Makedonski naučnik razvija kameru koja vidi rak

Spajanjem savršenosti prirode i napredne tehnologije, Viktor Gruev stvara naprave koje bi mogle spašavati živote.

Šta bi sve omogućio pogled najkompleksnijim okom koje postoji u prirodi? Ovo se pitao makedonski naučnik Viktor Gruev dok je prije pet godina na Velikom koralnom grebenu na obalama Australije proučavao kako morski račići i leptiri vide svjetlost i boje. Tada nije imao ideju da njegovo istraživanje može dovesti do revolucije u liječenju raka.

Gruev se vratio u Sjedinjene Američke Države, na Univerzitet Washington u St.Louisu, gdje je vanredni profesor kompjuterskih nauka i inženjerstva, inspiriran da razvije kameru koja bukvalno vidi kancerogene ćelije.

„Vizualni sistem morskih račića je jedan od najsofisticiranijih u prirodi. Jedni su od najboljih predatora u plitkoj vodi. Gledaju raznovrsne boje i polarizaciju. Sve to čine očima sličnim kamerama mobilnih telefona – imaju manju rezoluciju, ali vide puno više detaljnih informacija o svijetu koji ih okružuje. Kad inženjer gleda takva biološka istraživanja, vidi ih drugačije – kako od tih očiju da napravimo savremenutehnologiju“, objašnjava Gruev.

Snimanjem ljudskih tkiva kamerom koja registrira svjetlosnu polarizaciju i boje nevidljive ljudskom oku, uočavaju se promjene i slabosti u njihovoj strukturi. Tako se mogu dobiti informacije da li su određene ćelije zdrave ili kancerogene. Ovim procesom, rak bi se mogao dijagnosticirati vrlo rano.

Kod Grueva se probudio znanstveni izazov. Iskopirati jedinstvena vizualna svojstva morskih račića i leptira i kombinirati ih u osjetljivoj kameri malih dimenzija. Gruev je zatim počeo saradnju i sa medicinskimfakultetima. Pokušao je da poveže prilike koje pruža priroda i nedostatke medicine u kojoj se koristi puno kamera.

Precizna detekcija raka

Gruev kaže kako tehnologija koja se danas koristi nije dovoljno precizna u identificiranju raka. Za vrijeme operacije moguće je da se ne uklone sve kancerogene ćelije. Kamerom koja imitira oči ovih životinja i kombinira polarizaciju i više boja, preciznost identificiranja raka se povećava i do sto puta.

„Vrlo je važno da ova tehnologija bude precizna i u tome prednjačimo. Time što smo uspjeli iskopirati oči morskih račića i leptira ne samo što smo dobili manju i jeftiniju tehnologiju, već i mnogo precizniju. Kombinacijom polarizacije i multispektarnih boja dolazimo do gotovo stopostotne detekcije toga da li je neko tkivo kancerogeno ili ne“, kaže on.

U poređenju sa medicinskim aparatima koji se koriste u operacionoj sali, pored preciznosti i kompaktnosti, prednost bi bila i cijena. Kamere bi koštale od 500 do 1000 eura, što za medicinsku tehnologiju, nije puno. To bi omogućilo da se kamere koriste u cijelom svijetu, u što više bolnica, smatra Gruev.

Tehnologija je gotova. Izazov – kako brojke i informacije koje snima kamera selektirati i predstaviti u nešto vizuelno razumljivo za doktore. Profesor Gruev sa timom doktoranada upravo radi na tim problemima i na raznim aplikacijama ove tehnologije. Jedno od rješenja su naočare sa ovom kamerom koje bi asistirale hirurzima za vrijeme operacija, ili moćna kamera, ali dovoljno mala da bi endoskopski ulazila u tijela pacijenata i detektirala kancerogene ćelije.

Ideje i rješenja se stalno mijenjaju i razvijaju. Svaka tehnologija ima prednosti, ali i slabosti, a svaki tip raka svoju specifičnost.

Do sada se ova tehnologija ispitivala na pacijenticama oboljelim od raka dojke. Sljedeća faza je rak prostate, vrata i usne šupljine.

