آیا می توان اعضای بدن انسان را ساخت؟

به روز شده:  12:57 گرينويچ - سه شنبه 20 مارس 2012 - 01 فروردین 1391
روی اندام ها کلیک کنید تا درباره آنها بیشتر بدانید.
  • مغز
  • لوزالمعده
  • گوش
  • قلب
  • چشم
  • پوست
  • پا
  • بازو
  • فناوری همواره در حال پیشرفت برای ارائه محصولاتی بوده که بتواند با شگفتی های پیچیده بدن انسان رقابت کند. اکنون که پیوند انسان و ماشین میسر شده، اعضای الکترونیکی و بسیار پیشرفته جایگزین اعضای خارجی و داخلی بدن می شوند.

    در طول سال جاری گروهی از پژوهشگران تلاش خواهند کرد تا اولین عمل پیوند چشم مصنوعی مکانیکی و بیومکانیکی (بیونیکی) را انجام دهند. این یک پیشرفت عظیم علمی از نوع خود است. پیوندهایی که سال ها به طول عمر انسان می افزاید و یا اجازه حرکت نسبتا طبیعی به اندام بدن افرادی می دهد که اعضای خود را از دست داده اند.

    بخش خبری بی بی سی انگلیسی در یک رشته مقالات و برنامه به بررسی حوزه اعضای مکانیکی و بیومکانیکی می پردازد. در اینجا با تازه ترین دستاوردهای علمی در این زمینه آشنا می شویم.

  • مغز

    با این وسیله امکان کمک های جزیی وجود دارد

    Brain infographic
    1. ۱. یک ژنراتور کوچک به طور مداوم جرقه های خفیف برق تولید می کند
    2. ۲. این جرقه ها از طریق یک کابل به مغز انتقال پیدا می کنند
    3. ۳. الکترودهای باریک این تحرک را به مغز ارسال می کنند

    مغز پیچیده ترین عضو بدن است. وقتی اختلالی در بدن رخ می دهد، از فراموشی گرفته تا افسردگی یا سکته مغزی، عواقب آن می تواند در انسان ایجاد ناتوانی کند.

    هرچند، تحریک ناحیه کوچکی از مغز با زنجیره ای از جریان های ضعیف الکتریکی می تواند به بیماران کمک کند. هزاران نفر مبتلا به بیماری لاعلاج پارکینسون از لرزش، عدم انعطاف و سختی حرکات بدن ناشی از این بیماری علاج پیدا کرده اند. یک عمل با هزینه ۴۸ هزار دلار می تواند بسیاری را از نشستن روی صندلی چرخ دار نجات دهد.

    پژوهش های دیگر که با آزمایش روی موش ها انجام گرفته ، در صدد جایگزین کردن اعضای صدمه دیده مغز با میکروچیپ است

  • لوزالمعده

    این وسیله تحت آزمایش های بالینی است

    Pancreas infographic
    1. ۱. حسگرها یا سنسورها میزان قند خود را اندازه گیری می کنند
    2. ۲. این اطلاعات به رایانه ای فرستاده می شود که دوز انسولین را اندازه گیری می کند
    3. انسولین وارد خون می شود

    عدم قابلیت کنترل میزان قند در خون می تواند برای هزاران نفری که به دیابت (۱) مبتلا هستند عواقب مرگباری داشته باشد. لوزالمعده نمی تواند انسولین، هورمونی که برای کنترل میزان قند ضروری است را تولید کند

    آزمایش هایی که در دانشگاه کمبریج روی زنان باردار مبتلا به دیابت انجام شده نشان داده است که یک لوزالمعده مصنوعی می تواند میزان قند خود در دوران بارداری را کنترل کند. این امر می تواند جان مادر را نجات دهد و به سلامت کودک نیز کمک کند.

    حسگرها یا سنسورها دائما میزان قند خود را اندازه گیری می کنند. این اطلاعات به یک برنامه رایانه ای منتقل می شود که قادر به اندازه گیری دوز لازم انسولین است. سپس این مقدار به وسیله تلمبه ای وارد جریان خون می شود.

  • گوش

    استفاده از آن متداول است

    Skin graphic

    پیوند گوش مصنوعی بیونیکی یکی از متداول ترین عمل ها برای درمان ناشنوایی است. هزاران نفر در سراسر جهان پس از این پیوند از شنوایی نسبی برخوردار شده ا ند.

    امواج صوتی ایجاد لرزش هایی می کند که به هزاران موی ریز در حلزون گوش می رسد. این ارتعاشات خفیف به سیگنال های الکترونیک تبدیل شده و به مغز ارسال می شود، اما اگر این موهای ریز صدمه دیده باشند، شنوایی دشوار می شود .

    گوش های پیوندی سیگنال های الکتریکی را مستقیما به مغز می رسانند. یک میکروفون به سر وصل می شود که امواج صوتی را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کند. آنها سپس از یک سیم نازک عبور کرده که به حلزون گوش می رسند. الکترودهایی که در انتها قرار دارند سیگنال ها را به اعصاب شنوایی مغز می رسانند.

    هزینه گوش مصنوعی حدودا ۱۶۵۰۰ پوند (۲۶۰۰۰ دلار) است و هزینه جراحی و دوره نقاهت جداست. اخیر یک گوش مصنوعی شنوایی را به هر دو گوش بیمار بازگردانده است.

  • قلب

    در بدن بیش از ۹۵۰ بیمار کار گذاشته شده است

    Heart infographic

    لیست انتظار برای پیوند قلب بسیار طولانی است و بعضی از بیماران پیش از آنکه عضوی مناسب پیدا شود جان خود را از دست می دهند. قلب های پلاستیکی به بقای بیماران در دوران انتظار کمک می کند. طولانی ترین زمانی که بیماری با استفاده از آن توانسته زنده بماند، سه سال است.

    تمامی قلب با دو محفظه دارای دریچه جایگزین می شود. خون به وسیله تلمبه ای و از طریق لوله هایی که از زیر قفسه سینه عبور می کنند، وارد قلب می شود. اکسیژن با ریتمی منظم وارد قلب مصنوعی شده و باعث چرخش خون در بدن می شود، درست به همان شیوه ای که ضربان قلب این کار را انجام می دهد.

    متیو گرین، اولین بیمار بریتانیایی بود که در ۲۰۱۱ پس از عمل پیوند قلب کاملا مصنوعی در بیمارستان پپ ورث در کمبریج شایر، درمان شد. هزینه این جراحی ۱۰۰ هزار پوند (۱۶۰ هزار دلار) بود.

  • چشم

    پیوند چشم به بینایی کمک می کند

    Eye infographic

    نخستین پیوند چشم در بریتانیا قرار است در سال جاری انجام شود. یک چیپ دارای حساسیت به نور به بیماران توانایی دیدن را بازمی گرداند. این با شیوه های قدیمی که یک دوربین روی عینک نصب می شود متفاوت است

    چیپ حساس به نور، روی شبکیه نصب می شود. نور را به جریان الکتریکی تبدیل کرده و به مغز ارسال می کند. بیمار می تواند با استفاده از یک عضو پیوندی دارای ۱۵۰۰ پیکسل، نور را به تصاویری قابل شناسایی تبدیل کند. هزینه عضو پیوندی جدا از عمل جراحی و محافظت های بعدی، ۶۵ هزار پوند (۱۰۰ هزار دلار) است.

    در کارآزمایی های بالینی که در آلمان انجام شده، بیمارانی که کاملا نابینا بودند با این پیوند قادر به خواندن و تشخیص اشکال ساده شدند.

    پروفسور رابرت مک لارن که سرپرستی کارآزمایی بالینی در بیمارستان چشم آکسفورد در کنیگز کالج لندن را برعهده دارد در این ویدیو کارکرد آن را نشان می دهد.

