7 najbardziej obiecujących technologii 2023 roku

Jedenasta edycja raportu Raport Top 10 Emerging Technologies of 2023 prezentuje 10 technologii, które będą miały ogromny wpływ na nasze życie w kolejnych 5 latach. Wśród nich aż 7 odnosi się do medycyny.

Elastyczne baterie

Przyszłość elektroniki będzie elastyczna. Szybko postępujący rozwój urządzeń ubieralnych oraz giętkich ekranów wymaga zastosowania nowych, miękkich źródeł zasilania, które można wielokrotnie ładować w sposób bezprzewodowy.

Elastyczne baterie będą coraz częściej stosowane m.in. w czujnikach biomedycznych umieszczanych w tkaninach lub bezpośrednio na/w ciele człowieka. Tego typu rozwiązania przesyłają dane dotyczące parametrów zdrowia do zintegrowanych aplikacji mobilnych oraz do dostawców usług medycznych, ułatwiając zdalne monitorowanie pacjentów.

Podobnie jak w przypadku tradycyjnych baterii, jedną z przeszkód do pokonania jest ich bezpieczna utylizacja i recykling, wydajność oraz bezpieczeństwo stosowania w czujnikach noszonych na ciele.

Generatywna sztuczna inteligencja

Generatywna sztuczna inteligencja (AI) szturmem wdarła się do naszego życia. Aż trudno pomyśleć, że dostępna jest dopiero od kilku miesięcy. Narzędzia takie jak ChatGPT mogą tworzyć nowe i oryginalne treści poprzez identyfikację wzorców w danych, przy użyciu złożonych algorytmów i metod uczenia się inspirowanych ludzkim mózgiem.

Podczas gdy generatywna sztuczna inteligencja nadal koncentruje się na tworzeniu tekstu, programowaniu komputerowym, generowaniu obrazów, technologia może być także stosowana do m.in. prac naukowych nad nowymi lekami czy tworzenia spersonalizowanych programów nauczania, które dostosowują się do umiejętności uczniów i postępów w nauce.

W medycynie trwają też pierwsze testy zastosowania technologii do m.in. tworzenia elektronicznej dokumentacji medycznej. Aby zbudować publiczne zaufanie do generatywnej sztucznej inteligencji, aplikacje powinny spełniać uzgodnione standardy etyczne oraz prywatności.

Inżynieria walki z wirusami. Projektowane fagi

Fagi to „dobre” wirusy, które mogą selektywnie infekować i zwalczać niebezpieczne dla ludzi bakterie, wstrzykując do nich swoją informację genetyczną. Korzystając z narzędzi biologii syntetycznej, kod genetyczny fagów można przeprogramować tak, aby zainfekowane bakterie wykonywały określone zadania, zgodne z instrukcją genetyczną.

Dzięki bioinżynieryjnym fagom, naukowcy mogą zmieniać funkcje bakterii, powodując na przykład, że wytwarzają one cząsteczki terapeutyczne lub stają się wrażliwe na określony lek. Fagi zazwyczaj infekują tylko jeden rodzaj bakterii, stąd celem mogą być poszczególne gatunki bakterii w złożonym mikrobiomie. Projektowane fagi mają potencjał w leczeniu chorób związanych z zaburzeniami mikrobiomu człowieka, takich jak zespół hemolityczno-mocznicowy (HUS). Metoda została niedawno sklasyfikowana jako lek sierocy przez Amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków (FDA). Kolejnym etapem będą badania kliniczne. Niektóre firmy pracują już nad projektowaniem fagów do zwalczania bakterii opornych na antybiotyki, czy zmniejszania agresywności bakterii.

Metaverse dla zdrowia psychicznego

Metaverse to wirtualne środowiska, w których ludzie mogą wchodzić w interakcje zawodowe i społeczne dzięki technologii rzeczywistości rozszerzonej lub wirtualnej (AR/VR). Z jednej strony technologia otwiera zupełnie nowe możliwości, przykładowo całkowicie zmieniając doświadczenia pacjenta podczas telekonsulacji. Z drugiej, zatopienie się w świecie wirtualnym stwarza nowe zagrożenia w obszarze zdrowia psychicznego. Już teraz Światowa Organizacja Zdrowia ostrzega przed epidemią chorób psychicznych, a powszechna smartfonizacja społeczeństwa jedynie nasiliła ten problem.

Paradoksalnie, to właśnie technologie mobilne mogą pomóc we wczesnej diagnozie i leczeniu chorób psychicznych. Jednym z powodów jest ograniczony dostęp do specjalistów zdrowia psychicznego. Infrastruktura technologiczna może wspierać profilaktykę, diagnostykę, terapię w lżejszych przypadkach, edukację i badania.

Platformy gamingowe tzw. cyfrowe terapeutyki (digital therapeutics) są już wykorzystywane w zdrowiu psychicznym, a w niektórych krajach Europy aplikacje mobilne pomagające w leczeniu lęków lub lekkiej depresji mogą być wystawiane przez lekarzy na receptę.

W przyszłości zostaną wzbogacone w nieinwazyjne neurotechnologie do śledzenia informacji na temat stanu emocjonalnego użytkownika oraz postępów. Eksperci przewidują, że w przyszłości metawersja połączy się również z terapeutycznymi neurotechnologiami, takimi jak bezpośrednia stymulacja mózgu w celu leczenia trudnej do wyleczenia depresji.

Omika przestrzenna

Ludzkie ciało składa się z około 37,2 biliona komórek. To ekosystem, który nadal kryje wiele tajemnic przed naukowcami.

Łącząc zaawansowane techniki obrazowania z rozdzielczością sekwencjonowania DNA, omika przestrzenna umożliwia mapowanie procesów biologicznych na poziomie molekularnym, dając wgląd do architektury komórek i zdarzeń biologicznych z niespotykaną dotąd dokładnością.

Dzięki tej rewolucyjnej technologii, opracowywane są „atlasy komórek” na poziomie molekularnym, szczegółowo opisujące procesy biologiczne zachodzące u ludzi i innych gatunków. Przykładowo, korzystając z tej techniki, naukowcy już zidentyfikowali grupę neuronów w rdzeniu kręgowym, która wydaje się być odpowiedzialna za powrót do zdrowia po urazie rdzenia kręgowego. Stymulowanie tych neuronów u sparaliżowanych myszy przyspieszyło ich powrót do chodzenia.

Wśród innych obiecujących zastosowań znalazły się charakteryzowanie różnych typów komórek nowotworowych w celu dostosowania leczenia oraz odkrywanie mechanizmów złożonych chorób, takich jak choroba Alzheimera i reumatoidalne zapalenie stawów.

Elastyczna elektronika neuronowa

W ostatnich latach interfejsy mózg-maszyna (BMI) zyskały na popularności, przede wszystkim za sprawą rozgłosu wokół Neuralink Elona Muska. Założyciel Tesli obiecuje, że wkrótce będziemy mogli kontrolować maszyny za pomocą myśli.

Interfejsy BMI umożliwiają przechwytywanie sygnałów elektrycznych wytwarzanych przez mózg za pomocą czujników. Następnie algorytmy dekodują je na instrukcje, które komputer może zrozumieć. Systemy podobne do BMI są już stosowane w leczeniu pacjentów z epilepsją, a także w neuroprotetyce – protezy kończyn wykorzystują elektrody do łączenia się z układem nerwowym.

Obecne implanty, wykonane z twardych materiałów, są dalekie od doskonałych. Ale naukowcy opracowali niedawno obwody łączące mózg oparte na biokompatybilnych materiałach, które są miękkie i elastyczne, mogąc dopasować się do mózgu. Elastyczne BMI mogą pozwolić lepiej zrozumieć schorzenia neurologiczne, jak demencja i autyzm. Postępy w produkcji materiałów i drukowaniu miękkich obwodów mogą wkrótce przyspieszyć rozwój elastycznych technologii BMI. Jeśli się to uda, człowiek będzie mógł zintegrować się ze sztuczną inteligencją.

Opieka zdrowotna wspierana przez sztuczną inteligencję

Systemy zdrowia na całym świecie są pod dużą presją braków kadrowych, rosnących kosztów oraz zmian demograficznych. To, jak bardzo są niewydajne, przekonaliśmy się podczas pandemii COVID-19. Można to zmienić, zwiększając efektywność sektora, lepiej planując wykorzystanie zasobów ludzkich, zmniejszając obciążenie czynnościami administracyjnymi personelu, wdrażając skuteczne populacyjne programy profilaktyczne. Przyszłością jest polityka zdrowotna oparta na planowaniu procesów wspartym AI.

Nowe technologie, w tym AI, mogą poprawić wydajność i przepustowość systemów zdrowia. Przykładem są technologie do optymalnego dostosowania potrzeb pacjentów w zakresie leczenia do dostępności placówek, umożliwiające radykalne skrócenie czasu oczekiwania na leczenie – w niektórych przypadkach z wielu miesięcy do zaledwie tygodni. Oparte na sztucznej inteligencji podejście do optymalizacji dostępu do opieki jest już stosowane w Kanadzie, a zainteresowane są nim także inne kraje.

Jeszcze większy potencjał AI ma w krajach rozwijających się, w których występują ogromne braki infrastrukturalne i personalne. Inteligentne technologie pomagają w diagnozie, monitorowaniu i leczeniu chorób. Przykładowo, nawet lekarz podstawowej opieki zdrowotnej może interpretować skany medycznych z pomocą AI albo mierzyć wiele parametrów zdrowia z pomocą przenośnych urządzeń medycznych zintegrowanych ze smartfonem.

Aby pobrać cały raport (język angielski), kliknij w okładkę poniżej.

Czytaj także: Raport Deloitte: 76% Polaków monitoruje stan zdrowia