حشو الجنود بالرقائق الإلكترونية: فكرة داربا

حشو الجنود بالرقائق الإلكترونية: فكرة داربا
حشو الجنود بالرقائق الإلكترونية: فكرة داربا

فيديو: حشو الجنود بالرقائق الإلكترونية: فكرة داربا

فيديو: حشو الجنود بالرقائق الإلكترونية: فكرة داربا
فيديو: بوتين: روسيا مستعدة للرد على نشر الدرع الصاروخية في... 2024, شهر نوفمبر
Anonim

تشتهر وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية الأمريكية المتقدمة (DARPA) بإجراء بحث علمي رفيع المستوى في مجال التقنيات العسكرية المتقدمة. ومع ذلك ، تركز المديرية اهتمامها بشكل متزايد على المجال الأكثر أهمية ، ولكن الذي تم التقليل من شأنه في بعض الأحيان - الدعم الطبي للموظفين.

يتم تنفيذ عمل DARPA في مجال الطب العسكري في الغالب بمشاركة أحدث عنصر في هيكلها العام - مكتب التقنيات البيولوجية (WTO). كما أشار مديرها براد رينجيسن ، "يعمل مكتبنا على مجموعة واسعة من المهام التي يمكن تجميعها في ثلاث فئات عامة". أولاً ، يتعلق الأمر بعلم الأعصاب ، على سبيل المثال ، استخدام إشارات الدماغ لتشغيل الأطراف الاصطناعية. المجال الثاني هو الهندسة الوراثية أو البيولوجيا التركيبية. يركز المجال الثالث من البحث على التقنيات التي يمكن أن تتفوق على الأمراض المعدية وهو مجال ذو أولوية للبحث لـ DARPA.

وفقًا للعقيد مات هيبورن ، رئيس العديد من البرامج في منظمة التجارة العالمية ، هناك عدد من الأسباب التي تجعل مكافحة الأمراض المعدية في المقدمة. على سبيل المثال ، يمكن نشر الجيش الأمريكي أو حلفائه لمساعدة منطقة أو دولة متأثرة بوباء معين ، مثل الإيبولا. "نحن قوة عسكرية قابلة للانتشار على مستوى العالم وسنرسل أفرادنا إلى المناطق التي نحتاج إلى حمايتها من الأمراض."

صورة
صورة

يمكن أن يؤدي تطوير التقنيات والعلاجات لمنع تفشي الأمراض المعدية أيضًا إلى تعزيز الأمن القومي. على سبيل المثال ، يمكن استخدام العلاجات المطورة للجيش للوقاية من الأوبئة المدنية الكبرى أو علاجها. ومع ذلك ، كل هذا صحيح أيضًا في المستويات الأدنى ، وصولاً إلى فرد واحد.

أوضحت هيبورن: "من الأمثلة البسيطة ، ولكن الكاشفة للغاية ، الإنفلونزا على متن سفينة". "الأفراد المصابون أقل كفاءة وقد يؤثر ذلك على أداء المهمة بأكملها". وكمثال آخر ، استشهدت هيبورن بخطر إصابة أحد أعضاء المجموعة بالملاريا أو حمى الضنك ، "وهو أمر شائع جدًا في الأماكن التي نعمل فيها. يمكن بالطبع أن يفسد المهمة بأكملها إذا لم تفكر في الإخلاء الطبي والاحتياطات لهذا الشخص ".

كما لاحظت هيبورن ، هناك فئتان عريضتان عندما يتعلق الأمر بالتعامل مع الأمراض المعدية. أولاً ، التشخيص: معرفة ما إذا كان الشخص مريضاً أم لا. ثانيًا ، ما يجب فعله إذا كان شخص ما مريضًا ، أي تطوير مسار علاجي أو إجراءات مضادة ، مثل اللقاح.