Kamere – asistenti u operacionoj sali

Veliki je interes među onkolozima i hirurzima za kamere koje razvija. Gruev kaže kako je potrebno da se ova tehnologija ispita do kraja i da se dobije globalno mišljenje da ona pomaže.

„U zadnje vrijeme često radim sa doktorima i primjećujem kako se malo tehnologije koristi u operacionim salama. Dio instrumenata koji se koriste su stari i po sto godina. Postoji jedan procjep nedostatka savremenih tehnologija u operacionim salama – i to su ti izazovi. Ne želim da se zaustavim samo ovdje, vidim puno stvari koje bi bile pozitivni za medicinu“, kaže on.

Sve je ovo dio jednog dugog procesa usavršavanja i istraživanja. Svaka faza prolazi kroz testiranje prvo na pokusnim miševima, pa tek onda ulazak u operacionu salu gdje Gruev i njegov tim prave snimke i vrše analize. Ispitivanja nove tehnologije, kako bi dobila dozvolu za primjenu u medicini, su rigorozna i trajat će još nekoliko godina.

Njegova vizija je da će jednog dana biti stotinu kamera u operacionoj sali koje će registrirati razne, detaljne informacije o pacijentu – i takve koje ljudsko oko ne može vidjeti.

„Zamislite ako postoji i jedna trodimenzionalna virtualna realnost svih kamera, koja bi pokazala na šta treba da se obrati pažnja, koji organi su kritični. Informacije koje doktor ne može da vidi tokom operacije“.

Priroda nudi odgovore nauci

Početkom devedesetih godina prošlog stoljeća, tada petnaestogodišnji Viktor Gruev, prvi je put, studijskom razmjenom, posjetio Sjedinjene Američke Države. Otišao je sa jugoslovenskim, a vratio se s makedonskim pasošem. Nakon toga, jednu godinu je proveo u Skoplju, dobio je stipendiju i nastavio svoje obrazovanje u SAD-u. Magistrirao je i doktorirao na Univerzitetu Johns Hopkins.

Posjećuje Makedoniju i kaže kako bi volio da to radi češće. Želi što više učestvovati u edukaciji studenata i prenositi svoja znanja na ovim prostorima. Smatra da je ključno podsticati kreativnost i radoznalost prema nauci još od najmlađeg uzrasta.

„Treba što više da se radi na razmjeni studenata. Da studenti i profesori prođu neko vrijeme vani i da dobiju nova znanja – da budu izloženi drugim školama razmišljanja. Resursi prave razliku. Ali važnije je da se obrati pažnja na edukaciju, od najmlađeg uzrasta do fakulteta i da se taj sistem njeguje“, kaže on.

Ima 40 godina i sa suprugom i troje djece živi u St. Louisu, gdje radi i razmišlja o novim načinima kako da pretvori „čuda“ prirode u tehnologiju koja bi pomogla ne samo medicini, već i ostalim društvenim sferama. Iza sebe već ima šest patenata za svoje izume.

„Priroda ima mnogo ključnih rješenja za bolji život – borbu protiv raka, bolje zdravlje i nove lijekove za koje nismo znali. Stalno dolazimo do novih saznanja. Iz životinjskog svijeta možemo doći do novih instrumenata. Od videokamere, do kamere koja snima zvuk. Sa morskim biolozima radimo na problematici kako životinje prelaze velike razdaljine bez savremenog GPRS-a ili radiosignala. Kako komuniciraju? Važno je da otkrića u prirodi ne ostaju samo u biologiji, već kao inženjeri i medicinari da nađemo način za njihovu primjenu u svakodnevnici“, ističe Gruev.

Imitiranje prirode kako bi se riješili složeni problemi s kojim se suočava čovječanstvo nije ništa novo – od proučavanja ptica kako bi se stvorile naprave za letenje, do nanotehnologije i kamera inspiriranim životinjskim vidom. Izumi su to koji se primjenjuju ne samo u medicini, već i u energetici, arhitekturi ili stvaranju novih materijalu. Revolucionarna rješenja koja priroda nudi doslovno naočigled čovjeka.