پرونده ویژه تراشه‌های کاشتنی
6 روش انتقال تجهيزات پوشیدنی به بدن انسان
جالب است که هنوز، وقتی صحبت از ایده دستگاه‎های پوشیدنی کاشتنی به میان می‎آید، برخی با تعجب و تردید به آن نگاه می‎کنند. کاشت حلزون گوش از سال 1980 رواج پیدا کرده است و سال‌ها است که از کاشت دندان به‌عنوان روش جایگزین استفاده می‌شود. با ازدیاد دستگاه‎های کاشتنی، جان بسیاری از مردم نجات یافته و برای مدتی طولانی است که با تولید دستگاه‎های امدادرسان پزشکی از ضربان‌ساز قلب گرفته تا تعویض مفصل ران، سطح کیفی زندگی افزایش چشمگیری پیدا کرده است. هر چه دستگاه‎های پوشیدنی کوچک‎تر می‎شوند، تصور روزی که بتوان این دستگاه‎ها و محصولات را زیر پوست جاسازی کرده و خارج از بدن آن‌ها را تحت نظر داشت نیز بیشتر امکان‌پذیر می‎شود. در این مقاله سعی کردیم نگاهی به آینده این فناوری بیندازیم.

این مطلب یکی از مجموعه مقالات پرونده ویژه «تراشه‌های کاشتنی» چاپ شده در شماره 178 ماهنامه شبکه است. علاقه‌مندان می‌توانند کل این پرونده ویژه را از اینجا دریافت کنند. 

1. لنزهای تماسی پوشیدنی
در سال 2014 بخش تحقيق و توسعه گوگل (Google X) آزمايش‌های خود را برای تولید دستگاه مدیریت بیماری دیابت آغاز کرد. هدف از این پروژه، طراحی لنز تماسی کوچکی بود که با استفاده از تراشه‌ای بی‎سیم و تعدادی سنسور مینیاتوری، میزان گلوکزی که بین دو لايه از ماده نرم لنز تماسی جاسازی شده بود و همچنین سطح قند موجود در اشک چشم را  اندازه گیری می‎کرد. وظیفه این دستگاه این‌گونه تعریف شده بود که در هر ثانیه با روشن شدن چند LED نشان دهد آیا سطح قند از میزان مشخصی بالاتر یا پایین‎تر است یا خیر. تحقيقات بالینی متعددی روی این پروژه انجام گرفته است و انتظار می‎رود که این پروژه با مشارکت شرکت داروسازی نوارتیس و طی پنج سال، به‌صورت محصول روانه بازار شود.

یک استارت‎آپ دیگر به‌نام Innovega نیز چند سالی است که مشغول کار روی نمونه اولیه یک لنز تماسی واقعیت افزوده است که محتوای موجود در تلفن هوشمند یا کامپیوتر را به‌صورت مستقیم و در میدان دید کاربر به نمایش می‎گذارد؛ بعد از برقراری ارتباط بین عینک اصلاح شده این شرکت با تلفن هوشمند، این لنز به کاربر اجازه می‎دهد تا از طریق دید پیرامون خود به نمایشگری باکیفیت دسترسی داشته باشد. این پروژه از حمایت‎های مالی کافی برخوردار بوده و این شرکت در انتظار تأییدیه سازمان غذا و داروی ایالات متحده است تا محصول خود را روانه بازار کند. احتمالاً بزرگ‌ترین چالش پیش‌روی چنین پروژه‎هایی متقاعد‌ساختن افرادی است که تمایلی به فرو کردن انگشت در چشمان خود برای استفاده از چنین دستگاهی ندارند.

2. دستگاه‎های توان‎بخشی قلب
در ماه اکتبر گذشته، جهان شاهد معرفی اولین دستگاه ضربان‌ساز بی‎سیم قلب (WiSE) مورد تأیید در ایالات متحده و اتحادیه اروپا بود. این دستگاه بی‎سیم تحریک‌کننده درون قلبی شامل یک الکترود کاشته‌شده در بطن چپ قلب است. این دستگاه با هر ضربان قلب، سیگنال فراصوت هماهنگ شده‌ای را  از فرستنده کوچکی که بین دو دنده قفسه‌سینه کار گذاشته شده است، دریافت می‎کند؛ سپس این امواج‌صوتی به انرژی الکتریکی که باعث تنظیم ضربان قلب می‎شود، تبدیل می‌شود. این فناوری ضرورت نیاز به انجام وظیفه بطن‌چپ را برطرف کرده و به‌گونه‎ای طراحی شده تا پزشک بتواند منطقه تحریک را در بهترین موقعیت از محل آسیب دیده داخل بطن‌چپ بیمار، جاسازی کند.

