Что такое биоинженерия
Биоинженерия — это широкая область, применяющая методы физики, информатики, химии, математики и инженерного дела к системам живых организмов. То есть, это общее название, охватывающее огромный пласт различных биотехнологий.
Ввел этот термин британский ученый Хайнц Вульф в 1954 году. Он описывал использование растений в строительстве. Позже «биоинженерия» постепенно перекочевала в сельское хозяйство и пищевую промышленность. А уже в конце 1960-х ученые впервые использовали это понятие при проведении опытов по выращиванию живых организмов в пробирках или в экспериментах с ДНК.
Так и зародилась биомедицинская инженерия — чудо-наука, способная превратить людей в киборгов из произведений киберпанка. Как раз эта отрасль специализируется на создании технологий, улучшающих организм человека и его качество жизни. Она включает в себя создание имплантов, искусственных органов, биоматериалов, медицинских устройств и других инженерных решений. Вот некоторые выдающиеся изобретения этой дисциплины, закрепляющие за ней звание «науки будущего».
Линзы с дополненной реальностью
Первые в мире умные линзы создала американская компания Mojo Vision. Ее генеральный директор Дрю Перкинс вызвался добровольцем и испытал технологию на себе — все прошло успешно.
Главная составляющая Mojo Lens — MicroLED дисплей с разрешением 14 тыс. пикселей на квадратный дюйм. При площади менее 0,5 мм в квадрате и шаге пикселя, равном 0,0018 мм — это самый маленький и плотный дисплей в мире. Не менее важны и другие компоненты. Микросхема с передатчиком частотой 5 ГГц и процессор ARM Core M0 выводят AR контент на экран в глазах. Работают линзы на запатентованной системе питания с микробатареями. Они держат заряд целый день. А управление элементами дополненной реальности происходит с помощью отслеживания взгляда.
Mojo Lens еще не готовы к массовому производству — сначала они пройдут несколько клинических исследований. Тем не менее компания-создатель надеется, что это произойдет как можно скорее. Изобретатели уверены, что умные линзы изменят жизнь обычных пользователей и помогут людям с нарушениями зрения.
Искусственное сердце пойдет в массовое производство
Французская компания Carmat разработала искусственное сердце Aeson. Аппарат полностью имитирует функции настоящего человеческого органа. Он состоит из самого импланта, внешнего оборудования, включая батареи, и пульта для отслеживания работы Aeson врачом.
Сейчас Carmat проводят клинические испытания в Париже. Механическое сердце уже имплантировали 7 пациентам и ведут их поддержку. Компания надеется на успешное завершение испытаний в 2025 году, после чего начнется процесс массового производства Aeson.
Генная инженерия подарит бессмертие
Генная инженерия занимается изменением генетического материала организмов для достижения определенных целей — в основном их улучшения. Также к этой биотехнологии относится и клонирование. Наверняка многие слышали об успешном опыте репродукции овечки Долли.
А в марте 2024 года исследователи Университетов Пенсильвании и Эдинбурга сформировали особенные искусственные хромосомы человека. Они доставляют инструменты редактирования генома в клетки организма. Похожие изобретения делали и раньше. Но главная отличительная черта этого вида искусственных хромосом — они сохраняются и передаются будущим поколениям.
Это открытие в перспективе полностью излечит всех пациентов с генетическими заболеваниями и отчасти с онкологией.
Neuralink: как играть в шахматы силой мысли
Едва ли кто-то не слышал про очередное творение Илона Маска — нейрочип Neuralink. Но, помимо чипа, компания занимается и другими проектами. Например, в 2022 году они зарегистрировали патент «Обработка нейронных сигналов для интерфейса мозг-машина». Технология считывает и анализирует активность человеческого мозга для последующего понимания работы органа, а также отправки из него сигналов для управления протезированными частями тела.
Что же до нейрочипа — парализованный доброволец с вживленным устройством научился управлять курсором мыши силой мысли, писать посты в социальных сетях и даже играть в видеоигры. А в начале августа 2024 года Маск рассказал, что Neuralink имплантировали уже второму пациенту. О самом участнике испытаний бизнесмен практически ничего не поведал. Пока известно только, что у этого человека травма спинного мозга, похожая на диагноз первого добровольца.
До этого испытания Neuralink проводились исключительно на животных — в основном обезьянах. Однако начало опытов над людьми многие посчитали недопустимым. На одноименную компанию и ее основателя Илона Маска обрушился шквал критики. При этом, поучаствовать в научной работе над нейрочипом вызвались более 1 тыс. парализованных добровольцев. Здесь мы вплотную подходим к основной проблеме биоинженерии.
Почему запрещают бессмертие
Одна из главных сложностей для этой науки — моральная сторона. Многие работы ученых, как и чип Neuralink, вызывают бурные дискуссии на тему этичности экспериментов над живыми существами, в особенности человеком. Самую острую реакцию вызывает тема клонирования людей — сейчас такие опыты табуированы. Также препятствия возникают и на юридическом уровне. Большинство стран вводят ограничения на проведение испытаний на человеке. Запрещают также и тестирование на животных. Государство и общественность тщательно следят за теми редкими проектами, что получили разрешение на работу с людьми.