ومع ذلك ، لا يزال التركيز الرئيسي لـ DARPA على التنبؤ بما إذا كان الشخص الذي يتمتع بصحة جيدة سيصبح مريضًا. بالإضافة إلى ذلك ، لا تريد إدارة الغذاء والدواء الأمريكية معرفة احتمالية إصابة المريض بالمرض فحسب ، بل أيضًا معرفة ما إذا كان معديًا أم لا. "هل يصبح موزعًا للعدوى؟ هل سنتمكن من قمع تفشي المرض في مجتمع معين؟"

تحدثت هيبورن أيضًا عن برنامج بروميثيوس. وفقًا لـ DARPA ، فإن هدفها هو البحث عن "مجموعة من الإشارات البيولوجية في شخص مصاب حديثًا يمكن أن تشير في غضون 24 ساعة إلى ما إذا كان هذا الشخص سيصبح معديًا" ، مما يسمح بالعلاج المبكر والعمل على منع انتقال المرض للآخرين.

يركز برنامج بروميثيوس حاليًا على أمراض الجهاز التنفسي الحادة ، والتي يتم اختيارها لإثبات صحة المفهوم ، على الرغم من أن التكنولوجيا قد تكون قابلة للتطبيق على الأمراض المعدية الأخرى.

لنفترض أن لدينا 10 أشخاص مصابين ، يمكننا اختبارهم ونقول إن هؤلاء الأشخاص الثلاثة سيكونون الأكثر عدوى وسيصبحون حاملين للمرض. وأوضحت هيبورن: "سنعالج هؤلاء الأشخاص بعد ذلك من أجل منع انتشار العدوى".

يهدف مشروع بروميثيوس إلى إنشاء "مؤشرات حيوية" تُظهر قابلية الشخص للإصابة بالمرض ومستوى العدوى المحتمل لديه. قالت هيبورن: "من الصعب إنشاء هذه العلامات". "التحدي الآخر هو قراءة هذه العلامات في الميدان وفي نقطة الرعاية. قد يكون من الضروري تطوير جهاز يعمل بالبطارية يمكنه القيام بهذه المهمة ".

تابعت هيبورن: "أعتقد أن استخدامها العسكري واضح جدًا". - تخيل ثكنة أو سفينة أو غواصة. إن القدرة على تحديد من سيمرض ووقف تفشي المرض في هذه الظروف الضيقة ستكون مفيدة للغاية لجيشنا ".

في مجال الوقاية ، تقوم داربا بعمل رائع في الوقاية من الأمراض. ينصب التركيز الرئيسي على تطوير ما يسمى بالحلول "شبه الفورية" لتحييد تفشي معدي يعمل بشكل أسرع بكثير من اللقاح التقليدي.

قالت هيبورن: "إذا أعطيتك اللقاح ، فقد يستغرق الأمر جرعتين أو ثلاث جرعات في غضون ستة أشهر قبل أن تصل إلى مستوى المناعة الذي تحتاجه".

في هذا الصدد ، بدأت DARPA العمل على برنامج جديد يسمى منصة الوقاية من الوباء (Pandemic Prevention Platform) ، والتي تهدف إلى تطوير حل "شبه فوري" يمكن أن يكمل اللقاحات. يعمل اللقاح عن طريق إجبار الجسم على إنتاج أجسام مضادة ، وإذا كانت تنتشر في الدم بكميات كافية ، يكون الشخص محميًا من مرض معدي معين. تنوي DARPA تسريع هذه العملية بشكل كبير من خلال تنفيذ برنامج P3.

"ماذا لو تمكنا من إعطاء أجسام مضادة تقاوم العدوى أو تحميك؟ وأشارت هيبورن إلى أنه في الواقع ، إذا تمكن الشخص من حقن الأجسام المضادة الصحيحة ، فسيتم حمايته على الفور. المشكلة هي أن الحصول على ما يكفي من هذه الأجسام المضادة في المصنع يستغرق شهورًا وسنوات. هذه عملية معقدة ومكلفة ".

بدلاً من العملية التقليدية لصنع الأجسام المضادة وحقنها في الوريد البشري ، تعمل DARPA على إنشاء حقنة قابلة للحقن تحتوي على DNA و RNA للأجسام المضادة حتى يتمكن الجسم من تكوين الأجسام المضادة المطلوبة من تلقاء نفسه. عندما يتم حقن الشفرة الجينية في الجسم ، "في غضون 72 ساعة سيكون لديك بالفعل ما يكفي من الأجسام المضادة لحمايتك." تعتقد هيبورن أنه يمكن تحقيق ذلك في غضون أربع سنوات ، بنهاية برنامج P3.

