Ceea ce ne da caracterul nostru uman este creierul. Oricare alta parte a anatomiei noastre poate sa fie asemanatoare sau inferioara unei structuri corespunzatoare unei alte specii. Creierul este foarte asemanator cu cel al altor mamifere, mult mai mici si mai simple. Miliardele de sinapse, zeci de tipuri de neuroni diferiti, unii probabil specifici omului, fac ca acesta sa fie diferit, special. Ca si structura, creierul uman pare sa nu se fi schimbat catusi de putin de la prima aparitie a lui Homo Sapiens, acum circa 150 000 de ani. Ascensiunea culturala si tehnologica pare sa se fi produs fara o crestere apreciabila a dimensiunii creierului. Insa aceasta ascensiune ne-a modificat radical modul de viata, iar astazi, cu tehnologia actuala, fiecare organ poate fi inlocuit cu unul artificial atunci cand nu-si mai indeplineste functiile corect.
Ochii bionici
Pentru o persoana nevazatoare, abilitatea de a vedea macar formele sau de a detecta miscarile poate insemna mare lucru. Protezele “Argus II Retinal” dezvoltate de cercetatorul John Pezaris pot da o sansa nevazatorilor. Implantul pe retina nevazatorului inregistreaza semnalele luminoase care sunt trimise mai apoi catre niste electrozi implantati in creier.
Regenerarea tesutului osos
Inca din anii ‘60 cercetatorii au descoperit rolul proteinelor asupra cresterii oaselor si a refacerii lor. Desi oasele se opresc din crestere dupa adolescenta, ele sunt tesuturi foarte dinamice, regenerandu-se prin schimbarea constanta a structurii sale.
Un os putin folosit, cum ar fi cazul unui membru imobilizat dupa un traumatism, va fi predispus la reabsorbtie deoarece distrugerea osoasa depaseste formarea osoasa, iar pe de alta parte, oasele supuse unui stres crescut sunt remodelate permanent.
Cercetarile au aratat ca este posibila regenerarea oaselor. Din pacate, pana recent, experimentele nu au decurs perfect; adesea apareau noi tesuturi diferite sau osul crestea unde nu trebuia. Profesorii Kang Ting si Ben Wu de la UCLA dezvolta o noua molecula ce au numit-o “University of California Bone” (UCB). Aceasta tehnologie este probabil cea mai inovatoare din ultimele decenii in materie de regenerare a oaselor.
Proteinele morfogene au fost utilizate pentru prima data de Dr. Marshall Urist, tot la Universitatea California, in anii 60. UCB difera prin faptul ca efectele adverse sunt mult mai scazute.
Pancreasul artificial
Pancreasul artificial, capabil de a monitoriza nivelul de zahar din sange si ajustand nivelul insulinei, ar putea fi gasit pe piata in cativa ani. Aaron Kowalsky, directorul departamentului de cercetare de la Juvenile Diabets Research Foundation spune ca acest dispozitiv ar putea ajuta diabeticii dependenti de insulina sa duca o viata normala.
Brate artificiale
Pacientii care au suferit de amputarea unor membre pot folosi altele artificiale prin… “puterea gandului”. Bratele artificiale realizate de doctorul Todd Kuiken de la institutul de Reabilitare din Chicago sunt conectate la creier prin nervii motori existenti. Cercetarile continua pentru imbunatatirea membrelor, pentru ca pacientii sa poata simtii temperatura, vibratiile si presiunea.
Christian Kandlbauer, un mecanic auto, si-a pierdut ambele brate in anul 2005. Doctorii i-au implantat doua brate bionice. Bratele au fost realizate de Otto Bock. Dupa amputarea bratelor nervii au ramas functionali pana in punctul de amputare, putand fi conectati la bratele noi atasate.
Plamani artificiali
In vara anului 2010, la spitalul St. Louis a fost implantat un plaman artificial, cercetatorii si chirurgii colaborand pentru a salva viata lui Owen Stark, un copil in varsta de numai 2 ani.
Inima artificiala
Primul implant al unei inimi artificiale a fost facut in anul 1953, de Dr. John Heysham Gibbon. Pe data de 3 iulie 1952, Henry Opitek in varsta de 41 de ani, a devenit primul pacient carui i s-a implantat o inima artificiala. In anul 1996 s-a realizat prima inima in totalitate artificiala, construita de Kelvin K Cheng si colegii sai de la centrul de cercetare din Taiwan.
Exoscheletul
Te-ai gandit vreodata ca ai putea sa ridici sute de kilograme cu o singura mana, ca ai putea sa alergi zeci de kilometri fara ca macar sa transpiri? Oricat de incredibil ar parea, asa ceva este posibil, cu ajutorul costumelor bionice capabile sa urmeze fiecare miscare a corpului omenesc.
Exoscheletul urmeaza indeaproape miscarile membrelor omenesti si le adauga un plus de putere atunci cand este cazul. Cand omul doreste sa ridice 100 kg, nu mana lui va sustine greutatea, ci bratul robotizat, ale carui puteri sunt, cel putin teoretic, nelimitate.
