O biomedicinskom inženjerstvu potiho se govorilo još od sredine prošlog stoljeća, otkako je izumljena mala elektronička komponenta - silicijski tranzistor. Biomedicinski inženjeri danas rješavaju probleme s kojima se suočavaju moderna medicina te biologija i zdravstvena zaštita. Riječ je o ogromnom znanstvenom području koje se razvija velikom brzinom te bilježi najbrži rast inovacija i zapošljavanja.

'Više od 40 posto svih proizvoda i servisa vezanih uz internet stvari dolazi iz područja zdravlja i medicine. Zadnjih desetak godina inovacije u području medicinske tehnologije na prvom su mjestu po broju prijavljenih patenata u EU. U Americi je biomedicinsko inženjerstvo na prvom mjestu s rastom zapošljivosti od 72 posto godišnje. Riječ je o ogromnom potencijalu', objašnjava prof. dr. sc. Ratko Magjarević sa Zavoda za elektroničke sustave i obradbu informacija pri Fakultetu elektrotehnike i računarstva Sveučilišta u Zagrebu, na kojem se bave biomedicinskim inženjerstvom od sedamdesetih godina prošlog stoljeća.

'Čovječanstvo stari i sve je više samačkih domaćinstava, stoga se povećava i broj kroničnih bolesti', kaže Magjarević. 'Klasične višegeneracijske obitelji se raspadaju, a ljudi su puno pokretljiviji u potrazi za poslom. Treba naći način na koji pomoći starijima i učiniti da ljudi ostanu što zdraviji. Zato se u svijetu sve više radi na prevenciji i zdravom životu.'

Izazov je povezati sve podatke

A to je područje na kojem se dotiču i isprepliću biomedicina i internet stvari. Skovan je čak i novi termin: internet medicinskih stvari. Danas svatko može nabaviti tlakomjere s bluetoothom, pametne satove, prstene i pametnu odjeću, u mobitele ugraditi programe koji mjere i prate korake, otkucaje srca, kvalitetu sna...

'Izazov je kako povezati sve te podatke. Ista osoba može koristiti niz različitih uređaja koji se međusobno ne vide jer su od različitih proizvođača i koriste različite protokole, a upitno je i koliko proizvođači žele da se ti podaci mogu staviti u neku zajedničku datoteku', kaže Magjarević. Zakon o zaštiti osobnih podataka samo je dodatno zakomplicirao istraživanja.

'Apelirao bih na ljude koji nose razne senzore i koriste pametne, povezive uređaje da sudjeluju u znanstvenim i dobronamjernim praćenjima koja provodi akademska zajednica', poziva Magjarević. 'Time će pridonijeti novim saznanjima što mogu pomoći u podizanju kvalitete života, naročito starije populacije.'

Printanje jednostavnih organa postat će stvarnost

Danas se puno govori o 3D tisku. Printaju se zubi, proteze, umjetni kukovi, lijekovi... No znanost se sve više okreće printanju stanica, od kojih bi se mogla stvoriti određena tkiva. Naveliko se razmišlja i o printanju jednostavnijih organa.

'Kad govorimo o jednostavnijem organu, mislimo na strukturu koja može postati dio neke žile. Ta žila nije jednostavna cijev; ona je složenija i račva se u obliku slova Y. Samo što se u printanju stvari radi s plastikom, a u slučaju printanja stanica koriste se gelovi koji stanice drže na okupu dok ne srastu i ne postanu biološka struktura. To će u sljedećih desetak godina biti stvarnost', predviđa Magjarević.

Očite su razlike između europskog i američkog pristupa biomedicinskom inženjerstvu. Europa je usredotočena na proizvodnju uređaja i sustava, a Amerikanci se više bave strukturom tkiva i stanica.

'Ideja je da jednog dana možemo printati i složene organe koji se sastoje od više vrsta tkiva. Naučiti na koji način programirati matične stanice da postanu ne samo tkivo, nego i organ - to znači gledati u budućnost', kaže Magjarević.

Računala će uskoro biti moćna kao ljudski mozak, ali...

'Negdje koncem prošlog stoljeća, kad smo bili na tragu iščitavanja cijelog genoma, postojala su pretjerana očekivanja da ćemo moći ugasiti neki gen i tako spasiti ljude od raznih nasljednih bolesti', podsjeća Magjarević. 'U međuvremenu smo naučili da je genom skup podataka o vjerojatnosti da se nešto dogodi. Da bi se nešto doista dogodilo, postoje razni okidači za to, vanjski i unutarnji. Netko oboli jer se uzrujava, netko jer udiše zagađeni zrak.'

Profesor Magjarević podsjeća na veliki znanstveni projekt - The Brain Project. Koliko god su danas računala jako brza i moćna, ona još ne mogu parirati čovjeku. Projekcije su da će do 2040. računala biti tako moćna da će samostalno ostvarivati sve ono što danas ostvaruje ljudski mozak.

'Kad bismo naučili kako preslikati sadržaj našeg mozga u računala, mogli bismo živjeti paralelno još jedan život i živjeti vječno, odnosno toliko dugo koliko bi se napajalo računalo. To je velik izazov ljudskom rodu. No postavlja se pitanje - ako preselite sadržaj svog mozga i emocije u računalo koje može nastaviti samostalan život, hoće li to računalo misliti isto što i vi mislite u tom trenutku?' pita se Magjarević. 'Tu se otvara niz zanimljivih tema. To nije projekt samo biomedicinskog inženjerstva, nego i medicinara, biologa, kemičara, fizičara... Sve te struke moraju udružiti znanja i vještine da bi se takav projekt mogao potencijalno ostvariti.'

Bioničke oči, umjetne pužnice i pacemakeri

Biomedicinsko inženjerstvo razmišlja i o kiborzima, o pojačavanju raznih funkcija ljudskog organizma. Iza tih istraživanja obično stoji vojska, a rezultati se odmah primjenjuju u svemirskim istraživanjima, ali i vatrogastvu. Ide se na jačanje snage, poput ruke koja može razbiti vrata, ali i jačanje senzorike. Na primjer, je li moguće ugraditi još jedno, infracrveno oko, senzor koji bi spajanjem na skupinu živčanih stanica u mozgu znao interpretirati infracrvene snimke.

A to nas vraća u realnost, u kojoj već postoje različiti umjetni organi. Eto, bioničko oko omogućuje bolje snalaženje u prostoru, ali daleko je to još od prave zamjene. Danas, kad i najjednostavniji telefon snima slike od nekoliko megabajta, bioničkim okom u mozak znamo prebaciti samo 60 piksela iz umjetne rožnice. Sljedeća generacija trebala bi imati oko tisuću elemenata slike. To je značajan napredak, no ako smanjite neku sliku od 10 MB na kilobajt, znat ćete o čemu govorimo, kaže Magjarević.

Ništa ne ide preko noći. Eto, umjetna pužnica danas se ugrađuje gotovo rutinski. Prije tridesetak godina ljudi su mogli prepoznati 25 posto izgovorenih riječi, a danas pomoću nje pacijenti mogu razumjeti od 75 do 80 posto izgovorenog. I prvi pacemakeri, elektrostimulatori srčanog ritma, bili su vrlo jednostavni uređaji s desetak elektroničkih komponenti, da bi se danas u njih ugrađivali mikrokontroleri računalne moći stolnih računala.

'Danas postoje tri, četiri ugrađena uređaja, sutra će ih biti više. Moramo razviti načine komunikacije između njih da ne bi radili jedan protiv drugog, kao što je to ponekad slučaj s lijekovima', upozorava Magjarević.

'Naša pamet nije zaostala'

Svijet tako ubrzanim koracima grabi naprijed. A gdje je tu Hrvatska?

'Naša pamet definitivno nije zaostala', odlučan je Magjarević. 'Puno mojih bivših studenata otišlo je u inozemstvo i uspješni su u onome što rade i u području biomedicinskog inženjerstva. Tu su i ljudi poput dr. sc. Ferek-Petrića, doktora elektrotehnike koji istražuje u Hrvatskoj. Prema mojoj spoznaji, on ima najveći broj američkih patenata nakon Nikole Tesle u području elektrotehnike, sve iz područja biomedicinskog inženjerstva. Inovacijski potencijal, dakle, imamo.'