Имплантируемые технологии - Студенческий научный форум

XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

Имплантируемые технологии

Решетникова Е.А. 1
1 БГУ им. Петровского
 Комментарии
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

С каждым днем возрастает число людей, подключенных к устройствам, причем эти устройства в большей степени становятся подсоединенными к их телам.

В данный момент большинство имплантируемых устройств выполняют оздоровительные функции (кардиостимуляторы и кохлеарные импланты). Однако уже 2025 году большинство респондентов прогнозируют появление такой технологии как имплантируемый мобильный телефон.

Именно это изобретение станет переломным моментом в развитии вживляемых технологий. Оно повлечет за собой волну имплантируемых устройств способных выполнять функции связи, определения местоположения и мониторинга поведения. Продолжится массовый выпуск устройств для поддержания и улучшения здоровья. Эти устройства будут способны измерять параметры болезней, что в свою очередь позволит людям предпринимать необходимые меры раньше; посылать данные в центры мониторинга или, возможно, автоматически давать необходимую дозу лекарства.

Уже сегодня есть пациенты, которые используют имплантированные устройства, работающие совместно с мобильным приложением для того, чтобы контролировать течение болезни или даже ее лечить.

Имплантируемые технологии, история развития.

Электронные имплантаты (лат. «plantatio» — пересадка) — электронные приборы, вживлённые в тело биологического существа (человека или животного).

Если обратиться к истории имплантированных технологий, то первые импланты появились в начале 20-го века, это были кости и суставы, созданные из полимеров. По своим свойствам искусственные органы немногим уступали настоящим.

Одним из наиболее удачных изобретений оказалась имплантируемая «улитка», вживляемая в во внутреннее ухо людям с серьёзными нарушениями слуха. Эта технология легла в основу кохлеарной имплантации и в скором времени получила широкое распространение по всему миру.

В 2010 году в мире было зарегистрировано около 219 000 людей имеющих кохлеарные имплантаты.

Однако электронные импланты применяются не только в кохлеарном протезировании.

В декабре 2002 года была проведена операция, в результате которой 39-летний Марк Мержер вновь получил способность ходить. Ему было вживлено в нервы и мышцы ног 15 электродов, соединенных с процессором в брюшной полости. Он смог руководить своей походкой с помощью кнопок на костылях, которые служат пультом дистанционного управления. 

19 декабря 2001 компанией Applied Digital Solutions был впервые представлен чип-имплантат VeriChip, основанный на технологии RFID (Radio Frequency IDentification), который может содержать до шести строк информации — медицинской, или любой другой. Модифицированная версия чипа со встроенной GPS, по мнению производителей, поможет при поисках похищенных людей. 17 июля 2003 ADS начала «чипизацию» Мексики: через год 10000 жителей этой страны стали носить в своем теле имплантаты, а в 70 % больниц появились устройства, которые считывают с чипов информацию.

В 2016 году впервые удалось с помощью вживленного микрочипа в мозг человека с травмой позвоночника восстановить движение конечности. Пациент имел сломанную шею и мог двигать только плечами и немного одним локтем. В результате функциональной МРТ удалось установить, что участки моторной коры активируются тогда, когда пациент пытался повторить движения верхних конечностей. В эти участки были имплантированы микрочипы, которые могут уловить сигнал нейронной активности, когда данный пациент хочет двигать рукой. Сигнал от микрочипа направляется в компьютер, который отсылает сигналы в специальный браслет на руке пациента. Браслет уже передает сигнал о движении. В результате, пациент может выполнять достаточно сложные движения руки, пальцев и может поднять стакан воды или играть на компьютерной модели гитары.

Однако все приведенные сведения это лишь история развития электронных имплантов, куда более интересным аспектом являются прогнозы ученых относительно новых разработок в области имплантируемых технологий.

Имплантируемые технологии, которые могут стать частью нашей жизни

В данный момент сложные имплантируемые технологии являются для человечества чем-то из разряда фантастики, которую мы привыкли видеть на экранах телевизоров и кинотеатров. Однако по прогнозам ученых уже нынешнее поколение будет жить в мире, который не мыслит себя без имплантируемых технологий. Вот несколько примеров технологий, которые находятся в стадии активной разработки и вполне возможно, скоро станут привычными для нашего тела.