  • پوست

    در دست تهیه

    Skin graphic

    یکی از بزرگترین چالش ها در حوزه پیوند اعضای مصنوعی، جایگزینی پوست است. تولید چیزی که قابلیت احساس فشار، حرارت و درد را داشته باشد بسیار دشوار است.

    پروفسور علی جوی، از دانشگاه کالیفرنیا در برکلی، تلاش می کند چیزی را اختراع کند که تمام خواص های مکانیکی پوست را داشته باشد. وی تاکنون موفق به ایجاد یک بافت بسیار پیچیده الکترونیکی در داخل جسمی پلاستیکی شده است که دارای سنسورهای فشار است و قابلیت انعطاف و کشیده شدن را دارد.

    اگر بتوان کاری کرد که این سنسورها سیگنال ها را به کامپیوتر برسانند، حس لمسایی در روبات ها تولید می شود. آرزوی پژوهش گران این است که بتوانند پوست روباتی را به اعضای مصنوعی بیونیک متصل کنند. البته سال ها طول خواهد کشید تا علم الکترونیک به حدی پیشرفت کند تا بتواند این اطلاعات را به مغز ارسال کند.

  • پا

    حرکات طبیعی را تقلید می کند

    Leg infographic

    اکنون موادی بسیار پیشرفته و سبک در ساخت پاهای مصنوعی بیونیکی استفاده می شود که به راحتی می توانند حرکات طبیعی پا را تقلید کنند.

    یکی از پیچیده ترین آنها "جنیوم" است که سال گذشته در بریتانیا اختراع شد.

    هفت سنسور از جمله یک ژیروسکوپ یا گردش نما و سرعت سنج حرکات پا را در یک فضای سه بعدی اندازه گیری می کنند. یک کامپیوتر دریچه های هیدرولیک برای کنترل حرکات پا را به کار می اندازد. پا می تواند واکنش های متفاوتی هنگام عقب رفتن یا بالا رفتن از پله ها نشان دهد.

    قیمت پا، بسته به نوع نیاز بیمار، ۸۰ هزار دلار است. این قیمت شامل همه قطعات، ضمانت و خدمات پس از فروش است.

  • بازو

    جراحت های ناشی از جنگ به پیشرفت آن کمک کرده است.

    Arm infographic

    سربازان مجروح به پژوهش ها در زمینه تولید اعضای مصنوعی بدن کمک کرده اند. دانشگاهی در آمریکا یکی از پیشرفته ترین بازوهای مصنوعی بیومکانیکی را با هزینه ارتش اختراع کرده است. این بازو تقریبا به اندازه بازوی طبیعی انعطاف داشته و به تک تک انگشت ها اجازه حرکت می دهد.

    این عضو مصنوعی به عضله هایی که در فرد مجروح باقی مانده واکنش نشان می دهد. عضله ها سیگنال های خفیف الکتریکی تولید می کنند که توسط سنسورهایی که در سطح پوست نصب شده اند حس می شود. بازوی مصنوعی با استفاده از آنها واکنش نشان می دهد و حرکات ویژه ای را مثلا در هنگام باز یا بسته کردن مشت، انجام می دهد.

    یکی از قدم های بعدی اختراع اندام هایی است که با ذهن فرد کنترل می شود. تاکنون مطالعات اولیه با استفاده از سیگنال سلول های مغزی به بیماری این توانایی را داده است تا دست روبوتیک خود را روی دست همسرش بکشد.

تولید صفحه اصلی در سایت انگلیسی بی بی سی: جیمز گالاگر، تام بیل، آنا - ماری لور. طراحی: مارک برایسون، کار فنی: لوک وارد

BBC © 2014 بی بی سی مسئول محتوای سایت های دیگر نیست

بهترین روش دیدن این صفحه بر روی آخرین مرورگر مجهز به CSS است. با اینکه مرورگر کنونی تان قابلیت نمایش سایت را دارد ولی امکان بهترین تجربه تصویری را به شما نمی دهد . لطفا در صورت امکان مرورگر خود را به آخرین نسخه ارتقا دهید.