बीमारी में अच्छे लक्ष्य वाले शॉट
हम कोरोना वायरस और इसके संक्रमण के खिलाफ एक प्रभावी दवा और वैक्सीन की तलाश कर रहे हैं। फिलहाल हमारे पास सिद्ध प्रभावशीलता वाली दवाएं नहीं हैं। हालाँकि, बीमारियों से लड़ने का एक और तरीका है, जो जीव विज्ञान और चिकित्सा की तुलना में प्रौद्योगिकी की दुनिया से अधिक संबंधित है...
1998 में, यानी. ऐसे समय में जब अमेरिकी खोजकर्ता केविन ट्रेसी (1) ने चूहों पर अपने प्रयोग किए, वेगस तंत्रिका और शरीर में प्रतिरक्षा प्रणाली के बीच कोई संबंध नहीं देखा गया। ऐसा संयोजन लगभग असंभव माना जाता था।
लेकिन ट्रेसी को इसके अस्तित्व पर यकीन था। उन्होंने एक हाथ से पकड़े जाने वाले विद्युत आवेग उत्तेजक को जानवर की तंत्रिका से जोड़ा और बार-बार "इंजेक्शन" से उसका इलाज किया। फिर उन्होंने चूहे को टीएनएफ (ट्यूमर नेक्रोसिस फैक्टर) दिया, एक प्रोटीन जो जानवरों और मनुष्यों दोनों में सूजन से जुड़ा होता है। जानवर को एक घंटे के भीतर गंभीर रूप से सूजन हो जानी चाहिए थी, लेकिन जांच करने पर पता चला कि टीएनएफ 75% अवरुद्ध था।
यह पता चला कि तंत्रिका तंत्र एक कंप्यूटर टर्मिनल के रूप में कार्य करता है, जिसके साथ कोई भी संक्रमण को शुरू होने से पहले ही रोक सकता है या इसके विकास को रोक सकता है।
तंत्रिका तंत्र को प्रभावित करने वाले सही ढंग से क्रमादेशित विद्युत आवेग महंगी दवाओं के प्रभाव को प्रतिस्थापित कर सकते हैं जो रोगी के स्वास्थ्य के लिए महत्वपूर्ण हैं।
रिमोट बॉडी कंट्रोल
इस खोज ने एक नई शाखा खोली जिसे कहा जाता है बायोइलेक्ट्रॉनिक्स, जो सावधानीपूर्वक नियोजित प्रतिक्रियाओं को उत्पन्न करने के लिए शरीर को उत्तेजित करने के लिए तेजी से लघु तकनीकी समाधानों की तलाश कर रहा है। प्रौद्योगिकी अभी भी अपनी प्रारंभिक अवस्था में है. इसके अलावा, इलेक्ट्रॉनिक सर्किट की सुरक्षा को लेकर भी गंभीर चिंताएं हैं। हालाँकि, फार्मास्युटिकल दवाओं की तुलना में इसके बहुत बड़े फायदे हैं।
मई 2014 में, ट्रेसी ने न्यूयॉर्क टाइम्स को बताया कि बायोइलेक्ट्रॉनिक प्रौद्योगिकियां फार्मास्युटिकल उद्योग की जगह सफलतापूर्वक ले सकती हैं और हाल के वर्षों में इसे अक्सर दोहराया है।
जिस कंपनी की उन्होंने स्थापना की, सेटप्वाइंट मेडिकल (2), ने पहली बार दो साल पहले बोस्निया और हर्जेगोविना के बारह स्वयंसेवकों के एक समूह में नई थेरेपी का इस्तेमाल किया। उनकी गर्दन में छोटे वेगस तंत्रिका उत्तेजक यंत्र लगाए गए थे, जो विद्युत संकेत उत्सर्जित करते हैं। आठ लोगों में, परीक्षण सफल रहा - तीव्र दर्द कम हो गया, प्रो-इंफ्लेमेटरी प्रोटीन का स्तर सामान्य हो गया, और, सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि नई विधि से गंभीर दुष्प्रभाव नहीं हुए। इसने टीएनएफ के स्तर को लगभग 80% तक कम कर दिया, इसे पूरी तरह से खत्म किए बिना, जैसा कि फार्माकोथेरेपी के मामले में होता है।
2. सेटपॉइंट मेडिकल बायोइलेक्ट्रॉनिक चिप
वर्षों के प्रयोगशाला अनुसंधान के बाद, 2011 में सेटप्वाइंट मेडिकल, जिसमें फार्मास्युटिकल कंपनी ग्लैक्सोस्मिथक्लाइन द्वारा निवेश किया गया था, ने बीमारी से लड़ने के लिए तंत्रिका-उत्तेजक प्रत्यारोपण का नैदानिक परीक्षण शुरू किया। अध्ययन में शामिल दो-तिहाई मरीज़ जिनकी गर्दन में वेगस तंत्रिका से जुड़े 19 सेमी से अधिक लंबे प्रत्यारोपण थे, उनमें सुधार, दर्द और सूजन में कमी का अनुभव हुआ। वैज्ञानिकों का कहना है कि यह तो बस शुरुआत है और उनकी योजना अस्थमा, मधुमेह, मिर्गी, बांझपन, मोटापा और यहां तक कि कैंसर जैसी अन्य बीमारियों का भी विद्युत उत्तेजना से इलाज करने की है। बेशक, COVID-XNUMX जैसे संक्रमण भी।
एक अवधारणा के रूप में, बायोइलेक्ट्रॉनिक्स सरल है। संक्षेप में, यह तंत्रिका तंत्र को संकेत भेजता है जो शरीर को खुद की मरम्मत करने के लिए कहता है।
हालाँकि, हमेशा की तरह, समस्या विवरणों में निहित है, जैसे कि सही व्याख्या और तंत्रिका तंत्र की विद्युत भाषा का अनुवाद. सुरक्षा एक और मुद्दा है। आखिरकार, हम वायरलेस तरीके से नेटवर्क (3) से जुड़े इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के बारे में बात कर रहे हैं, जिसका अर्थ है -।
जिस तरह से वह बात करता है आनंद रघुनाथनपर्ड्यू विश्वविद्यालय में इलेक्ट्रिकल और कंप्यूटर इंजीनियरिंग के प्रोफेसर, बायोइलेक्ट्रॉनिक्स "मुझे किसी के शरीर का रिमोट कंट्रोल देते हैं।" यह भी एक गंभीर परीक्षा है लघुरूपण, जिसमें न्यूरॉन्स के नेटवर्क से कुशलतापूर्वक जुड़ने के तरीके शामिल हैं जो उचित मात्रा में डेटा प्राप्त करने की अनुमति देंगे।
3. मस्तिष्क प्रत्यारोपण जो वायरलेस तरीके से संचार करते हैं
बायोइलेक्ट्रॉनिक्स के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए बायोसाइबरनेटिक्स (अर्थात, जैविक साइबरनेटिक्स), न ही बायोनिक्स के साथ (जो बायोसाइबरनेटिक्स से उत्पन्न हुआ)। ये अलग-अलग वैज्ञानिक अनुशासन हैं। उनका सामान्य भाजक जैविक और तकनीकी ज्ञान का संदर्भ है।
अच्छे ऑप्टिकली सक्रिय वायरस के बारे में विवाद
आज, वैज्ञानिक ऐसे प्रत्यारोपण बना रहे हैं जो कैंसर से लेकर सामान्य सर्दी तक विभिन्न प्रकार की स्वास्थ्य समस्याओं से निपटने के प्रयास में तंत्रिका तंत्र से सीधे संवाद कर सकते हैं।
यदि शोधकर्ता सफल रहे और बायोइलेक्ट्रॉनिक्स व्यापक हो गया, तो एक दिन लाखों लोग अपने तंत्रिका तंत्र से जुड़े कंप्यूटरों के साथ घूम सकते थे।
सपनों के दायरे में, लेकिन पूरी तरह से अवास्तविक नहीं, उदाहरण के लिए, प्रारंभिक चेतावनी प्रणालियाँ हैं, जो विद्युत संकेतों का उपयोग करके, शरीर में ऐसे कोरोनोवायरस की "यात्रा" का तुरंत पता लगाती हैं और उस पर सीधे हथियार (औषधीय या यहां तक कि नैनोइलेक्ट्रॉनिक) लगाती हैं। . आक्रामक तब तक जब तक वह पूरी व्यवस्था पर हमला नहीं कर देता।
शोधकर्ता एक ऐसी विधि खोजने के लिए संघर्ष कर रहे हैं जो एक साथ सैकड़ों-हजारों न्यूरॉन्स के संकेतों को समझ सकेगी। बायोइलेक्ट्रॉनिक्स के लिए सटीक रिकॉर्डिंग और विश्लेषण आवश्यक हैताकि वैज्ञानिक स्वस्थ लोगों में बुनियादी तंत्रिका संकेतों और एक निश्चित बीमारी वाले व्यक्ति द्वारा उत्पादित संकेतों के बीच विसंगतियों की पहचान कर सकें।
तंत्रिका संकेतों को रिकॉर्ड करने का पारंपरिक तरीका अंदर इलेक्ट्रोड के साथ छोटे जांच का उपयोग करना है, जिसे कहा जाता है। उदाहरण के लिए, एक प्रोस्टेट कैंसर शोधकर्ता एक स्वस्थ चूहे की प्रोस्टेट ग्रंथि से जुड़ी तंत्रिका में क्लैंप लगा सकता है और गतिविधि को रिकॉर्ड कर सकता है। ऐसा ही उस प्राणी के साथ किया जा सकता है जिसका प्रोस्टेट आनुवंशिक रूप से घातक ट्यूमर पैदा करने के लिए संशोधित किया गया था। दोनों तरीकों से कच्चे डेटा की तुलना करने से यह पता चलेगा कि कैंसर वाले चूहों में तंत्रिका संकेत कितने अलग हैं। ऐसे डेटा के आधार पर, कैंसर के इलाज के लिए एक सुधारात्मक संकेत को बायोइलेक्ट्रॉनिक डिवाइस में प्रोग्राम किया जा सकता है।
लेकिन उनमें कमियां हैं. वे एक समय में केवल एक सेल का चयन कर सकते हैं, इसलिए वे बड़ी तस्वीर देखने के लिए पर्याप्त डेटा एकत्र नहीं करते हैं। जिस तरह से वह बात करता है एडम ई. कोहेनहार्वर्ड में रसायन विज्ञान और भौतिकी के प्रोफेसर, "यह एक तिनके के माध्यम से एक ओपेरा को देखने की कोशिश करने जैसा है।"
उभरते हुए क्षेत्र के विशेषज्ञ कोहेन को बुलाया गया ऑप्टोजेनेटिक्स, का मानना है कि यह बाहरी पैच की सीमाओं को पार कर सकता है। उनका शोध रोग की तंत्रिका भाषा को समझने के लिए ऑप्टोजेनेटिक्स का उपयोग करने का प्रयास करता है। समस्या यह है कि तंत्रिका गतिविधि व्यक्तिगत न्यूरॉन्स की आवाज़ से नहीं, बल्कि एक दूसरे के संबंध में कार्य करने वाले उनके पूरे ऑर्केस्ट्रा से आती है। एक समय में एक को देखने से आपको समग्र दृष्टिकोण नहीं मिलता है।
ऑप्टोजेनेटिक्स की शुरुआत 90 के दशक में हुई, जब वैज्ञानिकों को पता चला कि बैक्टीरिया और शैवाल में ऑप्सिन नामक प्रोटीन प्रकाश के संपर्क में आने पर बिजली उत्पन्न करते हैं। ऑप्टोजेनेटिक्स इस तंत्र का शोषण करता है।
ऑप्सिन जीन को एक हानिरहित वायरस के डीएनए में डाला जाता है, जिसे फिर परीक्षण विषय के मस्तिष्क या परिधीय तंत्रिका में इंजेक्ट किया जाता है। वायरस के आनुवंशिक अनुक्रम को बदलकर, शोधकर्ता विशिष्ट न्यूरॉन्स को लक्षित करते हैं, जैसे कि ठंड या दर्द की भावनाओं के लिए जिम्मेदार, या मस्तिष्क के कुछ क्षेत्रों को कुछ कार्यों या व्यवहारों के लिए जिम्मेदार माना जाता है।
फिर त्वचा या खोपड़ी के माध्यम से एक ऑप्टिकल फाइबर डाला जाता है, जो इसके सिरे से प्रकाश को उस स्थान तक पहुंचाता है जहां वायरस स्थित है। ऑप्टिकल फाइबर से प्रकाश ऑप्सिन को सक्रिय करता है, जो बदले में एक विद्युत चार्ज का संचालन करता है जो न्यूरॉन को "प्रकाश" करने का कारण बनता है (4)। इस तरह, वैज्ञानिक चूहों की प्रतिक्रियाओं को नियंत्रित कर सकते हैं, जिससे आदेश पर नींद और आक्रामकता पैदा हो सकती है।
4. प्रकाश-नियंत्रित न्यूरॉन
लेकिन विशिष्ट रोगों में शामिल न्यूरॉन्स को सक्रिय करने के लिए ऑप्सिन और ऑप्टोजेनेटिक्स का उपयोग करने से पहले, विशेषज्ञों को न केवल यह निर्धारित करने की आवश्यकता है कि कौन से न्यूरॉन्स बीमारी के लिए जिम्मेदार हैं, बल्कि यह भी निर्धारित करना होगा कि रोग तंत्रिका तंत्र के साथ कैसे संपर्क करता है।
बिल्कुल कंप्यूटर की तरह, न्यूरॉन्स बात करते हैं द्विआधारी भाषा, एक शब्दकोश के आधार पर कि उनका सिग्नल चालू है या बंद है। इन परिवर्तनों का क्रम, समय और तीव्रता सूचना प्रसारित करने के तरीके को निर्धारित करती है। हालाँकि, यदि किसी बीमारी को अपनी भाषा में बोलने के लिए माना जा सकता है, तो एक अनुवादक आवश्यक है।
कोहेन और उनके सहयोगियों को लगा कि ऑप्टोजेनेटिक्स इसे संभाल सकता है। इसलिए उन्होंने प्रक्रिया को उल्टा डिज़ाइन किया - न्यूरॉन्स को सक्रिय करने के लिए प्रकाश का उपयोग करने के बजाय, वे अपनी गतिविधि को रिकॉर्ड करने के लिए प्रकाश का उपयोग करते हैं।
ऑप्सिन सभी प्रकार की बीमारियों के इलाज का एक तरीका हो सकता है, लेकिन वैज्ञानिकों को संभवतः ऐसे बायोइलेक्ट्रॉनिक उपकरण विकसित करने की आवश्यकता होगी जो उनका उपयोग न करें। आनुवंशिक रूप से संशोधित वायरस का उपयोग अधिकारियों और समाज के लिए अस्वीकार्य हो जाएगा। इसके अलावा, ऑप्सिन दृष्टिकोण जीन थेरेपी पर आधारित है, जिसने अभी तक नैदानिक परीक्षणों में ठोस सफलता हासिल नहीं की है, यह बहुत महंगा है, और गंभीर स्वास्थ्य जोखिम उठाता प्रतीत होता है।
कोहेन ने दो विकल्पों का उल्लेख किया है। उनमें से एक में ऐसे अणु शामिल होते हैं जो ऑप्सिन की तरह व्यवहार करते हैं। दूसरा ऑप्सिन जैसे प्रोटीन में परिवर्तित करने के लिए आरएनए का उपयोग करता है क्योंकि यह डीएनए को नहीं बदलता है, इसलिए जीन थेरेपी का कोई जोखिम नहीं है। और फिर भी मुख्य समस्या क्षेत्र में प्रकाश उपलब्ध कराना. अंतर्निर्मित लेजर के साथ मस्तिष्क प्रत्यारोपण के डिज़ाइन मौजूद हैं, लेकिन उदाहरण के लिए, कोहेन बाहरी प्रकाश स्रोतों का उपयोग करना अधिक उपयुक्त मानते हैं।
लंबी अवधि में, बायोइलेक्ट्रॉनिक्स (5) मानवता के सामने आने वाली सभी स्वास्थ्य समस्याओं के व्यापक समाधान का वादा करता है। इस समय यह एक बहुत ही प्रायोगिक क्षेत्र है।
हालाँकि, यह निस्संदेह बहुत दिलचस्प है।