Unul dintre scheletii bionici la care se lucreaza in present este HAL (Hybrid Assistive Limb). HAL a fost creat de dr. Sankai, din Japonia pentru a-i ajuta pe cei care au probleme cu ridicarea greutatilor sau chiar cu mersul. Exoscheletul este facut din aliaje de nichel si aluminiu, acoperite cu o carcasa din plastic dur.
Costumul este controlat de un mic computer la care se conecteaza plasturi lipiti pe muschii purtatorului. Acesti plasturi preiau semnalele nervoase transmise de creier si transmit costumului ce miscari va face purtatorul. HAL poate urma orice miscare a unui om, iar greutatea sa este neglijabila, avand in vedere ca se sustine singur.
Sarcos XOS nu a fost creat in scopuri la fel de pasnice. Compania Americana Sarcos, finantata de DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), a reusit sa creeze un exoschelet militar capabil sa ridice greutati impresionante. Dexteritatea si puterea costumului sunt incredibile. XOS functioneaza pe principii asemanatoare cu cele ale sistemului nervos uman. Un set complex de senzori functioneaza ca nervi, iar un sistem hidraulic la fel de complicat tine loc de muschi.
Compania americana Berkeley Bionics a prezentat recent produsul sau eLegs (in stanga in imagine), care este in fapt un echipament electronic ce permite celor paralizati sa se deplaseze.
ELegs cantareste circa 20 kg si costa, deocamdată, 100.000 USD, ceea ce-l face utilizabil doar in clinici. Functionarea se bazeaza pe pozitia corpului: presiune egala pe cele doua picioare electronice inseamna ca acestea se vor indrepta, presiune pe un picior inseamna ca celalalt picior se va deplasa. Bateria ce alimenteaza sistemul asigura 6 ore de operare.
Ingineria genetica
Exista un cliseu in imaginatia oamenilor care-si imagineaza ca in viitor oamenii vor avea capul mai mare. Paleontologul Peter Ward, de la Universitatea Washington, autorul cartii “Future Evolution” spune ca am ajuns la limita anatomica din punct de vedere al dimensiunii capului. Creierul cauzeaza deja probleme la nastere si daca ar fi si mai mare, procentul de decese la nastere ar putea fi de asemenea, crescut. Pe de alta parte, un creier mai mare, nu inseamna si o inteligenta mai mare.
Revenind la ingineria genetica, folosind virusuri si diverse tehnici, putem, cel putin in teorie, sa modificam genomul uman. In viitor vom gasi genele responsabile de longevitate, de inteligenta, sanatate, aducandu-ne mai aproape de ideea speculata de paleontologul Peter Ward de la Universitatea din Washington.
Desi termenul de “inginerie genetica” poate parea SF pentru necunoscatori, omul a inceput sa modifice genomul organismelor de acum cateva mii de ani. Animalele domesticite de catre om au inceput sa se diferentieze de rudele lor din natura, ducand o viata diferita de a acestora. Omul a incrucisat diferite rase de animale intre ele pentru a obtine altele noi, dotate cu calitatile ambelor rase din care provin. Astfel, omul a obtinut diverse rase de cai, vite, oi sau capre.
Nici plantele nu au scapat. Plantele actuale sunt majoritatea hibrizi obtinuti prin incrucisarea diverselor soiuri salbatice. Soiurile noi obtinute fiind mai rezistente si cu productie mai mare. De exemplu, graul a fost obtinut prin incrucisarea a trei specii diferite.
Putem vorbi de o anumita, s-o numim asa “antropo-selectie”. Aceasta selectie seamana oarecum cu selectia naturala, omul selectand organismele cu anumite caracteristici considerate superioare si inlaturandu-le pe cele cu caracteristici, considerate inferioare. Astfel odata cu trecerea timpului organismele domestice au devenit din ce in ce mai adaptate cerintelor omului.
Astazi, omul incepe sa inlocuiasca treptat hibridizarea cu ingineria genetica, pentru a conferi anumite caracteristici organismelor. Spre deosebire de hibridizare, ingineria genetica modifica genomul actionand direct asupra acestuia. Fragmente mici de ADN, care determina caracteristici benefice omului sunt extrase din genomul anumitor organisme in introduse in genomul altor organisme, care astfel vor capata caracteristicile dorite.
Viitorul omului… bionic
Cei paralizati vor putea merge din nou, cei orbi vor putea din nou sa vada, iar bolavii ce sufereau de boli incurabile, acum se pot vindeca. Filmele science fiction de ieri, astazi sunt realitate.
Nu stim cum va arata viitorul, dar ne putem imagina; vom incheia aici aceasta serie de articole, cu cateva intrebari. Oare descendentii nostri vor calatori prin spatiu neschimbati, aratand la fel ca noi, precum oamenii de pe Enterprise? Vor purta exoschelete, pentru a-si imbunatati performantele fizice? Sau isi vor “digitaliza” constiinta pentru a deveni nemuritori?
Bibliografie:
http://www.scientia.ro/biologie/74-genetica/2702-ingineria-genetica-introducere-11.html
http://networknewss.wordpress.com/2012/03/28/1750/
Vezi aici toate articolele din aceasta serie:
http://www.descopera.org/de-la-eucariote-la-omul-bionic/