با موفقیت شرکتی فرانسوی به‌نام CARMAT در پیوند موفقیت‌آمیز اولین قلب ‌مصنوعی تمام‌خودکار و سازگار با اندام زیستی پس از سه بار تلاش، امکان دستیابی به قلب مصنوعی کارآمد بیش از گذشته امکان‎پذیر شده است؛ اولین اقدام شرکت CARMAT برای انجام پیوند در بدن مردی 76 ساله با موفقیت همراه نبود و دو ماه‌و‌نیم بعد از انجام عمل جراحی و در ماه مارچ گذشته، این بیمار درگذشت. دومین تلاش برای انجام پیوند نیز بر اثر نقص در کنترل یکی از موتورهای این قلب مصنوعی، با شکست مواجه شد و دومین بیمار داوطلب این پیوند نیز فوت کرد و این نکته را یادآوری کرد که جایگزینی کامل قلب طبیعی با نمونه مصنوعی آن هنوز با خطرهای زیادی همراه است.

3. دستگاه‎های کاشت درون مغزی برای درمان اختلالات عصبی
تحقيق در زمینه اختلالات مغزی منجر به دستیابی روش‎های درمانی جدید مثل شبیه‌ساز عصب واگوس برای درمان صرع شدید می‎شود. محققان روان‌پزشکی فناوری عصبی مطالعات خود را بر تحریک جریان مستقیم الکتریکی و تحریک مغناطيسی سطح جمجمه متمرکز کرده‎اند تا روش‎های درمان بیماری‎هایی مثل درد مزمن، افسردگی مقاوم در برابر دارو، سندرم خستگی و درد مزمن در عضلات و بافت‎های اطراف مفاصل، اختلال وسواس، پارکینسون و اسکیزوفرنی را پیدا کنند.

یک گام فراتر از این روش‎های درمان، تحریک عمیق الکتریکی مغز است که می‎تواند اختلال وسواس شدید، افسردگی و طیف وسیعی از اختلالات دیگر را درمان کند و متخصصان بهداشت را قادر می‎سازد قسمت‎های مشخصی از مغز را که باعث اختلالات خاص می‎شوند، هدف قرار دهند. الکترودها داخل مغز کاشته شده و یک دستگاه متشکل از یک باتری و مولد پالس، داخل قفسه سینه یا شکم بیمار کاشته می‎شود که از طریق سیم به الکترودهای درون جمجمه متصل می‎شود. بعد از روشن شدن، این دستگاه جریانی الکتریکی از خود ساطع می‎کند که باعث تحریک تارهای عصبی حامل اطلاعات از مناطق اصلی مغزی مرتبط با بخش قدامی‎ مغز می‎شود.
می‎توان زمانی را پیش‌بینی کرد كه دیگر بخش‎های مغز نیز بهتر شناسایی شده‌اند و تجهيزات و دستگاه‎های کاشتنی در خط مقدم طیف وسیعی از اختلالات مغزی به انجام وظیفه می‎پردازند. بعضی بر این اعتقادند که ارتقای سطح حافظه و نبوغ بشر، چالش‎های آینده پیش‌روی توسعه‌دهندگان تجهيزات کاشتنی خواهند بود.

4. کاشتنی‎های جایگزین با دستگاه‎های امنیتی
آیا تا به‌حال کلیدهای خود را گم کرده‎اید؟ آیا از به‌یادآوری کلمه‌ عبور کامپیوتر محل کار خود کلافه شده‎اید؟ در سال 2014 کارمندان یک شرکت فناوری سوئدی به‌نام Sime، توانستند یک تراشه شناسایی فرکانس رادیویی (RFID) به اندازه یک دانه برنج را که داخل دست آن‌ها کاشته شده بود امتحان کنند. این تراشه به اطلاعات کدگذاری شده‎ای مجهز شده بود تا این افراد بتوانند قفل درها را باز کنند و با لمس چاپگرهای دفتر کار خود، از آن استفاده کنند.

چنین شیوه‎ای برای آسان کردن کارها قانع‌کننده است. دستگاهی در این اندازه را می‎توان بعد از خراب شدن یا عفونت احتمالی، به‌راحتی از بدن خارج کرد؛ اما در عین حال این پرسش نیز مطرح است که چنین وسیله‎ای چند وقت یک‌بار به ارتقا نیاز خواهد داشت؟ تا چه مسافتی می‎توان آن را با خود برد؟ آیا امکان انجام معاملات امن بدون پرداخت پول نقد نیز با این روش امکان‎پذیر است؟ آیا می‎توان از آن به عنوان وسیله احراز هویت و نیاز نداشتن به ثبت امضا استفاده کرد؟ امکان سرقت چنین دستگاه کاشته‌شده‎ای چقدر است و آینده داد‌و‌ستد آن در بازار سیاه، چگونه خواهد بود؟