Имплантируемый смартфон

Современное поколение не мыслит себя без телефонов и ученые намерены еще больше укрепить эту «связь» между гаджетом и человеком. Примеры такой интеграции уже есть. В недавнем времени художник Энтони Антонеллис имплантировал себе в руку RFID-чип, который может сохранять и передавать в смартфон изображения.Группа исследователей экспериментирует со встроенными датчиками, которые превращают человеческие кости в живые колонки. Другие работают над глазными имплантатами, которые позволяют фотографировать видимое изображение и передавать его в любое локальное хранилище, например, в тот же самый RFID-чип. В качестве экрана специалисты компании Autodesk предложили свой «имплантируемый интерфейс пользователя», который способен показывать изображения через искусственную кожу. Другой вариант - эти же изображения могут напрямую транслироваться в глазной имплантат.

Роботы в кровеносных сосудах

Разработчики из бостонского Brigham and Women’s Hospital разработали компьютерный чип-убийцу рака, который может «жить» в крови пациента. Это так называемый микрофлюидный чип, покрытый длинными нитями ДНК, которые абсорбируют злокачественные раковые клетки. Действие этого чипа в крови напоминает движение и питание медузы в океане, только здесь питанием являются клетки рака. Причем раковые клетки могут быть извлечены из чипа позднее, если их необходимо изучить для диагностики.

Разработчики утверждают, что этот механизм захвата и высвобождения может использоваться как для диагностических целей, так и для терапевтического лечения при борьбе с раком.

В ближайшее время предполагается тестирования этой технологии на людях.

Электронные таблетки

Имплантаты могут коммуницировать не только с вашим смартфоном, они могут даже напрямую "общаться" с вашим врачом. В частности, британская исследовательская фирма разрабатывает электронные пилюли со встроенным микропроцессором, который может отправлять сообщения врачу непосредственно из вашего тела. Эти миниатюрные устройства передают врачу "внутреннюю информацию", которая позволяет врачу убедиться, что вы правильно используете прописанные им медикаменты и они дают именно тот эффект, который необходим. Специальные пилюли, как полагается, будут просто заглатываться, а затем выводиться естественным путем.

Умная пыль

Smart Dust (в переводе с английского "умная пыль") – технология, находящаяся пока на очень ранней стадии развития, однако идея ее по-настоящему захватывает. Smart Dust – это миниаюрный компьютер, размер которого соизмерим с размерами песчинки. Ученые полагают, что если "загрузить" в человеческий организм множество таких компьютеров и научиться выстраивать их в специальную матрицу, можно влиять на те или иные процессы в человеческом организме, например, убивать клетки рака или уменьшать боль.

Мозг как компьютер

Исследователи из компании BrainGate в результате долгих экспериментов пришли к выводу, что сигналы нейронов головного мозга можно в реальном времени декодировать компьютером и использовать для управления различными девайсами. Данное открытие, по сути, означает, что можно разработать девайс или технологию, с помощью которых человек сможет пользоваться интернетом, просто подумав об этом. По прогнозам Intel, практическое использование интерфейса компьютер-мозг человека начнется еще до 2021 года. 

Эффекты, ожидаемые от имплантируемых технологий

Положительный эффект:

Рост эффективности лечения;

Повышение самодостаточности;

Улучшение принятия решений;

Распознавание образов и доступность персональных данных (анонимная сеть, которая будет «работать внутри» людей).

Отрицательный эффект:

Нарушение частной жизни (потенциальное наблюдение);

Снижение уровня безопасности данных;

Эскапизм и выработка зависимости;

Повышение уровня нервно-психического возбуждения (то есть синдром дефицита внимания).

Неопределенный или одновременно и положительный, и отрицательный эффект:

Увеличение продолжительности жизни;

Изменение характера взаимоотношений между людьми;

Изменения взаимодействия и взаимоотношений между людьми;

Идентификация в режиме реального времени;

Культурное изменение (вечная память).

Рассмотрев историю развития имплантирования, а так же изучив устройства, скорейшее внедрение которых прогнозируют ученые. Можно сделать вывод о том, что имплантированные технологии значительно улучшат жизнь человека. Они смогут продлить жизнь и избавить человечество от неизлечимых, в данный момент, заболеваний, таких как рак. Однако они же повлекут за собой зависимость и снижение уровня безопасности информации. Поэтому однозначно сказать имплантируемые технологии это – «хорошо» или «плохо», невозможно. Остается только ожидать и наблюдать к чему все это приведет.

Просмотров работы: 89