क्या हमारा शरीर भविष्य की बैटरी है?

एक एमआईटी शोधकर्ता से प्रेरणा जो शरीर से ही ऊर्जा की कटाई कर रहा है

क्रिस गिल्बर्ट, एमडी और कनान दगदेविरन, पीएच.डी.

स्रोत: क्रिस गिल्बर्ट, एमडी, पीएच.डी.

18 सितंबर 2018 को, मैं वास्तव में उत्साहित हूं। मेरे पति और मेरे पास कैम्ब्रिज के मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में सुबह 9:00 बजे डॉ। कानन डागदेवीरेन का साक्षात्कार करने के लिए अपॉइंटमेंट था। पेरिस, फ्रांस से होने के नाते, मैं कभी भी MIT के अंदर नहीं था, लेकिन हमेशा इसे देखने का सपना देखा था। उस दिन, मेरा सपना सच होने जा रहा था। मैं रोमांचित था।

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एक छोटी टैक्सी की सवारी के बाद (कम दूरी, लेकिन लंबे समय में, क्योंकि यातायात भारी था), मेरे पति एरिक और मैं एक बड़ी, आधुनिक इमारत में पहुंचे। “मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी” पढ़ने का एक बड़ा संकेत प्रवेश द्वार के ऊपर था। मेरा दिल उत्साह से दौड़ रहा था। मेरे पति और मैं प्रवेश द्वार की ओर जाने वाली सीढ़ियों पर चढ़ गए और लॉबी में मिले, जो लंबे बालों के साथ एक युवा, पतले, सुंदर श्यामला थे और धारीदार चमकीली, भूरी आँखें थीं, जो सफेद पैंट के ऊपर एक रंगीन लाल और सफेद टॉप पहने थे। उसके चेहरे पर एक बड़ी मुस्कान थी और उसने अपने दाहिने हाथ को बढ़ाते हुए कहा: “मैं कानन दगदेवीरेन हूँ, एमआईटी में आपका स्वागत है!”

चौथी मंजिल के लिए एक एलिवेटर पर होते हुए, हम उसके विशाल कार्यालय तक उसके पीछे गए।

“मेरे कार्यालय में तुर्की सजावट है जो मुझे मेरे परिवार और मेरे देश की याद दिलाती है” कानन ने गर्व से कहा। दरअसल, उसकी मेज के ऊपर एक दीवार पर एक बहुत पुरानी, ​​हस्तनिर्मित कालीन थी।

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“यह कालीन मेरी महान चाची का एक उपहार है। यह कई सौ साल पुराना है, और इसके सभी रंग फूलों से उत्पन्न होते हैं। इसे बचाने के लिए, मैंने इसे एक वैक्यूम फ्रेम में रखा है, “कानन ने एक मुस्कुराहट के साथ जोड़ा, फिर हमें एक गलियारे में ले गया। “अब मैं तुम्हें अपनी प्रयोगशाला दिखाता हूँ। मैंने इसे पारदर्शी दीवारों के साथ बनाया था। ”हम पारदर्शी, पीली दीवारों के साथ एक बड़े क्षेत्र के बाहर पहुंचे।