يقود Ringeisen برنامجًا وقائيًا آخر ، وهو أنظمة أو أعضاء ميكروفيزيولوجية على رقاقة ، والذي سيخلق نماذج اصطناعية لأنظمة مختلفة في جسم الإنسان على رقائق أو رقائق نفث الحبر. يمكن استخدامها بعدة طرق ، مثل اختبار اللقاحات أو إدارة مسببات الأمراض البيولوجية. الهدف طموح - لمحاكاة عمليات جسم الإنسان في بيئة معملية.

حشو الجنود بالرقائق الإلكترونية: فكرة داربا
حشو الجنود بالرقائق الإلكترونية: فكرة داربا

وأضاف رينجيسن "أهمية هذا هائلة". "يمكنك فعليًا اختبار الآلاف من الأدوية المرشحة للفعالية والسمية دون أن تمر العمليات الحالية المرهقة والمكلفة."

يتضمن نموذج التطوير الحالي العديد من العمليات باهظة الثمن ، بما في ذلك التجارب السريرية والحيوانية. تعتبر الدراسات على الحيوانات باهظة الثمن ولا تعكس دائمًا بدقة تأثيرات دواء أو لقاح على جسم الإنسان. تعتبر التجارب السريرية أكثر تكلفة وتفشل الغالبية العظمى من الاختبارات.

وأضاف: "إن مهمة وزارة الدفاع أكثر صعوبة ، حيث أن العديد من إجراءات الحماية الطبية التي تحتاجها مصممة لمكافحة العوامل البيولوجية والكيميائية". "لا يمكنك اصطحاب مجموعة من الأشخاص واختبارهم بحثًا عن الجمرة الخبيثة أو الإيبولا."

تُحدث الأجهزة الموجودة على تقنية الرقائق ثورة في تطوير الأدوية للمجتمعات العسكرية والمدنية. المشروع ، بقيادة فرق من جامعة هارفارد ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، على وشك الانتهاء حاليًا.

صورة
صورة

أشار Ringeisen أيضًا إلى برنامج Elect-Rx (الوصفات الكهربائية) ، والذي يهدف إلى تطوير تقنيات يمكن أن تحفز بشكل مصطنع الجهاز العصبي المحيطي باستخدام قدرته على شفاء نفسه بسرعة وفعالية.

وأوضح رينغيسن أن "هذا سيحسن جهاز المناعة ، ويمنح الجسم المزيد من المقاومة للعدوى أو الأمراض الالتهابية".

تعتقد هيبورن أنه في المستقبل ، سيكون الطب العسكري قادرًا على "التنبؤ بالمرض بشكل أفضل بكثير في المراحل المبكرة ، وبعد ذلك كل ما تبقى هو اتخاذ الإجراءات المناسبة في مؤسسة متخصصة".

"كل شيء يشبه الصيانة الوقائية لسيارتك. يشير المستشعر الموجود فيه ، على سبيل المثال ، إلى أن المحرك قد يتعطل أو أنك بحاجة إلى ملء الزيت. نريد أن نفعل الشيء نفسه مع جسم الإنسان ".

في الجسم ، يمكن دمج هذه المستشعرات مع تقنيات أخرى لبدء الإجراء المطلوب تلقائيًا ، مثل مراقبة مستوى الجلوكوز لدى مريض السكري. "لم نحقق ذلك بعد ، لكن في غضون 10 سنوات سيصبح حقيقة مشتركة."

يمكن للطب العسكري - خاصة مع التركيز على العلاجات والتدابير الوقائية - أن يوفر فوائد حقيقية في عدد من المجالات الأخرى. من الواضح أن الأولوية هي ضمان حماية الأفراد من العدوى ، ولكن منع مثل هذه الفاشيات على نطاق أوسع ، مثل التعامل مع الأوبئة ، له أيضًا تأثير مباشر على مستوى الأمن. نتيجة لذلك ، يجب أن يلبي الطب العسكري ليس فقط احتياجات الجندي الفردي ، وليس فقط القوات المسلحة ، ولكن المجتمع ككل.

موصى به: