Umplerea soldaților cu cipuri electronice: o idee DARPA

Umplerea soldaților cu cipuri electronice: o idee DARPA
Umplerea soldaților cu cipuri electronice: o idee DARPA
Anonim

Agenția SUA pentru proiecte avansate de cercetare (DARPA) este cunoscută pentru efectuarea de cercetări științifice la nivel înalt în domeniul tehnologiilor militare avansate. Cu toate acestea, Direcția își concentrează din ce în ce mai mult atenția asupra celei mai importante, dar uneori subestimate domenii - asistența medicală a personalului.

Activitatea DARPA în domeniul medicinei militare se desfășoară în cea mai mare parte cu participarea celei mai recente componente din structura sa generală - Biroul Tehnologiilor Biologice (OMC). După cum a remarcat directorul său Brad Ringeisen, „biroul nostru lucrează la o gamă largă de sarcini care pot fi grupate în trei mari categorii”. În primul rând, este neuroștiința, de exemplu, utilizarea semnalelor cerebrale pentru funcționarea protezelor membrelor. A doua zonă este ingineria genetică sau biologia sintetică. Al treilea domeniu de cercetare se concentrează pe tehnologiile care pot depăși bolile infecțioase și reprezintă un domeniu prioritar de cercetare pentru DARPA.

Potrivit colonelului Mat Hepburn, șeful mai multor programe la OMC, există o serie de motive care aduc în prim plan lupta împotriva bolilor infecțioase. De exemplu, armata SUA sau aliații săi ar putea fi dislocate pentru a ajuta o regiune sau o țară afectată de o anumită pandemie, cum ar fi Ebola. "Suntem o forță militară desfășurabilă la nivel global și vom trimite oamenii noștri în zonele pe care trebuie să le protejăm de boli".

Imagine

Dezvoltarea de tehnologii și tratamente pentru prevenirea focarelor infecțioase poate spori, de asemenea, securitatea națională. De exemplu, terapiile dezvoltate pentru armată pot fi utilizate pentru a preveni sau trata pandemiile civile majore. Cu toate acestea, toate acestea sunt valabile și la niveluri inferioare, până la un singur individ.

„Un exemplu simplu, dar extrem de revelator este gripa de pe o navă”, a explicat Hepburn. „Personalul infectat este mai puțin eficient și acest lucru poate afecta performanța întregii sarcini.” Ca un alt exemplu, Hepburn a menționat pericolul ca un membru al grupului să contracteze malarie sau dengue, „ceea ce este destul de frecvent în locurile în care lucrăm. Desigur, ar putea distruge întreaga misiune dacă nu vă gândiți la evacuarea medicală și la măsurile de precauție pentru această persoană."

După cum a remarcat Hepburn, există două mari categorii atunci când vine vorba de tratarea bolilor infecțioase. În primul rând, este vorba despre diagnostic: pentru a afla dacă o persoană este sau nu bolnavă. În al doilea rând, ce trebuie făcut dacă cineva este bolnav, adică să dezvolte un curs de tratament sau contramăsuri, cum ar fi un vaccin.

Cu toate acestea, accentul principal al DARPA este încă pe prezicerea dacă o persoană cu aspect sănătos se va îmbolnăvi. În plus, FDA dorește să știe nu numai probabilitatea ca pacientul să se îmbolnăvească, ci și dacă este contagios sau nu. „Va deveni distribuitor al infecției? Vom reuși să suprimăm un focar într-o anumită comunitate?"

Hepburn a vorbit și despre programul Prometeu. Potrivit DARPA, obiectivul său este de a căuta „un set de semnale biologice la o persoană nou infectată care poate indica în termen de 24 de ore dacă acea persoană va deveni infecțioasă”, permițând tratamentul și acțiunea timpurie pentru a preveni transmiterea bolii către alții.

Programul Prometheus se concentrează în prezent pe bolile respiratorii acute, care sunt selectate pentru dovada conceptului, deși tehnologia poate fi aplicabilă altor boli infecțioase.

„Să presupunem că avem 10 persoane infectate, le-am putea testa și spunem că aceste trei persoane vor fi cele mai infecțioase și vor deveni purtătoare ale bolii. Vom trata apoi aceste persoane pentru a preveni răspândirea infecției”, a explicat Hepburn.

Proiectul Prometheus își propune să creeze „biomarkeri” care să arate susceptibilitatea unei persoane la boli și nivelul lor potențial de infecțiozitate. „Acești markeri sunt greu de creat”, a spus Hepburn. „O altă provocare este să citești acești markeri pe teren și la punctul de îngrijire. Poate fi necesar să dezvolți un dispozitiv alimentat cu baterii care să poată face treaba."

„Cred că utilizarea lor militară este destul de evidentă”, a continuat Hepburn. - Imaginează-ți o baracă sau o navă sau un submarin. Abilitatea de a identifica cine se va îmbolnăvi și de a opri un focar în aceste condiții înguste ar fi extrem de benefică pentru armata noastră.”

În domeniul prevenirii, DARPA face o treabă excelentă în prevenirea bolilor. Accentul principal se pune pe dezvoltarea așa-numitelor soluții „aproape imediate” pentru a neutraliza un focar infecțios care va funcționa mult mai repede decât vaccinul tradițional.

"Dacă vă dau vaccinul, poate dura două sau trei doze în termen de șase luni înainte de a ajunge la nivelul de imunitate de care aveți nevoie", a spus Hepburn.

În acest sens, DARPA a început să lucreze la un nou program numit Pandemic Prevention Platform (Pandemic Prevention Platform), care urmărește să dezvolte o soluție „aproape imediată” care să poată completa vaccinurile. Vaccinul funcționează forțând corpul să producă anticorpi și, dacă circulă în sânge în cantități suficiente, atunci persoana este protejată de o anumită boală infecțioasă. DARPA intenționează să accelereze dramatic acest proces prin implementarea programului P3.

„Ce se întâmplă dacă am putea da doar anticorpi care luptă împotriva infecțiilor sau te protejează? De fapt, dacă o persoană ar putea injecta doar anticorpii potriviți, ar fi imediat protejat, a remarcat Hepburn. „Problema este că este nevoie de luni și ani pentru a obține suficient din acești anticorpi într-o fabrică. Acesta este un proces complex și costisitor."

În loc de procesul tradițional de fabricare a anticorpilor și injectarea lor într-o venă umană, DARPA lucrează la crearea unei injecții injectabile care conține ADN și ARN pentru anticorpi, astfel încât organismul să poată crea singuri anticorpii necesari. Când codul genetic este injectat în organism, „în 72 de ore veți avea deja suficienți anticorpi pentru a vă proteja”. Hepburn crede că acest lucru se poate realiza în termen de patru ani, până la sfârșitul programului P3.

Ringeisen conduce un alt program de prevenire, sisteme microfiziologice sau organe pe un cip, care va crea modele artificiale ale diferitelor sisteme din corpul uman pe cipuri sau cipuri cu jet de cerneală. Ele pot fi utilizate într-o varietate de moduri, cum ar fi testarea vaccinurilor sau administrarea unui agent patogen biologic. Scopul este ambițios - să simuleze procesele corpului uman într-un cadru de laborator.

Umplerea soldaților cu cipuri electronice: o idee DARPA

„Semnificația acestui lucru este enormă”, a adăugat Ringeisen. "Puteți testa literalmente mii de candidați la medicamente pentru eficacitate și toxicitate fără ca procesele greoaie și costisitoare actuale să treacă."

Actualul model de dezvoltare implică mai multe procese foarte costisitoare, inclusiv studii pe animale și clinice. Studiile pe animale sunt foarte costisitoare și nu reflectă întotdeauna cu exactitate efectele unui medicament sau vaccin asupra corpului uman. Studiile clinice sunt și mai scumpe, iar marea majoritate a testelor eșuează.

"Este chiar mai dificil cu postul pentru Departamentul Apărării, deoarece multe dintre măsurile de protecție medicală de care are nevoie sunt concepute pentru a combate agenții biologici și chimici", a adăugat el. „Nu poți lua un grup de oameni și să-i testezi pentru antrax sau Ebola”.

Organele pe o tehnologie Chip revoluționează dezvoltarea drogurilor pentru comunitățile militare și civile. Proiectul, condus de echipe de la Universitatea Harvard și MIT, se apropie de finalizare.

Imagine

Ringeisen a remarcat, de asemenea, programul Elect-Rx (Prescripții electrice), care își propune să dezvolte tehnologii care ar putea stimula artificial sistemul nervos periferic folosind capacitatea sa de a se vindeca rapid și eficient.

„Acest lucru va îmbunătăți sistemul imunitar, va oferi corpului mai multă rezistență la infecții sau boli inflamatorii”, a explicat Ringeisen.

Hepburn consideră că, în viitor, medicina militară va fi capabilă să „prezică boala mult mai bine în primele etape, iar apoi nu mai rămâne decât să ia măsuri adecvate într-o instituție specializată”.

„Totul este ca întreținerea preventivă a mașinii dvs. Senzorul din acesta semnalează, de exemplu, că motorul se poate defecta sau că trebuie să umpleți ulei. Vrem să facem același lucru cu corpul uman”.

În organism, acești senzori pot fi combinați cu alte tehnologii pentru a iniția automat acțiunea necesară, cum ar fi monitorizarea nivelului de glucoză al unui pacient diabetic. „Nu am reușit încă, dar peste 10 ani va deveni o realitate comună.”

Medicina militară - în special cu accent pe terapii și măsuri preventive - poate oferi beneficii reale în alte domenii. Este clar că prioritatea este să se asigure că personalul este protejat de infecții, dar prevenirea unor astfel de focare pe o scară mai mare, cum ar fi tratarea pandemiilor, are, de asemenea, un impact direct asupra nivelului de securitate. În consecință, medicina militară trebuie să răspundă nevoilor nu numai a soldaților individuali, nu numai a forțelor armate, ci și a societății în ansamblu.

Popular după subiect