، چه چیزی بنویسد. درنهایت هم خروجی از طریق یک مدل زبان اجرا شد.
درمان هوشمند سرطان پستان
طبق گزارش سازمان بهداشت جهانی، سرطان پستان دومین سرطان شایع جهان بویژه در میان زنان است و سالانه بیش از 2.3میلیون نفر به این بیماری مبتلا می‌شوند که البته حداقل منجر به مرگ 3درصد این بیماران میشود. با توجه به اهمیت موضوع، فناوری‌های نوین به مدیریت و درمان سریع‌تر این سرطان ازطریق توسعه ایمپلنت‌های هوشمند می‌پردازد. این تکنولوژی به آزاد شدن تدریجی داروهای شیمی درمانی بیماران کمک می‌کند. شیمی درمانی نقش اساسی در درمان بیماران ایفا می‌کند ولی اثرات جانبی دارد درحالی که این فناوری می‌تواند با ارسال متمرکز دارو به بافت مورد نظر، هم به درمان مؤثرتر و هم کاهش اثرات جانبی داروها کمک کند. درواقع به این ترتیب داروهای شیمی درمانی درست به سلول‌های سرطانی حمله می‌کنند و بدون آسیب رساندن به سلول‌های سالم، از عود بیماری جلوگیری می‌کنند.
درواقع این نخستین بار است که دانشمندان از فناوری پرینت چهار بعدی برای ساخت ایمپلنت‌های هوشمند و انعطاف‌پذیر بهره گرفته‌اند تا به زنانی که از سرطان پستان رنج می‌برند کمک شود. چنین ریزتراشه‌هایی عملاً برای بیماران شخصی‌سازی می‌شوند تا با توجه به فرم بدن بیماران، ساخته و در بدن آنها کاشته شود. ایمپلنت‌ها با استفاده از بیوپرینترهای 4بعدی ساخته شده‌اند که شامل دوکسوروبیسین است. دوکسوروبیسین هیدروکلراید (doxorubicin hydrochloride) یک داروی ضد سرطان است که با ایجاد تداخل در DNA سلول‌های سرطانی عمل می‌کند. این داروی شیمی درمانی ایمپلنت‌ها را قادر می‌سازد که سایز و شکل خود را باتوجه به شکل حفره پستان تغییر دهند. با توجه به اندازه کوچک این ایمپلنت‌ها انتظار می‌رود در آینده بتوان آنها را با توجه به وضعیت و شکل بدنی بیماران، در بیمارستان‌ها تولید کرد که این امر هزینه‌های بیماران را کاهش می‌دهد.
مدتی است که ایلان ماسک مدیرعامل شرکت‌های اسپیس ایکس، تسلا و شبکه اجتماعی ایکس هم به این حوزه وارد شده و می‌خواهد با استفاده از ریزتراشه‌های مغزی با نام نورالینک(Neuralink) و قرار دادن الکترود در مغز بیماران فلج، به بهبود آنها کمک کند.
ترک اعتیاد با ایمپلنت‌ها
دانشمندان و محققان حوزه علم پزشکی و فناوری در امریکا هم تصمیم گرفته‌اند برای درمان بیماران مبتلا به اعتیاد از ایمپلنت‌های مغزی استفاده کنند. به بیماران مبتلا به اعتیاد شدید به مواد افیونی، ایمپلنت‌های مغزی داده میشود تا به کاهش ولع آنان نسبت به دریافت مواد مخدر، کمک کند. کاشت این ایمپلنت که دستگاه «پیس میکر برای مغز» نامیده میشود، با اسکن مغز شروع میشود. پس از جراحی، پزشکان یک سوراخ کوچک در جمجمه ایجاد می‌کنند تا یک الکترود کوچک یک میلیمتری را در ناحیه خاصی از مغز وارد کنند و با اعتیاد مقابله شود. یک باتری زیر استخوان ترقوه قرار می‌گیرد و فعالیت مغز از راه دور توسط تیم پزشکان، روانشناسان و متخصصان اعتیاد کنترل میشود. درواقع دانشمندان در تلاش هستند تا برای درمان بیماران معتاد از روش تحریک عمقی مغز (DBS) استفاده کنند. این روش تاکنون برای درمان بیماری پارکینسون، صرع و اختلال وسواس فکری استفاده شده است.