- Βηματοδότες, αντλίες ινσουλίνης, νανορομπότ που εκλύουν φάρμακα... δίνουν υπέροχες και ασύρματες λύσεις για την αντιμετώπιση πολλών παθήσεων, εγείρουν όμως και ανησυχίες..
Η αυλαία των δημοτικών εκλογών έπεσε, χωρίς κανένας υποψήφιος άρχων να αποτολμήσει αυτή τη φορά να προτάξει το όραμα ενός «ψηφιακού δήμου». Λογικό, θα πείτε, αφού η...κρίση άλλαξε τις προτεραιότητες όλων και έβαλε τα «μητροπολιτικά δίκτυα» στο χρονοντούλαπο. Ομως η τεχνολογία ασύρματης δικτύωσης αναπτύσσεται αλματωδώς διεθνώς και παρεισφρέει στη ζωή μας ακόμη και χωρίς την «πρόσκλησή μας». Παράδειγμα τρανταχτό μιας τέτοιας διείσδυσης είναι αυτό που συμβαίνει στην ιατρική τεχνολογία: Ολο και περισσότερα ηλεκτρονικά κυκλώματα ελέγχου της σωματικής μας υγείας ενσωματώνουν δικτύωση μέσω Wi-Fi.
Η εξέλιξη αυτή δεν είναι διόλου άσχετη με την προειδοποίηση των επιστημόνων από δεκαπενταετίας ότι «ο 21ος αιώνας θα είναι ο αιώνας της νανοβιοτεχνολογίας»: Τα κυκλώματα των συσκευών γίνονται όλο και πιο μικρά και όλο και πιο βιο-συμβατά. Οι ερευνητές βρίσκουν τώρα τρόπους να «φορτώνουν» τις φαρμακευτικές ουσίες σε νανορομπότ και να τα στέλνουν στον στόχο ίασης. Επίσης, κατορθώνουν να σμικρύνουν τόσο τους μηχανισμούς διέγερσης των μυών ή άντλησης των υγρών ώστε να μπορούν να τους τοποθετήσουν με ασφάλεια μέσα στο σώμα μας, πλάι στο όποιο πάσχον όργανό του. Αλλά η ασφαλής εμφύτευση αυτών των νέων μέσων ίασης προϋποθέτει - πέρα από την αρχική τοποθέτηση - και τον διαρκή έλεγχο της λειτουργίας τους. Πώς αλλιώς μπορεί να επιτευχθεί μια τέτοια επικοινωνία ελέγχου με το εσωτερικό του οργανισμού μας αν όχι ασύρματα;
Βηματοδότες με Wi-Fi
Από το 1958 που πρωτοεμφανίστηκαν, οι βηματοδότες έφτασαν στο 1/35 του μεγέθους και του βάρους τους. Η αύξηση μεγέθους και βάρους το 2009 οφείλεται στην καινοτομία της χρήσης ραδιοσυχνοτήτωνΗ πρώτη φορά που ακούσαμε για «ζωή ασθενούς ελεγχόμενη μέσω Διαδικτύου» ήταν το 2009, όταν μία 61χρονη Αμερικανίδα έβαλε βηματοδότη με ασύρματο κύκλωμα ελέγχου. Οπως δήλωσε η ίδια η Carol Kasyjanski στο πρακτορείο Reuters, δέχτηκε να φορέσει τον νέο βηματοδότη - της εταιρείας St. Jude Medical - επειδή ο παλιός που είχε δυσλειτουργούσε και κινδύνευε να πεθάνει προτού το αντιληφθεί κανείς.
Το πρόβλημα με τους κλασικούς βηματοδότες - αλλά και με τους κατά πολύ ισχυρότερους απινιδωτές (ICD) - είναι υπαρκτό και έχει να κάνει κυρίως με την προβληματική συμπεριφορά των συρμάτων που έχουν για να διεγείρουν την καρδιά. Οπότε, με την ενσωμάτωση πομπού ασύρματης επικοινωνίας, οι καρδιολόγοι αποκτούν ένα αξιόπιστο «σύστημα συναγερμού» για την περίπτωση που τα σύρματα επιφέρουν επιπλοκές και δυσλειτουργία.
To 2013, η St. Jude Medical Inc. κατασκεύασε έναν βηματοδότη ακόμη πιο επαναστατικό: αντί να χρησιμοποιεί σύρματα διέγερσης της καρδιάς, έφτιαξε ένα μεταλλικό σωληνάκι μικρότερο από μπαταρία ΑΑΑ, που βυθίζεται στη δεξιά κοιλία της καρδιάς. Μόλις το Nanostim - όπως ονομάζεται το σωληνάκι - «νιώσει» ότι ο καρδιακός παλμός ανακόπτεται, ενεργοποιείται και ξυπνάει την καρδιά με ηλεκτρική διέγερση. H τοποθέτηση αυτής της μικροσυσκευής γίνεται χωρίς εγχείρηση, μέσω καθετήρα που φθάνει ως την καρδιά ακολουθώντας τη μηριαία φλέβα.
Για την κλινική μελέτη της συμπεριφοράς του νέου βηματοδότη η κατασκευάστρια εταιρεία συμβλήθηκε αρχικά με δύο ευρωπαϊκά νοσοκομεία, ένα στο Αμστερνταμ και ένα στην Πράγα, που εμφύτευσαν το Nanostim σε 32 εθελοντές ασθενείς τους. Εφέτος, στις 9 Μαΐου 2014, ανακοίνωσε με χαρά την επιτυχή ολοκλήρωση αυτών των κλινικών δοκιμών και την έναρξή τους πλέον και στο υπερατλαντικό έδαφος, με τη συμμετοχή 670 ασθενών από 50 νοσοκομεία των ΗΠΑ και του Καναδά. Το ενδιαφέρον των νοσοκομείων είναι μέγα, καθώς ήδη 2,7 εκατομμύρια άνθρωποι πάσχουν στις ΗΠΑ από κολπική μαρμαρυγή και έως το 2050 ο αριθμός αυτός αναμένεται να ανέλθει στα 12 εκατομμύρια!
NFC: από τα κινητά στην καρδιά!
Η απελευθέρωση από τα σύρματα, που έφερε το Nanostim, δεν σημαίνει βέβαια και απελευθέρωση από την ανάγκη αντικατάστασής του, όταν η μπαταρία του εκπνεύσει. Αλλά και γι' αυτό βρέθηκε λύση: Στις 14 Μαΐου, δημοσιεύθηκε στο ενημερωτικό δελτίο PNAS της Ακαδημίας των ΗΠΑ (βλ. www.pnas.org/content/early/2014/05/14/1403002111.abstract) η μελέτη «Ασύρματη μεταφορά ενέργειας σε βαθιά ενδοδερμικά μικροεμφυτεύματα». Οπως προέκυψε, ερευνητική ομάδα του Πανεπιστημίου Στάνφορντ έχει δημιουργήσει έναν βηματοδότη μήκους μόλις δύο χιλιοστών που τροφοδοτείται από εξωτερικό πομπό ενέργειας. Πώς το κατάφεραν αυτό; Με μια παραλλαγή της τηλεμεταφοράς πληροφοριών και ενέργειας NFC (Επικοινωνία Πεδίου Εγγύτητας) που ήδη έχει εμφανιστεί στα κινητά τηλέφωνα: έβαλαν μια μπαταρία κινητού τηλεφώνου πάνω σε μια μεταλλική πλάκα, που την τοποθέτησαν εξωτερικά του δέρματος και κοντά στην καρδιά όπου είχε εμφυτευθεί ο μικροβηματοδότης.
Μέσω ειδικού κυκλώματος, η μπαταρία στέλνει εστιασμένα 2.000 μικροβάτ στον βηματοδότη, χρησιμοποιώντας υψίσυχνα ηλεκτρομαγνητικά κύματα (στα 1,6 Ghz) που διαπερνούν το σώμα άνευ βλάβης. Οι δοκιμές αυτής της πρωτοφανούς τηλεφόρτισης εμφυτευμένης συσκευής έγιναν πρώτα σε ιστό χοίρου και έπειτα σε ζωντανό κουνέλι. Οι εφευρέτες της μεθόδου ίδρυσαν ήδη την εταιρεία τους, Vivonda Medical, και ετοιμάζονται να την εφαρμόσουν και σε ανθρώπους.
Θαυμασμός και ανησυχία
Το να στέλνεις, χωρίς χειρουργική επέμβαση, έναν «ενισχυτή» σε όποιο όργανο του σώματός σου πάσχει, να τον ρυθμίζεις και να τον ελέγχεις ασύρματα - ακόμη και από το κινητό σου τηλέφωνο - αλλά και να τον τροφοδοτείς με ενέργεια ασύρματα… λίγο απέχει από θαύμα! Ρωτήστε όποιον καρδιοπαθή έχει βάλει εδώ και χρόνια βηματοδότη, και θα εισπράξετε μια τέτοια απάντηση. Ακόμη περισσότερο όταν το πεδίο εφαρμογής τέτοιων δυνατοτήτων διανοίγεται σε όλο μας το σώμα: υπάρχουν ήδη μικροεμφυτεύματα ενίσχυσης της ακοής για το εσωτερικό του αφτιού και μικροαντλίες ινσουλίνης για την αντιμετώπιση του διαβήτη, ενώ δοκιμάζονται πειραματικά και τα νανορομποτάκια εστιασμένης καταστροφής καρκινικών κυττάρων.
Ομως, το γεγονός ότι χρησιμοποιούμε για τα ενδότερα του οργανισμού μας τεχνολογίες που ήδη χρησιμοποιούμε στον εξωτερικό μας κόσμο (Wi-Fi και NFC) δεν αποτρέπει το εύλογο ερώτημα: Αν καθημερινά διαβάζουμε ότι αυτές οι τεχνολογίες των κινητών τηλεφώνων και υπολογιστών μας παραβιάζονται εύκολα από χάκερ και μυστικές υπηρεσίες, ποιος διασφαλίζει ότι και οι κρίσιμες ζωτικές λειτουργίες του σώματός μας δεν θα γίνουν κάποια στιγμή θύμα τους; Οι κατασκευαστές τέτοιων ασύρματων μικροσυσκευών υγείας πρόθυμα θα σπεύσουν, βέβαια, να μας πουν ότι η επικοινωνία γίνεται στην ειδική ζώνη ραδιοσυχνοτήτων των 402-405 MHz και ότι χρησιμοποιούν απαραβίαστα πρωτόκολλα δικτύωσης. Ωστόσο, προτού απορρίψουμε μετά βδελυγμίας τα «σενάρια συνωμοσίας», ας δούμε αν υπάρχει κάποιο ουσιαστικό έδαφος γι' αυτά.
Ενα ζήτημα που απασχολεί τη CIA
Στις 20 Οκτωβρίου 2013, ο πρώην αντιπρόεδρος των ΗΠΑ, Ντικ Τσένι, αποκάλυψε σε τηλεοπτική συνέντευξη (βλ. www.cbsnews.com/news/dick-cheneys-heart) ότι όταν το 2007 έβαλε βηματοδότη, ο καρδιολόγος του ζήτησε από την κατασκευάστρια εταιρεία να αποκόψει τη λειτουργία Wi-Fi, για την αποφυγή δολοφονικής επίθεσης μέσω αυτού. Την επόμενη χρονιά, στο συνέδριο 2008 IEEE Symposium on Security and Privacy, ομάδα ερευνητών από τέσσερα αμερικανικά πανεπιστήμια επέδειξε τον τρόπο με τον οποίο όντως είχε καταφέρει να παρέμβει στη λειτουργία βηματοδότη (βλ. www.secure-medicine.org/public/publications/icd-study.pdf) και, το 2011, η τηλεοπτική σειρά Homeland εμφάνισε ακριβώς ένα τέτοιο σενάριο τηλε-δολοφονίας του αρχηγού της CIA.
Το 2012, ο διευθυντής ασφαλείας εμφυτευμάτων της αμερικανικής εταιρείας IOActive, Jack Barnaby, ανακοίνωσε ότι όχι μόνον οι βηματοδότες καρδιάς και οι μικροαντλίες ινσουλίνης ήταν ευπρόσβλητες, αλλά και ότι ο ίδιος είχε κατορθώσει να επαναπρογραμματίσει βηματοδότη ώστε να... κεραυνοβολεί άλλους βηματοδότες που βρίσκονται σε ακτίνα 10 μέτρων γύρω του! Την ίδια εκείνη χρονιά, η υπηρεσία U.S. Government Accountability Office ζήτησε επίσημα από τον ΕΟΦ των ΗΠΑ να ελέγξει την επικινδυνότητα «αιχμαλώτισης» των ασύρματων εμφυτευμάτων (βλ. www.gao.gov/assets/650/647767.pdf).
