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10 Wissenschaft für Körperteile ersetzt
Menschliche Körper sind zerbrechliche, leicht beschädigte Verpackungen mit Teilen, die niemals vollständig verloren gehen können. Glücklicherweise arbeiten Forscher auf der ganzen Welt daran, jedes Stück des Körpers zu ersetzen, um uns alle zu Cyborgs zu machen.
10 Supersensitive elektronische Haut
Skin hat den undankbaren Job, Ihren ganzen Körper zu beschichten und zu schützen, wodurch er zu Ihrem am leichtesten beschädigten Organ wird. Wenn Sie einen Teil der Haut verbrennen oder abreißen, besteht Ihre Hauptoption jetzt darin, etwas anderes an anderer Stelle in Ihrem Körper aufzupfropfen. Aber eine effektive synthetische Ersatzhaut ist dank der Forschung von Stanford-Wissenschaftlern vielleicht nicht so weit entfernt.
Zhenan Baohas von Stanford hat ein äußerst flexibles, extrem strapazierfähiges und extrem empfindliches Material entwickelt, das die Grundlage für künftige synthetische Haut bilden kann. Die Leute haben schon früher versucht, synthetische Haut zu entwickeln, aber Baohas 'Material beherrscht die Berührungsempfindlichkeit besser als jeder andere Vorgänger. Es enthält organische Transistoren und eine elastische Schicht, die sich dehnen lässt, ohne Schaden zu nehmen. Und es ist selbstversorgt - diese Haut enthält eine Reihe von elastischen Solarzellen.
9 schlagende Herzen in einer Petrischale
Wissenschaftler haben lange Zeit das Potenzial von Stammzellen für das Wachstum von Herzen untersucht, und sie haben in diesem Jahr einen wichtigen Meilenstein erreicht, als sie Herzgewebe schufen, als sie alleine schlagen können.
Das Team der Universität von Pittsburgh verwendete Stammzellen aus der Haut, um MCPs herzustellen, eine spezielle Art von Zelle, die als Vorläufer für kardiovaskuläres Gewebe fungiert. Sie platzierten diese Zellen dann auf einem 3D-Gerüst, das ein Mausherz tragen sollte. Innerhalb von 20 Tagen begann das neue Herz mit 40 bis 50 Schlägen pro Minute zu schlagen.
Dieses Herz ist zu schwach, um tatsächlich Blut zu pumpen, weshalb sich jeder ein neues Herz wünscht. Das Gewebe hat jedoch ein großes Potenzial, die beschädigten Herzmuskeln zu reparieren.
8 prothetische Hände, die die Berührung berühren
Heutige prothetische Hände füllen den armförmigen Raum zwischen Ihrem Körper und der Luft kaum weiter. Sicher, sie können die Dinge gut verstehen und sie helfen beim Gleichgewicht, aber ihnen fehlt eine der wichtigsten Fähigkeiten der menschlichen Hand - der Tastsinn. Menschen mit Prothetik können nicht erkennen, ob sie mit einem Objekt in Kontakt kommen, ohne es direkt anzusehen.
Ein Forschungsteam an der University of Chicago hat dieses Problem gelöst und Hände produziert, die elektrische Signale an das Gehirn senden. Sie haben mit Affen als Testpersonen begonnen, die Tiere untersucht haben, um zu sehen, wie ihr Gehirn auf Berührungen reagiert. Wenn sie mit prothetischen Händen ausgestattet sind, die ihr Gehirn auf diese Weise anregen, reagieren die Affen so, als würden sie Gegenstände selbst berühren.
Das Programmieren dieser Signale in künstliche menschliche Gliedmaßen würde den Amputierten andere Hände geben als alles, was wir bisher entwickelt haben.
7 Gedankengesteuerte bionische Beine
Obwohl bionische Beine für Amputierte natürlich ein großer Segen sind, fehlt ihnen die eigentliche Nervenverbindung zum Körper. Auf ihnen zu laufen ist daher mühsam und ermüdend. Doch im vergangenen Jahr hatte der in Seattle lebende Einwohner Zac Vawter das weltweit erste von Gedanken kontrollierte Bein, ein bionisches Glied, das Signale direkt aus seinem Kopf nimmt.
Bisher gab es diese Technologie für Arme, aber die Beine sind etwas komplizierter. Und da ein falsches Signal dazu führt, dass Sie von einer Brücke oder vor einem fahrenden Auto springen, benötigen gedankengesteuerte Beine eine strengere Programmierung als entsprechende Arme. Einer der Forscher formuliert es zärtlich: „Wenn Sie einen bionischen Arm verwenden, der sich schlecht benimmt, kann sich der Ellbogen leicht bewegen. Wenn sich die Beinprothese schlecht benimmt, könnte dies ein Sicherheitsrisiko sein. “
Vawter kletterte 103 Stockwerke eines Chicagoer Wolkenkratzers auf sein bionisches Bein, aber die Designer arbeiten immer noch an der Verbesserung. Um sie für den täglichen Gebrauch zu optimieren, müssen sie noch dünner und leichter werden. Sein Nachfolger (der iLeg Air?) Kann das erklärte Ziel der Armee für eine 10.000-Schritte-Stufe des Bionikers erreichen, ohne dass der Akku aufgeladen werden muss.
6 kleine menschliche Gehirne
Gehirntod ist ein bisschen unbequem, wenn Sie ein Fan des Lebens sind und wenn Sie Ihren durch einen Ersatz ersetzen möchten, haben Sie kein Glück. Klar, vielleicht können wir eines Tages Gehirn in Schädel einpflanzen, aber nicht nur ein anderes Organ. Es enthält all Ihre Gedanken und Erinnerungen. Sie können ein neues Gehirn in Ihren Kopf plumpsen, aber Sie werden immer noch verschwunden sein, so dass die Idee, künstliches Gehirn zu machen, vielleicht absurd erscheint.
Aber das hat die Wissenschaftler nicht davon abgehalten, in einem Labor echte menschliche Gehirne zu züchten. Beginnend mit nichts als Stammzellen gelang es Wissenschaftlern in Österreich dieses Jahr, Gehirne zu erzeugen, die denen von neun Wochen alten Föten entsprechen. Diese kleinen Gehirne haben die Größe von Erbsen und sind bisher nicht zum Nachdenken geeignet. Das einzige, was die Gehirne davon abhält, über diese Stufe hinauszuwachsen und voll funktionsfähig zu werden, besteht darin, dass sie keine Blutversorgung haben.
Obwohl diese Gehirne niemandem in den Körper gehen, sind sie eine großartige Quelle für Wissenschaftler, die sich mit Hirnkrankheiten beschäftigen.
53-D gedruckte Ohren
Wir hatten die Technologie, um das Gehör seit Jahrzehnten künstlich wiederherzustellen, aber interne Implantate tun nichts für die sichtbaren Teile des Ohrs. Man könnte meinen, diese großen Klappen ("Ohrmuscheln") auf beiden Seiten des Kopfes wären leicht zu replizieren, da sie nur Haut und Knorpel sind und keine komplexen Organe. In Wirklichkeit haben Wissenschaftler mit falschen Ohren nie gute Arbeit geleistet. Traditionelle Ersatzteile sehen aus und fühlen sich an wie Plastikspielzeug.
Die Forscher haben dieses Jahr jedoch eine neue Methode entwickelt, die es ermöglicht, aus echten Zellen flexible, realistische Ohren zu machen. Diese Zellen stammen von Ratten und Kühen und bilden ein Kollagengel, das die Form jedes Schimmels annehmen kann.Wenn das Gel in eine Form eines menschlichen Ohrs eingesetzt wird - eine mit einem 3D-Drucker zusammengesetzte Form -, bildet das Gel in weniger als einer Stunde ein Ohr. Das künstliche Ohr braucht dann nur einige Tage, um Nährstoffe aufzubauen, bevor es für die Implantation in ein Subjekt bereit ist.
Diese künstlichen Ohren sind ein großer Vorteil für diejenigen, die Verletzungen erleiden oder an Mikrotien leiden, ein Zustand, der verhindert, dass sich die Ohren entwickeln.
4Nosen, die Krankheiten riechen
Wissenschaftler arbeiten hart daran, Organe herzustellen, die den Fähigkeiten des Körpers entsprechen, aber warum sollten sie dort aufhören?
Als Forscher an der University of Illinois ein Gerät entwickelten, das Chemikalien anhand ihres Duftes erkennt, begnügten sie sich nicht mit der Empfindlichkeit der menschlichen Nase. Stattdessen kreierten sie eine künstliche Nase, die den Bakteriengeruch nutzt, um bestimmte Krankheiten zu erkennen und zu diagnostizieren.
Das Ergebnis sieht nicht nach einer Nase aus - es ist eine Flasche, die mit flüssigem Nährstoff gefüllt ist, der Bakterien kultiviert. Aber geben Sie der „Nase“ eine Blutprobe und lassen Sie sie ein paar Tage schniefen, und die Flaschenpunkte ändern ihre Farbe, um anzuzeigen, welche Bakterien, falls vorhanden, identifiziert werden.
3 Künstliches Pankreas
Die Bauchspeicheldrüse produziert Insulin, und wenn Sie dies nicht tun, müssen Sie sich das Hormon manuell injizieren. Diabetiker sind daher in einer anstrengenden Routine gefangen, ihren Blutzucker ständig zu überprüfen und bei Bedarf Insulin abzuspritzen.