कैनान डागदेवीरेन, पीएचडी, अपने कस्टम-बिल्ट, पारदर्शी, पीले लैब के सामने

स्रोत: कनान दगदेवीरेन, अनुमति के साथ उपयोग किया जाता है

“जब मैं पीएच.डी. छात्र एक पुरुष-प्रधान शोध समूह में, मैंने कई व्यावहारिक प्रश्न पूछे, जैसे कि आप वेफर्स (सेमीकंडक्टर सामग्री के पतले टुकड़े) को कैसे संभालते हैं, उन्हें तोड़े बिना, आप पॉलिमर को कैसे मिलाते हैं, आपके तार उपकरणों को कैसे बनाते हैं, आदि, लेकिन मेरे पुरुष प्रयोगशाला के साथी मेरे सवालों से थक गए और उन्होंने मुझे जवाब देना बंद कर दिया, इसलिए मैंने सुबह से रात तक महीनों तक लैब के अंदर अनगिनत घंटे बिताए, यह देखते हुए कि अनुभवी शोधकर्ताओं ने कैसे काम किया। दुर्भाग्य से, प्रयोगशालाओं की दीवारों को देखने के माध्यम से नहीं देखा गया था, इसलिए मुझे हर बार मुझे स्टर्लिंग प्रयोगशालाओं के अंदर जाना चाहता था। मैंने खुद से वादा किया कि जब मेरे पास अपनी प्रयोगशाला होगी, तो इसमें कस्टम-बिल्ड पारदर्शी दीवारें होंगी, ताकि मेरे जैसे छात्र बिना किसी अनुमति के बिना प्रयोगशाला के बाहर से अनुभवी शोधकर्ताओं को देखकर या बाँझ होने के लिए गाउन-अप करने के लिए सीख सकें। वातावरण। मैंने अपना वादा निभाया, और मैंने पिछले साल अपनी ड्रीम लैब बनाई थी। डिजाइन से निर्माण तक, इस नई लैब को बनाने में 9 महीने लगे। दीवारों में एक पीले रंग की टिंट होती है, ताकि यूवी प्रकाश पारदर्शी दीवारों में प्रवेश न कर सके (मैं जिन पॉलिमर के साथ काम कर रहा हूं, अगर यूवी प्रकाश उन्हें मिल जाता है तो वे निष्क्रिय हो सकते हैं), और धूल कणों को छानने के लिए छत में सक्शन डिवाइस हैं, जो धूल को बनाए रखते हैं। नकारात्मक दबाव में प्रयोगशाला। यह मेरी प्रयोगशाला को एक बहुत ही अच्छी जगह बनाता है ताकि मेरा काम यथासंभव सटीक हो सके। ”

कनान दगदेविरन की प्रसिद्ध शोध टीम

स्रोत: कनान दगदेवीरेन, अनुमति के साथ उपयोग किया जाता है

मैंने पारदर्शी पीले रंग की दीवारों के साथ एक प्रयोगशाला कभी नहीं देखी थी, और यह वास्तव में बाहर से शोधकर्ताओं को काम करने में सक्षम होने के लिए आकर्षक था। कानन का साक्षात्कार बहुत अच्छी शुरुआत तक बंद था। मैंने उससे उसके निजी जीवन और उसके बचपन के बारे में पूछा। किस बात ने उन्हें अमेरिका आने के लिए प्रेरित किया? उसने सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग का अध्ययन क्यों किया? उसके सपने क्या थे? फिर मैंने उससे उन विभिन्न परियोजनाओं का वर्णन करने के लिए कहा, जिन पर वह काम कर रही थी।

तुर्की की एक युवा लड़की की प्रेरक कहानी

5 साल की उम्र में, विज्ञान में पहले से ही दिलचस्पी रखने वाले कान परमाणु को देखना चाहते थे, और ऐसा करने के लिए, वह तुर्की में अपने गृहनगर में पत्थर तोड़ रहे थे। जब कैन के पिता, जो एक एकाउंटेंट थे, ने कैनन को पत्थर मारते हुए देखा, तो उन्होंने उसे समझाया कि मनुष्य अपनी नग्न आँखों से परमाणु नहीं देख सकते हैं, लेकिन ऐसा करने के लिए एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप की आवश्यकता होती है।

कुछ साल बाद, कैनन के पिता ने कनान को मैरी और पियरे क्यूरी के बारे में एक पुस्तक दी, जिसने कैनान के जीवन को हमेशा के लिए बदल दिया। उस पुस्तक में, पियरे क्यूरी ने प्रदर्शित किया कि जब क्रिस्टल को संकुचित किया गया था, तो एक विद्युत क्षमता उत्पन्न हुई थी, और बाद में इसका उल्टा सच था, कि जब विद्युत क्षेत्र उनके लिए लागू किया गया था, तो क्रिस्टल रूप बदल सकते थे। पियरे क्यूरी ने 1880 में पाईज़ोइलेक्ट्रिकिटी (संपीड़न या दबाव के कारण बिजली) की खोज की थी, और कैनन ने पीज़ोइलेक्ट्रिकिटी के बारे में पढ़ते हुए, अपने जीवन के जुनून की खोज की थी। क्या होगा अगर वह हृदय और शरीर की अन्य मांसपेशियों के संकुचन द्वारा उत्पादित बिजली का उत्पादन कर सकती है और उस बिजली का उपयोग यांत्रिक उपकरणों के लिए कर सकती है?

