`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Леонид Бараш

Эра киборгов стартовала

+44
голоса

Медицинские имплантаты, сложные интерфейсы между мозгом и машиной или дистанционно управляемые насекомые: последние разработки, объединяющие машины и организмы, имеют большой потенциал, но и приводят к крупным этическим проблемам. В новом обзоре ученые из Технологического института Карлсруэ (KIT) обсудили состояние дел в области научных исследований, возможностей и рисков.

Они известны из научно-фантастических романов и фильмов – технически модифицированные организмы с экстраординарными возможностями, так называемые киборги. Это название происходит от английского термина «кибернетический организм». На самом деле, киборги, которые сочетают технические системы с живыми организмами, уже реальность. Проф. Кристоф Нимейер (Christof М. Niemeyer) из KIT и д-р Стефан Гисельбрехт (Stefan Giselbrecht) из Института биологических интерфейсов 1 (IBG 1) отмечают, что это особенно применимо к медицинским имплантатам.

В последние годы медицинские имплантаты на основе «умных» материалов, которые автоматически реагируют на изменяющиеся условия, системы CAD/CAM, получение на основе магниторезонансной томографии наборов данных и модификации поверхности для улучшения интеграции тканей позволили достичь значительного прогресса. Для успешной интеграции тканей и профилактики воспалительных реакций были разработаны специальные поверхностные покрытия также и при KIT, например, в рамках междисциплинарной программы «BioInterfaces».

Прогресс в области микроэлектроники и полупроводниковой технологии стал основой электронных имплантатов, контролирующих, восстанавливающих или улучшающих функции человеческого организма, например, кардиостимуляторов, имплантатов сетчатки глаза, слуховые имплантаты или имплантаты для глубокой стимуляции мозга при болях или терапии болезни Паркинсона. В настоящее время биоэлектронные разработки сочетаются с робототехническими системами для создания очень сложных нейропротезов. Ученые работают над интерфейсом мозг-машина (BMI) для прямого физического контакта с мозгом. BMI используются, среди прочего, для управления протезами и сложными движениями, такими как захват. Более того, они являются важными инструментами в неврологии, так как они дают представление о функционировании мозга. Помимо электрических сигналов, для связи между техническими устройствами и организмами могут быть использованы вещества, поступающие от имплантированных микро- и нанофлюидных систем.

BMI часто считаются поставщиками данных. Однако они также могут использоваться для подачи сигналов в головном мозге, что является крайне спорным вопросом с этической точки зрения. «Имплантированные BMI, которые подают сигналы нервам, мышцам или непосредственно мозгу, уже используются на регулярной основе, например, в кардиостимуляторах или имплантатах для глубокой стимуляции мозга, - объяснил проф. Кристоф М. Нимейер. - Но эти сигналы не планируется использовать для управления всем организмом - мозг большинства живых организмов слишком сложен».

Мозг низших организмов, таких как насекомые, является менее сложным. Как только сигнал подается, запускается некая программа движения, такая как бег или полет. Так называемые биоботы, т. е. крупные насекомые с имплантированными электронными и микрофлюидными блоками управления, используются в новом поколении инструментов, таких как небольшие летающие объекты для мониторинга и спасательных операций. Кроме того, они применяются в качестве модельных систем в нейробиологии, чтобы понять основные отношения.

Электрически активные медицинские имплантаты, которые используются в продолжении более длительного времени, зависят от надежного энергоснабжения. В настоящее время ученые работают над методами использования собственной тепловой, кинетической, электрической или химической энергии организма пациента.

В своем обзоре исследователи из KIT сделали вывод, что разработки, соединяющие технические устройства с организмами, имеют удивительный потенциал. Они могут значительно улучшить качество жизни многих людей. Тем не менее, этические и социальные аспекты всегда должны приниматься во внимание.

Эра киборгов стартовала

Связь между человеком и машиной - увлекательная область на границе химии, биомедицины и техники

+44
голоса

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT