600万ドルの男を建てる

交換可能な身体の部分は、サイエンスフィクション（またはホラー）映画の何かのように聞こえます。 しかし、四肢を失っている人、臓器移植を必要としている人、または視力や聴覚障害のある人にとっては、挑戦しているバイオメディカルエンジニアのおかげで生命の新たなリースを意味する可能性があります。

人間は、機能している身体の部分を超人的な能力を貸すことができるものに置き換えることを選ぶ未来を想像することができます。 しかし、サイボーグのビジョンは、視力を失った人がマイクロチップ搭載の網膜インプラントで回復したとき、または国家の悲劇で脚を失ったプロのダンサーが再び舞台で演じることができるとき、すぐに忘れられます。

スイスの心理学者ベルトルト・マイヤーは、人体のどれだけの量を複製して交換できるかという限界をテストし、ロボット工学のエンジニアと協力して、自分をモデルにしたロボットを作成しました。 Meyerには、BBCのドキュメンタリー 「バイオニックマンを構築する方法」 に記載されている義肢（iリムウルトラレボリューション）があります。 そのため、彼は一連の補綴物からロボットRexを組み立てるのに適切な位置にあり、循環システムを提供しました。 自分の顔とイライラするほど不器用な体を持つロボットに直面したとき、マイヤーは最初は苦しめられましたが、レックスが世界をうまくナビゲートし、途中で賞賛者を引き寄せると、彼の懸念はすぐに却下されます。

レックスはすぐに完全に私たちに取って代わるわけではありませんが、技術的な工夫が生物学と出会ったときに可能なことのモデルとしての役割を果たします。 その他の例については、スライドショーをご覧ください。

1スキン

人工皮膚は、触れた人にはリアルに感じることができますが、移植レシピエントにはあまり感じられないかもしれません。 金単層でキャップされたナノ粒子を使用して、Technion-Israel Institute of Technologyの研究者は、代替品よりもタッチに対して10倍敏感な電子スキンを作成しました。 e-skinは柔軟で、圧力、温度、湿度を検出できます。

• 2頭蓋骨

  骨疾患に苦しんでいるオランダの女性は、彼女の生命を脅かす肥厚した頭蓋骨を持っていました。 ユニバーシティメディカルセンターユトレヒトの医師は、彼女のために新しい頭蓋骨を作成するために3Dプリントに注目しました。 彼女の脳からの圧力で、彼女が視覚と運動制御で持っていた困難は消えました。

  中国の若い女の子は、水頭症の深刻な症例に苦しんだ後、チタンの3Dプリントされた頭蓋骨によって同様に救われました。 彼女の頭は通常のサイズの4倍に成長しました。 医師は頭蓋骨の一部を取り除き、体液を排出し、骨を印刷されたインプラントに置き換えました。



3脳

失われた脳機能の回復は、しばしば脳自体に任されています。 しかし、人工小脳チップは、ラットの失われた脳機能を回復することが示されています。 イスラエルのテルアビブ大学では、研究者がラットの小脳を切断し、刺激に反応して点滅するのを防ぎました。 チップを移植した後、彼らはラットに反応して瞬きするように教えることができました。 研究者は、彼らの発見が機能の復元を超えて、脳の能力を高めることができると信じています。

ラットモデルを超えて、ピッツバーグ大学医療センターの研究チームは、10年間四肢麻痺の人からロボットアームに腕の機能をアウトソーシングすることができました。 電極の2つのアレイを男性の脳に埋め込み、レシーバーを頭蓋骨に取り付けると、腕を介して感覚を感じ、それを十分に制御できるため、グラスを持ち、他のタスクを実行できます。

一方、DARPAは、人間の精神的能力の向上をもたらす可能性のある脳インプラントを調査しています。 組織は、脳とデバイス間でデータを転送するインプラントの開発に6200万ドルを費やしています。 エージェンシーは、成功は「神経科学、合成生物学、低電力エレクトロニクス、フォトニクス、医療機器のパッケージングと製造、システムエンジニアリング、および臨床試験を含む多数の分野にわたる統合されたブレークスルー」となることに留意することにより、その目標が実現不可能である可能性があることをひそかに認めています。



4目

視力が20/20であっても、簡単ではありません。 画像を見ることは、直接的なものではなく、多段階のプロセスであり、繊細なニューラルウェブ全体で実行されます。 スタンフォード大学では、網膜色素変性症や黄斑変性などの特定の網膜の状態に起因する失明のある人の視力を回復するために、研究者は太陽光発電人工網膜に取り組んでいます。 インプラントは網膜神経細胞を刺激し、網膜変性疾患によって悪影響を受ける視覚プロセスの一部を完了します。 眼球外の電源に依存していた以前のインプラントとは異なり、スタンフォード大学のチームのインプラントは、眼鏡を介して光を電流に変換することで電力を得ています。 このシステムは、パリのクインツェ・ヴィングス国立眼科病院で臨床試験中です。



5耳

感覚の1つを失うと、他の感覚が鋭くなると言われています。 それを状況証拠に任せたくないので、視力を失っていたリッチ・リーは、身体改造アーティストによって耳にヘッドフォンを埋め込んだ。 ヘッドフォンはスピーカーとコイルとして機能する磁石を使用して音を伝達し、エコーロケーションを使用して世界をナビゲートできるようにリーが聞くものを大幅に増幅します。



6あご

レーザー感染した3Dプリントされた顎は、骨感染により自分自身を失った女性から正常に移植されました。 顎は何千もの層で構成され、バイオセラミックコーティングが施されていました。 その解決策は、オランダのハッセルト大学の医師の仕事でした。

• 7人工心臓

  心臓提供者を待つことは、患者が生き残れないことです。 彼らにより多くの時間を与えるために、研究者は人工心臓であるSynCardiaを開発しました。 SynCardiaはバルブと心室を置き換え、外部電源で動作するため、患者は病院を離れて生活を続けることができます。 しかし、注意の言葉：最近、コンプレッサーの故障の結果として生じたかもしれない死を含むいくつかの問題がありました。



8アーム

セグウェイはどこにも行きませんでした。 しかし、その発明者であるディーン・カーメンは、マインドコントロールされた腕のプロテーゼの製作に移りました。 デカアームは、平均的なアームのサイズと重量であり、小型のモーター制御により、着用者がブドウを拾うことができます。 このアームはDARPAプロジェクトの一環として開発され、現在FDAの承認を受けています。

• 9脚

  ヒュー・ヘアーは、バイオニックの脚を作るために他の人よりも多くの動機を持っています。 ロッククライミング中に足を凍傷で失った後、彼は義足を改造し始めました。 現在、彼はMIT Media LabのBiomechatronics Groupのディレクターであり、機械的ではなく生物学的な方法で動く下肢義足を作ったチームを率いています。 チームが設計したロボットの足首足部人工装具は、自然な歩行を可能にする最初のものです。



10腎臓

中国の華中科技大学の研究者たちは、3Dプリンティングによって機能する小型の腎臓を作りました。 それらは90％の生細胞で構成されており、実際の腎臓とほぼ同じように機能します。 いくつかの調整と進歩により、いつかは人々に移植する準備が整う可能性があります。