این روزها پزشکان با استفاده از فناوری‌های روز بیماری‌ها را درمان می‌کنند. در بحث درمان بیماری‌ها، بسیاری مواقع لازم است دارویی به‌طور مشخص وارد قسمت خاصی از بدن شود یا در مواردی مثل سرطان، فقط سلول‌های خاصی را هدف قرار دهد.
از طرفی بیماری‌هایی مثل آلزایمر، پارکینسون، صرع و بسیاری ازانواع سرطان‌ها هنوز راه درمان مشخصی ندارد. به همین دلیل محققان سال‌هاست دنبال روش‌هایی هستند تا عملکرد قسمت‌های مختلف بدن را از نزدیک زیر نظر بگیرند و از این طریق بتوانند علت بروز آسیب و بیماری را پیدا کنند. بعد از کشف علت واقعی بروز این اختلالات در بدن، احتمالا می‌توان سریع‌تر به روش‌های درمانی دست پیدا کرد. به‌کارگیری داروهای هوشمند و استفاده از فناوری ارتباط بدون سیم برای هدایت دستگاه‌های کوچک درون بدن از مهم‌ترین روش‌های فناورانه درمان بیماری‌هاست که استفاده از آنها در سال‌های آینده توسعه بیشتری خواهد یافت.
یکی از حوزه‌هایی که علم پزشکی را به خوبی به جدیدترین دستاوردهای فناوری پیوند داده است، استفاده از امواج برای تشخیص و درمان بیماری‌هاست. سال‌هاست که از امواج در فرکانس‌های مختلف برای توسعه روش‌های پزشکی استفاده می‌شود و نتایج دستاوردهای شگفت‌انگیزی برای بیماری‌هایی ارائه کرده است که در گذشته راه درمانی برایشان وجود نداشت. اما امروزه محققان پا را از این هم فراتر گذاشته‌اند و به دنبال استفاده از امواج بدون سیم (Wireless) برای هدایت قطعات مصنوعی داخل بدن انسان هستند.
اکنون محققان دانشگاه ام‌آی‌تی (MIT) روش جدیدی را توسعه داده‌اند که بتوان از درون بدن اطلاعات بیشتری به دست آورد و آن را بهتر کنترل کرد. در این روش می‌توان قطعات الکترونیکی میکروسکوپی را داخل بدن انسان قرار داد و آنها را به راحتی از نمایشگر رایانه هدایت کرد. این قطعات می‌توانند حامل دارو باشند یا شرایط اندام‌ها و اعضا را در داخل بدن کنترل کنند.
این روش که تا به حال بخشی از مراحل آزمایش آن روی حیوانات انجام شده، نشان داده است که امواج بدون سیم تا ده سانتی‌متر زیر بافت و از فاصله یک متری نسبت به منبع عمل می‌کند. اما اگر حسگر امواج دقیقا زیر پوست قرار گیرد، از فاصله 38 متری نیز می‌تواند امواج را دریافت کند. در واقع پزشکان باید تعادلی میان فاصله حسگر از منبع امواج بدون سیم و عمقی که حسگر به آن فرستاده می‌شود، برقرار کنند. با این حال محققان همچنان در تلاشند تا امواج را هدفمندتر ساخته و ترتیبی دهند که از فاصله بیشتر نیز امکان هدایت دستگاه‌های داخل بدن وجود داشته باشد.
ارتباط بدون سیم با داخل بدن
در آزمایشی از یک قطعه کوچک به اندازه یک دانه برنج استفاده شده تا داخل بدن انسان قرار داده شود، با این حال پیش‌بینی محققان این است که قطعات ایمپلنت می‌تواند کوچک‌تر از این هم باشد. ایمپلنت‌های داخل بدن با فرکانس امواج رادیویی شارژ می‌شود و به شکل ایمنی از داخل بافت‌های بدن انسان عبور می‌کنند. اهمیت ارتباط وایرلس با قطعات ایمپلنت شده عدم نیاز به باتری برای ایمپلنت‌هاست. در شرایط جدید علاوه بر این‌که قطعات بسیار ظریف طراحی می‌شوند، بعد از مدتی نیاز به خارج کردن آنها برای تعویض باتری وجود ندارد. دستگاه‌های پزشکی که قابلیت ایمپلنت داخل بدن دارند یا می‌توان آنها را از طریق سیستم گوارش هضم و وارد بدن کرد، به پزشکان امکان تشخیص، نظارت و درمان بیماری‌ها را از نزدیک می‌دهد.
در مغز نیز الکترودهای قابل کاشت می‌توانند امواج الکتریکی را انتقال دهند. معمولا از این الکترودها برای مطالعه روی بیماری‌هایی مانند پارکینسون یا صرع استفاده می‌شود که هنوز علت بروز آنها به‌طور دقیق مشخص نشده است. در حال حاضر این الکترودها با کمک دستگاه ضربان‌ساز مصنوعی انرژی دریافت کرده و حرکات عضلات قلب را شبیه‌سازی می‌کند.
یکی دیگر از کارهای شگفت‌انگیزی که با فناوری جدید هدایت بدون سیم امواج برای انرژی دادن به دستگاه‌های داخل بدن می‌توان انجام داد، درمان بیماری‌ها با شبیه‌سازی برای مغز به کمک نور یا الکتریسیته است. از دستگاه‌های وایرلس می‌توان برای فرستادن امواج نوری به سمت سلول‌های عصبی در روش اپتوژنتیک نیز کمک گرفت. اپتوژنتیک روشی جدید برای فرستادن دستور انجام‌دادن یا ندادن یک فعالیت خاص به سلول است که مطالعه و بررسی عملکردهای مغزی را سرعت بخشیده است. البته این روش تاکنون روی انسان آزمایش نشده است، اما پیش‌بینی می‌شود که بتوان بسیاری از اختلالات عصبی را به این روش درمان کرد.
مزایا و چالش‌های استفاده از امواج بدون سیم
مزیت مهم استفاده از امواج بدون سیم این است که ایمپلنت‌ها دیگر نیاز به باتری ندارند و می‌توان از قطعات کوچک تر و ظریف‌تر برای فرستادن به داخل بدن استفاده کرد. استفاده از باتری در دستگاه‌های پزشکی قابل کاشت یا هضم داخل بدن، علاوه بر اشغال فضای زیاد، عمر مفید دستگاه‌ها را بسیار کم می‌کند. اما این روش درهای جدیدی به روی محققان می‌گشاید تا پس از این از تجهیزات دارویی متفاوتی برای کاوش و درمان داخل بدن انسان استفاده کنند.
یکی از چالش‌های این روش این است که امواج رادیویی هنگام عبور از میان بافت‌های بدن پراکنده و ضعیف می‌شوند و به همین علت نمی‌توانند نیروی مناسب را به قطعات مصنوعی داخل بدن برسانند. برای حل این مشکل محققان سیستم دیگری مبتنی بر مجموعه‌ای از آنتن‌هایی طراحی کردند که فرکانس کمی متفاوت‌تر را منتشر می‌کنند. امواج رادیویی هنگام سفر در مسیر مشخص‌شده با یکدیگر هم‌پوشانی پیدا کرده و به روش‌های مختلف ترکیب می‌شوند تا از مسیرهای گوناگون عبور کنند و پراکندگی ایجاد شده جبران شود. جایی که این امواج هم‌پوشانی پیدا می‌کنند نیز انرژی لازم برای حسگرهای قطعات داخل بدن ایجاد می‌شود.
در این روش نیازی نیست محققان همواره محل دقیق قرارگیری حسگرهای داخل بدن را بدانند و امواج قسمت‌های وسیعی را پوشش می‌دهند. همین ویژگی قابلیت دیگری در اختیار محققان می‌گذارد که می‌توانند با استفاده از یک فرستنده بدون سیم، چند دستگاه را در قسمت‌های مختلف بدن همزمان هدایت کنند.
حتی داروها هم این روزها هوشمند شده‌اند!
حدود یک سال از صدور مجوز برای استفاده از قرص‌های هوشمند می‌گذرد و در همین فاصله فناوری این قرص‌ها پیشرفت چشمگیری داشته است. این قرص‌ها در واقع حسگرهای کوچکی حاوی داروی مورد نیاز بدن هستند که هضم می‌شوند و هنگامی که به محل تعیین شده می‌رسند، باز شده و دارو را رها می‌کنند. این حسگر هوشمند محل مورد نظر را بر اساس ویژگی‌های شیمیایی هر قسمت از بدن تشخیص می‌دهد. برای مثال اگر قرار باشد دارو وارد معده شود، اطلاعات مربوط به اسیدی بودن محیط و میزان دقیق هر ماده شیمیایی روی حسگر برنامه‌ریزی می‌شود تا در محیطی با آن شرایط دارو را رها کند.
نوعی دیگر از این داروها نیز به حالت رباتیک عمل می‌کند؛ به این معنا که برنامه مسیری که باید بپیماید را دریافت می‌کند و مستقیم به آن سمت می‌رود و وقتی به مقصد رسید، دارو رها می‌شود.
نوع دیگری از این حسگرها نیز با هدف انتقال دارو وارد بدن نمی‌شوند، بلکه مسئولیت‌های مهم‌تری بر عهده دارند. آنها قرار است وارد بدن شوند و داده‌هایی را دریافت کنند و به خارج از بدن انتقال دهند. برای مثال انواعی از این تجهیزات دوربین‌های کوچکی دارند که از داخل بدن تصویربرداری کند و محل دقیق درگیری یک تومور با سلول‌های سالم را نشان دهد. این حسگرها به محققان کمک می‌کند تا رفتار سلول‌ها را بخوبی تحلیل کنند و بعد از آن پزشکان راه‌حل‌هایی برای پیشگیری از بیماری‌ها بیابند.
فناوری‌های پوشیدنی نیز یکی دیگر از فناوری‌هایی است که به کمک این داروها می‌آیند و می‌توانند در مسیر آنها را هدایت کنند یا اطلاعات را از حسگرهای دارو دریافت کنند و هشدارهای لازم را به اپراتور بدهند.
سپیده شعرباف