अपने नए जुनून से उत्साहित, कानन ने अंकारा में भौतिक विज्ञान का अध्ययन करने का फैसला किया, फिर इस्तांबुल में विज्ञान और इंजीनियरिंग की सामग्री तैयार की।

हार्वर्ड में अध्ययन करने के लिए तुर्की छोड़ने के बाद, उसने पीएचडी के लिए फुलब्राइट छात्रवृत्ति प्राप्त की। 2009 में यूनिवर्सिटी ऑफ इलिनोइस में अर्बाना-शैंपेन में कार्यक्रम।

कनान के पीएच.डी. सलाहकार ने सिफारिश की कि वह कार्बन नैनोट्यूब पर काम करे, लेकिन उसने इनकार कर दिया। वह पीजोइलेक्ट्रिक सामग्रियों पर काम करना चाहती थी। वह जो करना चाहती थी वह इतना नया था कि कोई भी उसे सलाह नहीं दे सकता था। वह उसे रोक नहीं पाया। वह खुद को मेंटर करेगी। उसने सफलतापूर्वक पीएचडी पूरी की। इलिनोइस विश्वविद्यालय में, फिर एमआईटी में पोस्टडॉक्टरल प्रशिक्षण।

चार साल पहले, MIT प्रौद्योगिकी समीक्षा बोर्ड ने उस वर्ष के 35 सर्वश्रेष्ठ नवप्रवर्तकों का चयन किया जो 35 वर्ष से कम आयु के थे। 29 साल की उम्र में कनान वर्ष के नवप्रवर्तकों में से एक थे।

तब से, कानन ने आठ अध्ययन प्रकाशित किए हैं (संदर्भों की सूची देखें), प्रमुख खोजों के लिए दरवाजा खोलते हैं।

इस साल, इस्तांबुल एस्किलर म्युनिसिपैलिटी मेयर ने कैनकन का नाम इस्तांबुल के यूरोपीय भाग में एक क्षेत्र एवेकिलर में 22 मंजिल की इमारत में दिया। कैनान डागदेवीरेन लड़की छात्रावास के उद्घाटन के लिए 28 अक्टूबर, 2018 को कैनान इस्तांबुल में थी, जो 770 महिला कॉलेज की छात्राओं की मेजबानी करने में सक्षम थी।

वर्तमान में कानन किन परियोजनाओं पर काम कर रहा है, और उसने उन्हें क्यों चुना?

डॉ। कानन दगदेविरन की पाँच प्रमुख परियोजनाएँ:

प्रोजेक्ट 1:

क्योंकि कानन के दादाजी की 28 वर्ष की हृदय गति रुकने से मृत्यु हो गई थी, कनान एक ऐसी परियोजना पर काम कर रहा है जो समान हृदय रोगियों के जीवन को बचा सकती है।

इस तथ्य को उजागर करते हुए कि हर बार जब हम अपने पैर, हाथ, अंगुलियों आदि को हिलाते हैं, तो हम ऊर्जा उत्पन्न करते हैं, कनान लचीला पैच बनाने पर काम कर रहा है, जो उस ऊर्जा की कटाई और उसे स्टोर करने के लिए कपड़ों से जुड़ा हो सकता है। यह पीज़ोइलेक्ट्रिक ऊर्जा है कि जब वह पियरे क्यूरी के बारे में पढ़ती है तो कैन को प्यार हो गया।

