Zakoni prirode u službi zdravlja

Piše: Tomislav Šoštarić

Kvantna mehanika za većinu ljudi je ”egzotična” sfera zakona prirode – teško je zamisliti njenu praktičnu korist u životu.

Ali, upravo ta grana fizike pridonijela je otkrivanju raka.

Priča počinje još 30-ih godina prošlog stoljeća, kada su znanstvenici predvidjeli postojanje antičestica, pa tako i antielektrona, odnosno pozitrona.

Tu su, primjerice, i spoznaje proizašle iz proučavanja nekih od najsilovitijih procesa u svemiru, gdje u područjima objekata goleme energije, gustoće materije, gravitacije i magnetskog polja dolazi do emisije gama zraka, koje imaju milijardu puta veću energiju od vidljive svjetlosti.

Infracrvene kamere

A upravo ta znanja o pozitronu i gama zračenju našla su primjenu u medicini, točnije otkrivanju raka. Jedna od najosjetljivijih metoda otkrivanja tumora zbiva se u PET-skeneru.

Rad koji će tek biti prepoznat

Damir Kovačić s Medicinskog fakulteta u Splitu kaže da postoji trend sve slabijeg zanimanja mladih za izazove u znanstvenoj karijeri jer se radi o zahtjevnom, a često neadekvatno vrednovanom radu.

No, s druge strane, znanost se ipak razvija velikom brzinom, što se možda često ne primjećuje. 

“Mi u principu imamo jako veliki broj i tehnoloških otkrića koja možda i nisu vidljiva u ovom trenutku zato što su ili previše složena ili komplicirana, ona se manifestiraju ili kroz objavljene znanstvene radove u vrlo specijaliziranim časopisima ili kroz tzv. patente gdje se zaštićuju intelektualna prava i vlasništvo, nego će tek kroz neko vrijeme biti vidljivo to čime se mi danas bavimo”.

“U čovjeka se preko glukoze ubaci fluor 22, radionuklid koji emitira pozitrone. Ta glukoza, taj šećer, ide tamo gdje je metabolizam najintenzivniji, znači tamo gdje je tumor, koji se jako brzo razvija i tamo se akumulira taj fluor 22 koji je otopljen u glukozi i emitira pozitrone.

Ti se pozitroni anihiliraju s elektronima u našem tijelu i pri tome nastaju gama zrake, koje mi detektiramo. Okružimo čovjeka detektorima gama zraka i ako vrlo precizno izmjerimo kad dođe jedna, pa druga zraka, možemo jako dobro prepoznati gdje se nalazi tumor u čovjeku”, objašnjava Nikola Godinović s Fakulteta elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje u Splitu, jedan od znanstvenika i znanstvenih novaka koji su svoja dostignuća predstavili na nedavnoj Noći istraživača u Zagrebu.

Jedna od poznatijih primjena infracrvene kamere je detektiranje osoba i objekata u mraku i sličnim situacijama. Primjerice, pri ilegalnom prelasku granice, što je aktualno u uvjetima izbjegličke krize.

No, ona je svoju primjenu pronašla i u medicini, odnosno otkrivanju tumora. Hladnije objekte kamera bilježi tamnijim, a toplije jarkim bojama. Također, korisna je u dijagnostici.

“Koristi se za otkrivanje raka jer rak je najtopliji dio, tijelo je ljudsko simetrično i gdje se vide neke anomalije u slici, recimo bijele točke, to je najtopliji dio i na to područje se sumnja te se ono dodatno obrađuje”, kaže Mirna Galjer sa zagrebačkog Fakulteta elektronike i računarstva (FER).

No, područja primjene su šira – kamera može detektirati vlažna mjesta u stambenim objektima, otkriti pukotine i slična oštećenja pri restauriranju umjetničkih djela pa i otkriti postoji li, primjerice, naknadna intervencija ili nanošenje materijala na slikarsko platno jer različiti materijali emitiraju različitu temperaturu.

Funkcionalna hrana

Koncept funkcionalne hrane razvijen je u Japanu 80-ih godina, a na području EU-a još ne postoji.

No, naglašava Bilušić, poznato je da se veliki broj namirnica tzv. mediteranske prehrane, koja je priznata kao zlatni standard prehrane, spada u funkcionalnu hranu, poput smokve, crnog grožđa ili maslina.

“U Japanu se taj koncept razvio upravo zbog toga što su primijetili da se počeo opterećivati zdravstveni sustav, da su ljudi počeli više patiti od kroničnih bolesti, da su postali bolesniji, i odlučili su nekako na vrijeme intervenirati prevencijom i edukacijom i jednostavno uvođenjem te funkcionalne hrane … na primjer kod bolesti koje se povezuju sa starenjem, dokazano je da ima utjecaja na kognitivne sposobnosti”.