Künstliche Bauchspeicheldrüse stößt jedoch Insulin automatisch in Ihren Körper. Das Gerät sieht aus wie eine normale Insulinpumpe, die Ihr Insulin kontinuierlich durch Ihre Haut gleitet. Diese überwacht jedoch Ihren Blutzucker und passt sich dementsprechend an. Selbst wenn der Träger schläft, besteht keine Gefahr eines Schocks, wenn der Zucker zu niedrig abfällt.
Im Gegensatz zu einigen Punkten auf dieser Liste befindet sich das künstliche Pankreas noch nicht in einem frühen Entwicklungsstadium. Das Gerät existiert bereits sehr gut und hat im letzten September die FDA-Zulassung zum Verkauf erhalten.
2 künstliche Augen
Wie bereits erwähnt, ist es uns seit langem möglich, das Gehör für Gehörlose wiederherzustellen, aber für Blinde ist es eine viel kompliziertere Angelegenheit. Wenn Menschen das Augenlicht verlieren, senden ihre Netzhaut keine Signale mehr von ihren Photorezeptoren an ihr Gehirn. Um ein künstliches Auge zu erzeugen, müssten wir verstehen, wie die Netzhaut diese Signale verarbeitet, und das ist ein Code, den Wissenschaftler einfach nicht knacken konnten.
Bis vor kurzem sowieso nicht. Den Wissenschaftlern des Weill Cornell Medical College ist es jedoch zumindest gelungen, zumindest mit Mäusen und Affen. So entstanden künstliche Netzhäute, deren Chips Bilder in elektronische Signale umwandeln und deren winzige Projektoren elektronische Signale in Licht umwandeln.
Diese künstlichen Augen haben tatsächlich blinden Mäusen das Sehvermögen wiederhergestellt. Und die anschließenden Experimente an Affen bieten viel Hoffnung für eventuelle Versuche an Menschen, da Affen und menschliche Netzhäute ähnlich funktionieren.
1 Finger, die digitale Dateien speichern
Als der finnische Programmierer Jerry Jalava 2008 einen Motorradunfall erlitt, sah er sich einer doppelten Tragödie gegenüber. Erstens verlor er seinen Finger, ein offensichtliches Problem für jeden, der seinen Lebensunterhalt schreibt. Zweitens musste er sich mit einem Ärzteteam in Verbindung setzen, das sich für Comedians hielt und von seinem Beruf lernte. Ein Chirurg scherzte, Jalava solle sich einen USB-Stick kaufen.
Anstatt den Arzt zu erwürgen (wegen seiner Verletzung schwierig), nahm Jalava die Schwachstelle als Inspiration. Er beschloss, eine Prothese zu bauen, die zwei Gigabyte digitalen Speicher enthält. Er kann jetzt seinen Finger in einen Computer einstecken, indem er einfach den Nagel abzieht, um den USB-Stecker freizulegen. Er kann auch jederzeit den gesamten Finger abnehmen und ihn einem Freund zur Verwendung geben.
Der nächste Schritt? Jalava plant, den Finger mit einem RFID-Tag aufzuwerten und Wireless-Unterstützung hinzuzufügen. Er möchte auch mehr Speicher hinzufügen, was uns sinnlos erscheint. Wenn er mehr Speicher benötigt, hat er neun weitere Finger, die er abschneiden und durch Flash-Laufwerke ersetzen kann.
+ Bonus: Roboterpflanzen wachsen Wurzeln
Und jetzt etwas ganz anderes. Bisher haben wir Ihnen gezeigt, wie menschliche Körperteile ersetzt werden, aber jetzt möchten wir Ihnen… Roboterwurzeln vorstellen. Das sind richtige Roboter, die Wurzeln züchten, die vom Wasser angezogen werden und auf Bodenveränderungen reagieren.
Sie könnten den Punkt der künstlichen Wurzeln in Frage stellen, da Pflanzenteile im Gegensatz zu menschlichen Teilen auf natürliche Weise sehr leicht zu duplizieren sind. Die Designerin Barbara Mazzolai vom Italian Institute of Technology sagt jedoch, dass die Erfindung viele Anwendungen hat. Roboter, die sich an die Umgebung anpassen, können bei der Erkundung des Weltraums helfen. Sie können sogar Ärzten helfen, indem sie als flexible Schläuche in den Körper schauen.
Wir wissen nicht, wie wir uns dazu fühlen. Sicher, ersetzen Sie alle unsere Körperteile durch Maschinen. Aber robo-Pflanzen in uns wachsen? Das ist nur komisch.