प्रत्येक दिल के आंदोलन से डिवाइस कटाई ऊर्जा

स्रोत: कनान दगदेवीरेन, अनुमति के साथ उपयोग किया जाता है

हमारे अंग केवल चलने वाले नहीं हैं; हमारा दिल, फेफड़े, और डायाफ्राम भी चलते हैं। जब भी हमारा दिल धड़कता है (हमारा दिल साल में 40 मिलियन बार धड़कता है), हर बार जब हमारे फेफड़े सांस लेते हैं, हर बार जब हमारा डायाफ्राम चलता है, तो वे भी ऊर्जा पैदा करते हैं। कैनान एरिजोना विश्वविद्यालय के मैकेनिकल इंजीनियरों के साथ काम कर रहा है, ताकि वह दिल की धड़कन से ऊर्जा प्राप्त करने के लिए गोजातीय और अंडाशय के दिलों पर लचीले सिलिकॉन प्रत्यारोपण कर सके और उदाहरण के लिए, कार्डियक पेसमेकर को ऊर्जा देने के लिए उस ऊर्जा का उपयोग कर सके। वर्तमान में पेसमेकर में एक बैटरी होती है जिसे नियमित रूप से बदलना पड़ता है। बैटरी को बदलने के लिए हर बार सर्जरी की आवश्यकता होती है। भविष्य में, हमारे दिल की धड़कन से काटी गई ऊर्जा को शायद पेसमेकर ही नहीं, बल्कि फिटबिट्स की तरह हमारे इलेक्ट्रॉनिक पहनने योग्य उपकरणों को भी संग्रहित किया जा सकता है।

प्रोजेक्ट # 2:

क्योंकि कान की दादी की स्तन कैंसर से मृत्यु हो गई थी, और क्योंकि स्तन कैंसर के साथ 8 महीने की लड़ाई के बाद दो साल पहले 50 साल की उम्र में कनान की प्यारी चाची की मृत्यु हो गई थी, इसलिए कानन ने स्तन कैंसर का जल्द पता लगाने का एक तरीका खोजने का फैसला किया है।

महिलाओं में स्तन कैंसर की बढ़ती आवृत्ति को देखते हुए, कानन में दो प्रश्न हैं:

स्तन ऊतक में क्या परिवर्तन स्तन कैंसर के लिए अग्रणी हैं?

क्या उन परिवर्तनों का पता बहुत प्रारंभिक चरण में लगाया जा सकता है, जिससे प्रारंभिक उपचार की अनुमति मिलती है?

उन सवालों का जवाब देने के लिए, कैनान लचीला, फैलाए जाने योग्य, पहनने योग्य या अटैच अल्ट्रासाउंड पैच बनाने पर काम कर रहा है जिसे ब्रा में या सीधे स्तन पर ही लगाया जा सकता है, ताकि जैसे ही महिलाओं को कोई अस्पष्ट परिवर्तन दिखाई दे, उन्हें अलर्ट कर दिया जाएगा स्तनों। एक निरंतर स्तन अल्ट्रासाउंड बनाकर, कान कैंसर शुरू होने से पहले ही स्तन कैंसर के लिए अग्रणी परिवर्तन का पता लगाने की उम्मीद कर रहा है, जिससे शुरुआती उपचार की अनुमति मिलती है, ताकि भविष्य में, कोई भी महिला स्तन कैंसर से न मरे।

प्रोजेक्ट # 3:

क्योंकि कैनान के चाचा की पत्नी ग्लियोब्लास्टोमा मल्टीफ़ॉर्म नामक मस्तिष्क कैंसर के घातक रूप से 38 साल की उम्र में मर गई थी, कानन एक ऐसी तकनीक पर काम कर रहा है, जो मस्तिष्क में शुरुआती बदलावों का पता लगा सकती है और मस्तिष्क के उस हिस्से में सीधे दवा पहुँचा सकती है जो रोगग्रस्त है, ताकि में भविष्य में, लोगों का इलाज किया जा सकता है और उन प्रकार के कैंसर से बच सकते हैं।

असामान्य न्यूरोनल गतिविधि के शुरुआती पता लगाने के लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए, कैनान लचीला, बालों के पतले (व्यास में 200 माइक्रोन) सेंसर बना रहा है, जिसे सीधे स्टेनलेस स्टील गाइड ट्यूब के माध्यम से मस्तिष्क के अंदर रखा जा सकता है। कान उन MiNDS (Miniaturized Neuronal Drug Delivery Systems) को बुलाता है। जैसे ही वे शुरू करते हैं, वह न्यूरोनल गतिविधि, व्यवहार और मनोदशा में बदलाव के माध्यम से पता लगाने की उम्मीद कर रही है।

कैनान पार्किंसंस रोग से प्रभावित है, जो पार्किंसंस रोग से प्रभावित चूहों का उपयोग करते हुए सीधे एक औषधि (जैसे पार्किंसंस रोग से प्रभावित मस्तिष्क के क्षेत्र) में एक दवा के पिकोलिटर्स को इंजेक्ट करने के लिए करता है। दवा को गर्दन के आधार पर त्वचा के नीचे एक छोटे से जलाशय में रखा जाता है, और एक पंप को मस्तिष्क तक दवा मिल रही है, एक सेंसर से जुड़े फीडबैक नियंत्रण के लिए। बाल-पतले सेंसरों की अनूठी संपत्ति यह है कि वे इतने लचीले होते हैं कि वे उसी समय चलते हैं, जिस अंग को बिना नुकसान पहुंचाए उन्हें प्रत्यारोपित किया जाता है। वे सुई बहुत अलग हैं जो वर्तमान में दीप ब्रेन स्टिमुलेशन (डीबीएस) के लिए उपयोग की जाती हैं, जो बहुत भारी हैं।

भविष्य में, कानन को अन्य अंगों में कीमोथेरेपी के लिए उन्हीं उपकरणों का उपयोग करने की उम्मीद है जो कि अग्न्याशय की तरह पहुंचना मुश्किल है।

प्रोजेक्ट # 4:

कैनान एक ऐसा कपड़ा बना रहा है जिसमें शरीर या शरीर के किसी हिस्से में दबाव और मात्रा में बदलाव को मापने के लिए इसमें कई सेंसर लगे होते हैं। कनान इसे बच्चे के कपड़े पर लागू करने की उम्मीद कर रही है, ताकि उन सेंसर किसी सोते हुए बच्चे में तुरंत सांस लेने या पाचन संबंधी असामान्यता का पता लगा सकें और माता-पिता को सतर्क कर सकें कि अगर बच्चा सांस लेना बंद कर देता है, या अगर बच्चे के पेट में असामान्य हलचल होती है।

कान गर्भवती महिलाओं के कपड़े के लिए सेंसर के साथ इस कपड़े को लागू करने की भी उम्मीद कर रहे हैं, ताकि वे तुरंत पता लगा सकें कि क्या भ्रूण सामान्य से कम चलता है, या यहां तक ​​कि सभी आंदोलन को रोकता है। इससे बच्चों की जान बच सकती थी।

प्रोजेक्ट # 5:

तुर्की कालीनों से विचार प्राप्त करना जो परिवहन के लिए लुढ़का हुआ है और एक गंतव्य पर पहुंचने के दौरान अनियंत्रित हो गया है, कनान एक गैस्ट्रो-आंत्र उपकरण बना रहा है जो तुर्की कालीनों की तरह सपाट और लंबा है। इस उपकरण को एक कालीन की तरह घुमाया जा सकता है और एक असंगत कैप्सूल में रखा जा सकता है, जिसे निगल लिया जाता है। डिवाइस तब अनियंत्रित हो जाता है जब कैप्सूल घुल जाता है, और यह पेट के अस्तर को मापने के लिए पेट की परत से जुड़ जाता है, पेट के आंदोलनों का विश्लेषण करता है, और संभवतः पेट के संकुचन से ऊर्जा कटाई करता है। यह पेट के लिए फिटबिट जैसा कुछ बनाता है।

डॉ। कानन दगदेविरन का सपना क्या है?