Ova metoda dovodi nas i do prezentacije dostignuća u forenzici. Stručnjaci kažu – stvari se ne odvijaju brzinom kao u CSI serijama, no tehnologija koja se koristi ista je ona koja se koristi u stvarnosti, samo je koristi veći broj specijaliziranih stručnjaka s više područja.

‘Škakljiva’ pitanja robotike

“To je serija koja traje 45 minuta, u tih 45 minuta oni moraju riješiti slučaj. U stvarnosti to traje ponekada po tjedan, dva, tri, četiri, ovisno kako vas istraga vodi jer se i u forenzici i u Hrvatskoj prvenstveno vodi načelom isplativosti, da se ne troše novci bezveze”, objašnjava Josip Crnjac, asistent na studiju forenzike u Splitu.

Nešto drugačija tehnologija primjenjuje se u robotici. Udruga Bura znanja radi na projektu STEMI, čiji je cilj ljude upoznati s komponentama stvaranja robota.

Za to je potrebno upoznati STEM princip koji obuhvaća poznavanje i primjenu znanosti, tehnologije, inžinjeringa i matematike, a kojem su oni pridodali i inovaciju kao idući korak u primjeni tih znanja.

Cilj je svladati principe 3D modeliranja na primjeru izrade konstrukcija za robota, principe elektonike, programiranja mobilnih aplikacija i međusobnog funkcioniranja svih komponenti kako bi se izradio i kontrolirao robot. 

“Robotika ima veliku ulogu jer jako velik broj poslova koje ljudi obavljaju počinju obavljati roboti. To je jako ‘škakljivo’ pitanje, da li će roboti zamijeniti ljude, šta će ljudi raditi kada dođu roboti i zapravo baš to i jest smisao našeg projekta – mi želimo ljude naučiti da oni stvaraju svoje robote, da nauče njima upravljati jer su to poslovi budućnosti. Da ne bi oni upravljali nama”, kaže Marin Trošelj iz udruge Bura znanja.

Humanoidni roboti i autizam

Humanoidni roboti jedan su od javnosti zanimljivih aspekata robotike. No, kao objašnjava Damjan Miklić s FER-a, humanoidna robotika je još u ranom razvoju.

Praktična primjena izloženih humanoidnih robota je, primjerice, u edukaciji djece putem jednostavnih igara.. Korisni su, također, u edukaciji studenata, koji na njima mogu učiti programirati naprednije stvari, primjerice održavanje ravnoteže.

Ipak, na FER-u upravo istražuju mogućnost primjene ponovno na području medicine.

“Mi trenutačno imamo jedan projekt gdje pokušavamo vidjeti da li ti roboti mogu biti korisni kao pomoć stručnjacima koji se bave proučavanjem autizma. Dakle, da li robot u interakciji sa djecom koja imaju poremećaj autističnog spektra može pomoći i ostvariti bolju interakciju s djecom ili pomoći da se brže postavi dijagnoza i sl.”, kaže Miklić.

Hrana i poljoprivreda budućnosti

Kemijsko-tehnološki fakultet u Splitu i Prehrambeno-tehnološki fakultet u Zagrebu prezentirali su principe funkcionalne hrane i hrane koja je dijelom hrana, a dijelom lijek.

“To je hrana koja ima neka svoja funkcionalna svojstva, znači sadrži neke komponente koje osim energetske, dakle nutritivne uloge, imaju još nekakve zdravstvene učinke. Najčešće se radi o tzv. biološki aktivnim spojevima ili fitokemikalijama za koje moraju biti dokazana neka terapeutska svojstva, primjerice antikancerogeno ili antioksidacijsko djelovanje”, kaže Tea Bilušić sa splitskog fakulteta.

Srodno područje putem ”Vrtova budućnosti” prezentirao je Institut za jadranske kulture i melioraciju krša, gdje nastoje ukazati da poljoprivreda i uzgoj hrane ne moraju biti nešto teško i naporno, već i zanimljivo.

Bilje se, poručuju, može uzgajati doslovno na polici, na hranjivom supstratu, bez potrebe za tlom.

“Budućnost je u tome da poljoprivreda iz dana u dan napreduje i ne mora se nužno povezivati samo negativno u smislu nekakve genetski modificirane hrane (GMO) recimo, već hranu kući svatko može uzgajati bez obzira ima li nekakvo zemljište ili će možda baš na balkonu svatko moći uzgajati rajčicu, papriku i sl.”

Izvor: Al Jazeera