Η τελευταία εξέλιξη σε αυτά τα σενάρια τρόμου σημειώθηκε εφέτος, στις 16 Απριλίου 2014: Ο καθηγητής Πυρηνικής και Κβαντικής Μηχανικής Chun T. Rim, του κορεατικού πανεπιστημίου KAIST, επέδειξε τη λειτουργία ενός πρωτοποριακού διπόλου τηλεμεταφοράς ενέργειας, ονόματι DCRS (Dipole Coil Resonant System). Το «πρωτοποριακό» του διπόλου αυτού δεν ήταν απλά ότι κατόρθωνε να στείλει 200 Watt σε απόσταση πέντε μέτρων για να ανάψει τηλεόραση... που δεν ήταν στην πρίζα, αλλά και ότι το κατάφερνε με έναν σωλήνα που ήταν πάχους 20 εκατοστών και μήκους τριών μέτρων. Δηλαδή, σύντομα ενδέχεται να κυκλοφορούμε σε δρόμους όπου οι φανοστάτες θα μπορούν να είναι και αναμεταδότες «Wi-Power». Αλλά ενώ όλοι μας θα στεκόμαστε στο φανάρι για να φορτίσουμε τα κινητά μας, κάποιος χάκερ ή πράκτορας θα μπορεί να το χρησιμοποιήσει για να κεραυνοβολήσει το εμφύτευμα κάποιου δυστυχούς «ανεπιθύμητου» μεταξύ μας.
ΣΤΗ ΜΕΤΑ-ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΕΠΟΧΗ
Βιολογικός βηματοδότης 100%
Ενόσω οι ηλεκτρονικοί πασχίζουν ακόμη να βρουν το πώς θα ελέγξουν με ασφάλεια αυτή την ασύρματη διαδικτύωση των βιολογικών μας κυκλωμάτων, μία «μη ηλεκτρονική λύση» προέκυψε για τους βηματοδότες: Το 2012, καρδιολόγοι του Cedars-Sinai Heart Institute στο Λος Αντζελες ανακοίνωσαν τη δημιουργία... βιολογικού βηματοδότη, μέσω επαναπρογραμματισμού συνηθισμένων κυττάρων της καρδιάς και της εισαγωγής σε αυτά ενός συγκεκριμένου γονιδίου - του Tbx18.
«Αυτή η μελέτη είναι η πρώτη που δείχνει ότι ένα και μόνο γονίδιο μπορεί να κατευθύνει τη μετατροπή των κυττάρων του καρδιακού μυός σε πραγματικά κύτταρα βηματοδότησης. Τα νέα κύτταρα παράγουν ηλεκτρικά ερεθίσματα αυθόρμητα και δεν διακρίνονται από τα αντίστοιχα φυσικά κύτταρα βηματοδότησης των εμβρύων» δήλωσε ο επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας, δρ Hee Cheol Cho.
Μία προηγούμενη έρευνα για τη δημιουργία βιολογικού βηματοδότη είχε οδηγήσει σε τροποποιημένα κύτταρα που έμοιαζαν περισσότερο με μυϊκά κύτταρα παρά με εκείνα των κυττάρων γέννησης του καρδιακού παλμού, που εμφανίζονται κατά την εμβρυϊκή ανάπτυξη. Επίσης, κάποιες άλλες προσεγγίσεις χρησιμοποίησαν εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα, αλλά αντιμετώπισαν το φάντασμα δημιουργίας καρκινικών κυττάρων. Αντίθετα, η τελευταία μελέτη επιτυγχάνει τη δημιουργία νέων κυττάρων βηματοδότησης χωρίς τον κίνδυνο του καρκίνου.
«Αυτό είναι το αποκορύφωμα 10 χρόνων εργασίας στο εργαστήριό μας για να οικοδομήσουμε μια βιολογική εναλλακτική λύση για τους ηλεκτρονικούς βηματοδότες» δήλωσε ο Eduardo Marban, διευθυντής του ινστιτούτου. Ο Cho σύγκρινε τη χρήση των ηλεκτρονικών βηματοδοτών με την προσάρτηση ηλεκτρονικού κινητήρα σε ποδήλατο: παρότι το μαραφέτι αυτό λιγοστεύει την ανάγκη για πεντάλ, το όχημα εξακολουθεί να κινείται σαν ποδήλατο. Ενώ με τον βιολογικό βηματοδότη «το ποδήλατο μετατρέπεται σε Harley», συμπλήρωσε.
Το πείραμά τους έγινε σε επτά ινδικά χοιρίδια, αλλά ο Cho δήλωσε ότι «αναμένουμε να λειτουργήσει και σε ανθρώπους. Θα μας πάρει δύο έως τρία χρόνια μέχρι την πρώτη κλινική δοκιμή».
Δύο με τρία χρόνια... δηλαδή ως του χρόνου. Δεν είναι πολλά