कैनान का सपना यह समझना है कि सेलुलर और आणविक स्तर पर शरीर के अंदर क्या हो रहा है, और ऐसा करने में, लोगों के जीवन को बचाने में सक्षम होना चाहिए।

कैंसर के prodromal चरण या पार्किंसंस रोग की शुरुआत का सटीक तंत्र क्या है?

अवसाद के बारे में क्या? लोगों के उदास या चिंतित होने से ठीक पहले न्यूरॉन्स में क्या हो रहा है? क्या स्थानीय स्तर पर तापमान में बदलाव होता है? यदि हाँ, तो तापमान का यह परिवर्तन कितना बड़ा और महत्वपूर्ण है? क्या न्यूरोनल डेथ है? यह कैसे मूड विकारों को रोकने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है?

कनान कहता है: “अंतरिक्ष यात्रियों को ब्रह्मांड को समझने के लिए बाहरी अंतरिक्ष में जाना पड़ा; इसी तरह, शरीर को समझने का एकमात्र तरीका आंतरिक अंतरिक्ष में जाना है। ”इसके लिए, वह कहती है कि इंजीनियरों को पहनने योग्य, इम्प्लांटेबल, अटैचबल, माइनसक्यूल सेंसर, और न्यूरोसाइंटिस्ट, मनोवैज्ञानिक और चिकित्सकों को इंजीनियरों के साथ सहयोग करना आवश्यक है।

क्या हम इसे और भी आगे ले जा सकते हैं?

क्या इंजीनियरों की मदद से, किसी दिन हम न केवल बीमारी का इलाज कर पाएंगे, बल्कि महामानव भी बना पाएंगे? हमारे शरीर के अंदर कई प्रत्यारोपणों के साथ, क्या हम अपनी भावनाओं को नियंत्रित कर सकते हैं, अपनी याददाश्त, हृदय की शक्ति, पाचन, प्रजनन क्षमता और मांसपेशियों की शक्ति बढ़ा सकते हैं?

भविष्य बताएगा…।

मैंने कानन से अपना साक्षात्कार समाप्त किया कि वह छात्रों को क्या संदेश देना चाहता है।

छात्रों को डॉ। कानन दगदेविरन का संदेश

“जुनून के पीछे रहो। यदि लोग आपसे कहते हैं कि आप जो करना चाहते हैं, वह संभव नहीं है, तो उनकी बात न सुनें। लोग मुझे बताते थे कि मैं जो करना चाहता था वह असंभव था, लेकिन मैं उन्हें जवाब देता था कि मेरा पहला नाम कनान है जो “कैन” से शुरू होता है, इसलिए मैं इसे कर सकता हूं। इसके अलावा, सिर्फ इसके लिए प्रभावशाली होने की कोशिश मत करो। क्या मायने रखता है कि आपकी परियोजना आपके जीवन को अर्थ देती है। यदि आप अपनी परियोजना से खुश हैं, तो यह प्रभावशाली होगा। ”

छात्रों को कैनान के संदेश को देखते हुए, यहाँ मेरा प्रश्न आपके लिए है :

जीवन में आपका जुनून क्या है? क्या ऐसा कुछ है जो आप तब करना चाहते थे जब आप एक बच्चे थे, और लोगों ने आपको ऐसा नहीं करने के लिए कहा था? क्या इस नई परियोजना पर काम करना आपके जीवन को सार्थक करेगा और आपको खुश करेगा?

संदर्भ

https://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev-bioeng-071516-044517

http://stm.sciencemag.org/content/10/425/eaan2742.short

https://www.nature.com/articles/s41551-017-0140-7

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352431616301092

http://science.sciencemag.org/content/354/6316/1109.1.summary

http://rspa.royalsocietypublishing.org/content/472/2194/20160225

https://www.nature.com/articles/nmat4289

https://www.ideals.illinois.edu/handle/2142/73068