5. انجام کار به دست خود شخص
شما با جست‌و‌جو در اینترنت، گروه‎های زیادی از افراد مستقل درگیر با مقوله جدیدی به‌نام بایوهکینگ را پیدا می‌کنید. بایوهکینگ شکلی از نظارت مستقل بر سلامتی است که وظیفه بررسی و مراقبت از وضعیت سلامت افراد را از دوش متخصصان حوزه بهداشت برمی‌دارد و آن را به‌خود فرد می‎سپارد. در این میان، دستگاه‎های پوشیدنی نقش مهمی‎ ایفا خواهند کرد. در یک طرف این ماجرا، ابزارهای ساده‎ای قرار دارند که وضعیت خواب و ضربان‌قلب را اندازه‌گیری می‎کنند و در طرف دیگر آن، مجموعه‎ای از ابزارهای مستقل آزمايش وضعیت بدن و تنظیم‌کننده‎هایی مثل بایومگنت‎های کاشته شده وجود دارند که از آنها می‎توان برای دسترسی به جزئیات وضعیت سلامت اندام استفاده کرد. شاید در نگاه اول، استفاده از یک آهن‌ربا ساده‌انگارانه به‌نظر برسد؛ اما وقتی همین وسیله به نظر کم‌اهمیت بتواند به افراد مبتلا به اختلال کنترل حرکت دست کمک کند، ارزش و اهمیتش مشخص می‎شود.

علاقه‌مندان به این حوزه نام خود را خردکننده‎ها (Grinders) گذاشته‎اند و برای به اشتراک‌گذاری اطلاعات و منابع خود در کنفرانس‎ها و انجمن‎های تشکیل شده در این زمینه شرکت می‎کنند. منابع آموزشی و ویدیوهای زیادی در این خصوص وجود دارد و تعداد افرادی که تمایل به افزایش سطح قابلیت‎ها و توانایی بدن خود دارند نیز کم نیست. اعضای یک استارت‎آپ در پیتسبورگ به‌نام Grindhouse Wetware دستگاه ساده‌ای به‌نام Northstar V1 توليد کرده‎اند که امکان کاشت فناوری داخل بدن را ممکن کرده و راه را برای افزایش کارایی و پیشرفت بیشتر این فناوری هموار می‎کند. این گروه قصد دارند تا نسخه دوم Northstar را نیز تولید کند. این نمونه جدید یک دستگاه قابل شارژ است که امکان تشخیص حرکات دست و قابلیت برخورداری از بلوتوث نیز به آن اضافه خواهد شد و کاربران را قادر خواهد ساخت تا با حرکت دست خود تجهيزات الکترونیک را کنترل کنند. اخبار و اطلاعات موجود درباره بایوهکینگ زیاد است؛ اما زمان نیاز است تا این فرایندهای تجربی به تجهيزات پزشکی تأییدشده تبدیل شوند.

6. خال‌کوبی‎های دیجیتالی هوشمند
اگر درک مفهومی‎ به‌نام تجهيزات کاشتنی کمی‎ سنگین به‌نظر می‎رسد، یک نوآوری به‌نام Project Underskin با همکاری Fast Company و New Deal Design (طراحان فیت بیت) در حال انجام است که با کاشت خال‌کوبی دیجیتال هوشمند روی دست شما، این امکان را فراهم می‎کند که با هر چیزی که شما آن را لمس می‎کنید، ارتباط برقرار کند. 

شما می‎توانید با این خال‌کوبی دیجیتال، قفل در ورودی منزل خود را باز کنید، با دست‌ دادن با دیگران به تبادل اطلاعات بپردازید یا حتی این فناوری می‎تواند به شما اعلام کند که سطح قند‌خون شما افت پیدا کرده است. شرکت New Deal Design معتقد است که امکان آماده‌ شدن Project Underskin ظرف پنج سال آینده وجود دارد و از همین حالا در حال برنامه‌ریزی برای تولید خال‌کوبی دیگری هستند که با قرار‌گیری در کف دست،  آمار حیاتی بدن را تحت نظر قرار می‎دهد.

نتیجه گیری
وقتی به آینده دستگاه‎های پوشیدنی فکر می‎کنیم، فرصت‎های تازه‎ای را می‌بینیم که در آن، بدن انسان به کیف‌دستی تبدیل خواهد شد که ابزار مورد نیاز برای بهبود و افزایش سطح کیفی زندگی را در خود جای می‌دهد. در عين حال می‎تواند انواع بیماری‎ها را شناسایی و درمان کرده و حتی آن‌ها را پیش‌بینی و از وقوع آن جلوگیری کند؛ اگرچه به‌دلیل انواع موانع اخلاقی و مشکلات قانونی پیش رو، ممکن است تحقيق‌و‌توسعه در این زمینه به کندی صورت گیرد؛ اما آن‌چه مسلم است اینکه پیشرفت در این زمینه ادامه خواهد داشت.

==============================

شاید به این مقالات هم علاقمند باشید:

ماهنامه شبکه اسفندماه منتشر شد؛ بررسی صنعت پوشیدنی‌های کاشتنی

آیا فناوری‌های کاشتنی گام بعدی فناوری‌های پوشیدنی‌ خواهند بود؟

سالی همگام با رویش عناصر دیجیتالی

ریزتراشه‌های کاشتنی در حال تغییر آرام کسب‌وکارها

شاید ساعت‌های هوشمند آینده به شکل برچسب‌های الکترونیکی باشند

با این پوشیدنی فصل زمستان و دستکش‌ها دردسرساز نمی‌شوند + گالری عکس

برچسب: