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10 parti della scienza del corpo è in sostituzione
I corpi umani sono pacchetti fragili, facilmente danneggiati e pieni di parti che non possono mai tornare completamente indietro una volta persi. Fortunatamente, i ricercatori di tutto il mondo stanno lavorando per sostituire ogni parte del corpo per farci diventare tutti cyborg.
10 Pelle elettronica supersensibile
La pelle ha il lavoro ingrato di rivestire e proteggere tutto il tuo corpo, rendendolo l'organo più facilmente danneggiato. Quando si brucia o si estrae un tratto di pelle, l'opzione principale in questo momento è quella di riattaccare da un'altra parte del corpo. Ma una pelle sostitutiva sintetica efficace potrebbe non essere così lontana, grazie alla ricerca degli scienziati di Stanford.
Zhenan Baohas di Stanford ha sviluppato un materiale super-flessibile, super-resistente e super-sensibile che può essere la base per la futura pelle sintetica. Le persone hanno provato a sviluppare la pelle sintetica in precedenza, ma il materiale di Baohas gestisce la sensibilità al tocco meglio di qualsiasi altro predecessore. Contiene transistor organici e uno strato di elastico, lasciandolo allungare senza subire danni. Ed è autoalimentato: questa pelle contiene una serie di celle solari elastiche.
9 cuori battenti creati in una piastra di Petri
Gli scienziati hanno studiato a lungo il potenziale delle cellule staminali per la crescita dei cuori e quest'anno hanno raggiunto un importante traguardo quando hanno creato tessuto cardiaco che può battere da solo.
Il team dell'Università di Pittsburgh ha utilizzato cellule staminali ricavate dalla pelle per produrre MCP, un tipo speciale di cellula che funge da precursore del tessuto cardiovascolare. Hanno quindi posizionato queste celle su uno scaffold 3-D progettato per supportare un cuore di topo. Entro 20 giorni, il nuovo cuore ha iniziato a battere a 40-50 battiti al minuto.
Questo cuore è troppo debole per pompare il sangue, il motivo principale per cui chiunque vorrebbe un nuovo cuore. Ma il tessuto ha un grande potenziale per rattoppare i muscoli cardiaci che hanno subito danni.
8 Mani protesiche quel tocco sensato
Le attuali mani protesiche fanno ben poco oltre a riempire lo spazio a forma di braccio tra il tuo corpo e l'aria. Certo, possono afferrare le cose per bene, e aiutano in equilibrio, ma mancano di una delle abilità più importanti della mano umana: il senso del tatto. Le persone con protesi non possono rilevare se sono in contatto con un oggetto senza guardarlo direttamente.
Un gruppo di ricerca dell'Università di Chicago ha risolto questo problema, producendo mani che inviano segnali elettrici al cervello. Hanno iniziato con le scimmie come soggetti di prova, studiando gli animali per vedere come il loro cervello risponde al tocco. Quando sono equipaggiati con mani protesiche che stimolano il loro cervello in quel modo, le scimmie rispondono come se toccassero fisicamente gli oggetti stessi.
Programmare questi stessi segnali in arti umani artificiali darebbe mani ampollose di ricambio a differenza di qualsiasi cosa abbiamo sviluppato prima.
7 gambe bioniche controllate dal pensiero
Anche se le gambe bioniche sono ovviamente un enorme vantaggio per gli amputati, mancano di connessioni nervose con il corpo. Di conseguenza, camminare su di loro è scomodo e faticoso. Ma l'anno scorso, Zac Vawter, residente a Seattle, è stato equipaggiato con la prima gamba al mondo controllata dal pensiero, un arto bionico che prende i segnali direttamente dalla sua mente.
Questa tecnologia esisteva in precedenza per le braccia, ma le gambe sono piuttosto più complicate. E poiché un segnale errato può farti saltare da un ponte o di fronte a un'auto in movimento, le gambe controllate dal pensiero richiedono una programmazione più rigorosa rispetto alle braccia equivalenti. Come disse delicatamente uno dei ricercatori, "Se stai usando un braccio bionico e si comporta male, il gomito potrebbe spostarsi leggermente. Se la gamba protesica si comporta male ... potrebbe essere un bel problema di sicurezza. "
Vawter ha scalato 103 piani di un grattacielo di Chicago sulla sua gamba bionica, ma i suoi progettisti stanno ancora lavorando per migliorarlo. Per ottimizzarlo per l'uso quotidiano, devono renderlo ancora più sottile e leggero. Il suo successore (iLeg Air?) Potrebbe raggiungere l'obiettivo dichiarato dall'esercito per una gamba bionica - 10.000 passi senza ricarica.
6 cervelli umani in miniatura
La morte cerebrale è un po 'un inconveniente se sei un fan di vivere, e se stai cercando di sostituire il tuo con uno di riserva, sei sfortunato. Certo, forse un giorno saremo in grado di piantare cervelli in teschi, ma il cervello non è solo un altro organo. Contiene tutti i tuoi pensieri e ricordi. Possono plop un nuovo cervello nella tua testa, ma te ne andrai, quindi l'idea di creare cervelli artificiali può sembrare assurda.
Ma questo non ha impedito agli scienziati di far crescere il cervello umano in un laboratorio. A partire da nient'altro che cellule staminali, quest'anno gli scienziati in Austria sono riusciti a creare cervelli equivalenti a quelli di feti di nove settimane. Questi cervelli in miniatura hanno le dimensioni dei piselli e sono incapaci di pensare, finora. L'unica cosa che impedisce al cervello di crescere oltre questo stadio e diventare pienamente funzionante è che non hanno rifornimenti di sangue.
Sebbene questi cervelli non entrino nei corpi di nessuno, stanno dimostrando una grande risorsa per gli scienziati che studiano le malattie del cervello.
Orecchie stampate 53-D
Abbiamo avuto la tecnologia per ripristinare artificialmente l'udito per decenni, ma gli impianti interni non fanno nulla per le parti visibili dell'orecchio. Penseresti che quei grandi lembi ("pinnae") su entrambi i lati della testa sarebbero facili da replicare, dato che sono solo pelle e cartilagine piuttosto che organi complessi. In realtà, gli scienziati non hanno mai fatto un buon lavoro con le orecchie finte. Le sostituzioni tradizionali sembrano come giocattoli di plastica.
Ma quest'anno i ricercatori hanno ideato un nuovo metodo che rende le orecchie flessibili e realistiche dalle cellule reali. Queste cellule provengono da ratti e mucche e formano un gel di collagene che può assumere la forma di qualsiasi muffa.Quando viene inserito in uno stampo di un orecchio umano, uno stampo assemblato con una stampante 3D, il gel forma un orecchio in meno di un'ora. L'orecchio artificiale ha bisogno solo di pochi giorni di crescita in nutrienti prima che sia pronto per essere impiantato in un soggetto.
Queste orecchie artificiali costituiranno un enorme vantaggio per coloro che soffrono di lesioni o che hanno una microtia, una condizione che impedisce alle orecchie di svilupparsi.
4 Nose che odorano le malattie
Gli scienziati potrebbero lavorare duramente per creare organi che corrispondono alle capacità del corpo, ma perché fermarsi qui?
Quando i ricercatori dell'Università dell'Illinois hanno deciso di creare un dispositivo che identifica le sostanze chimiche in base al loro odore, non si sono accontentati della sensibilità del naso umano. Invece, hanno creato un naso artificiale che utilizza l'odore dei batteri per identificare e diagnosticare malattie specifiche.
Il risultato non assomiglia molto a un naso: è una bottiglia piena di nutrienti liquidi che coltiva i batteri. Ma date al "naso" un campione di sangue e lasciatelo annusare per alcuni giorni, ei punti della bottiglia cambieranno colore per indicare quali batteri, se del caso, si identificano.
3 pancreas artificiale
Il pancreas produce insulina e, se non lo è, è necessario iniettarsi manualmente l'ormone. I diabetici sono quindi intrappolati in una routine stressante di controllare continuamente la glicemia e quindi di insulina ogni volta che se ne presenta la necessità.
Il pancreas artificiale, tuttavia, colpisce automaticamente l'insulina nel corpo. Il dispositivo assomiglia molto a una normale pompa per insulina, che ti fa scivolare continuamente l'insulina attraverso la pelle, ma questa controlla costantemente la glicemia e si adatta di conseguenza. Quindi, anche quando chi lo indossa dorme, non c'è pericolo di cadere nello shock se il loro zucchero scende troppo in basso.
A differenza di diversi articoli in questa lista, il pancreas artificiale non è ancora in una fase di sviluppo iniziale. Il dispositivo esiste molto e ha ottenuto l'approvazione della FDA per la vendita lo scorso settembre.
2 occhi artificiali
Come abbiamo sottolineato in precedenza, siamo stati a lungo in grado di ripristinare l'ascolto dei non udenti, ma restituire la vista ai non vedenti è una questione molto più complicata. Quando le persone perdono la vista, le loro retine non inviano più segnali dai loro fotoricettori al loro cervello. Per fare un occhio artificiale, avremmo bisogno di capire come la retina elabora quei segnali, e questo è un codice che gli scienziati non sono stati in grado di decifrare.
Non fino a poco tempo fa comunque. Ma gli scienziati del Weill Cornell Medical College sono finalmente riusciti a farlo, almeno con topi e scimmie. Questo ha prodotto retine artificiali, i cui chip convertono le immagini in segnali elettronici e i cui minuscoli proiettori convertono i segnali elettronici in luce.
Questi occhi artificiali hanno effettivamente restituito la vista a topi ciechi. E gli esperimenti di follow-up sulle scimmie offrono molte speranze per eventuali prove sugli esseri umani, perché la scimmia e le retine umane funzionano in modo simile.
1 dita che memorizzano file digitali
Quando il programmatore finlandese Jerry Jalava ha avuto un incidente motociclistico nel 2008, ha affrontato una doppia tragedia. In primo luogo, ha perso il dito, un problema ovvio per chi scrive per vivere. In secondo luogo, ha dovuto fare i conti con un'équipe medica che pensava di essere comici, imparando la sua professione, un chirurgo ha scherzato sul fatto che Jalava dovrebbe uscire e comprare un "drive USB".
Piuttosto che strangolare il dottore (difficile, a causa della sua ferita) Jalava ha preso la linea insidiosa come ispirazione. Ha deciso di andare avanti e in realtà costruire un dito protesico contenente due gigabyte di memoria digitale. Ora può infilare il dito in un computer semplicemente rimuovendo l'unghia per esporre la spina USB. Può anche rimuovere l'intero dito in qualsiasi momento e consegnarlo a un amico da usare.
Il prossimo passo? Jalava prevede di aggiornare il dito con un tag RFID e aggiungere supporto wireless. Vuole anche aggiungere più memoria, che sembra inutile per noi. Se ha bisogno di più spazio, ha altre nove dita che può tagliare e sostituire con unità flash.
+ Bonus: le piante robotizzate coltivano radici
E ora qualcosa di completamente diverso. Finora, ti abbiamo mostrato la sostituzione di parti del corpo umano, ma ora vorremmo presentarti con ... radici di piante robotiche. È giusto, robot che coltivano radici, che sono attratti dall'acqua e reagiscono ai cambiamenti nel terreno.
Potresti mettere in discussione il punto delle radici artificiali, poiché le parti delle piante, a differenza delle parti umane, sono estremamente facili da duplicare in modo naturale. Ma la designer Barbara Mazzolai dell'Istituto Italiano di Tecnologia afferma che l'invenzione ha molte applicazioni. I robot che si adattano all'ambiente possono aiutare nell'esplorazione dello spazio. E possono persino aiutare i medici, agendo come tubi flessibili per scrutare il corpo.
Non sappiamo come ci sentiamo a riguardo. Certo, sostituire tutte le parti del nostro corpo con macchinari. Ma robo-piante crescere dentro di noi? È strano