Laboratorija veličine poštanske marke | Džordž Vajtsajds | TEDxBoston

Tradicionalna laboratorijska ispitivanja za dijagnozu bolesti mogu biti preskupa i glomazna za regione u kojima su najpotrebnija. Domišljato rešenje Džordža Vajtsajdsa (George Whitesides), je jednostavna alatka koja se može napraviti skoro besplatno.

Domaćin: TED je uvek
o unapređenju čovečanstva,

a naš sledeći govornik
je Džordž Vajtsajds.

On je naveden kao profesor hemije
na Harvardu,

ali oni koji su čitali njegovu biografiju
znaju da je on mnogo više.

Možete krenuti od činjenice
da je osnovao 12 kompanija,

da je koautor 950 naučnih članaka,

ili činjenice da je naveden
na 50 patenata.

Ali mislim da će danas govoriti

o nečemu sličnom onome
što je Hugo govorio,

o još jednom načinu na koji primena
tehnologije na današnje probleme

daje svima nadu i optimizam.

Predstavljam vam Džordža Vajtsajdsa.

(Aplauz)

Džordž Vajtsajds: Ja sam štreber.

Počeo sam karijeru na MIT-u,
osećao se kao kod kuće.

Nas definiše naš pogled na svet.

Ilustrovaću to na način

koji je od važnosti
za ono o čemu želim da govorim.

Pre nekoliko godina jedne večeri
sam čistio tavan,

i dizao neke teške stvari.

U sred noći sam se probudio
u užasnim bolovima.

I pomislio sam da sam istegao leđa,

ali želeo sam da budem odgovoran

i otišao sam u lokalnu hitnu pomoć.

Primetio sam nešto veoma zanimljivo,

a to je da, ako sredovečni muškarac

uđe u hitnu pomoć i kaže:

"Mislim da doživljavam srčani udar",

svi ljudi ustaju od stolova
i preduzimaju nešto.

To je stvarno impresivno.

(Smeh)

I tako, zabili su mi oštre igle u vene,

priključili elektrode,

i moderna oprema
je radila fantastične stvari

i ispostavilo se da nemam srčani udar.

Ali moram da kažem,
svidelo mi se to iskustvo,

zato što sam štreber,
to je ono što ja radim.

Bilo je vrlo sofisticirano,

bilo bi čak sofisticiranije

da sam zapravo imao srčani udar,

ali je takođe bilo i veoma, veoma skupo.

I zamislite da isto radite
u ovom okruženju,

i priča je mnogo komplikovanija.

Ovde imate diva rešenja -
preživite ili ne.

Problem o kome želim da vam pričam

jeste zapravo problem

kako pružiti zdravstvenu negu

u svetu u kome je cena najvažnija.

Kako to učiniti?

A osnovna paradigma
koju želimo da vam predložimo -

koju ja želim da vam predložim -

jeste ona da ako želite

da lečite neku bolest
morate prvo da znate šta lečite -

to je dijagnostika -
a onda morate nešto da učinite.

Tako da je program u koji smo uključeni
nešto što nazivamo

dijagnostika za sve
ili dijagnostika koja ne košta ništa.

Kako pružiti medicinski
relevantnu informaciju

skoro besplatno?

Kako to učniti?

Postoji mnogo razloga za ovo,

za rađenje ovoga.

Vratiću se na jedan od njih na kraju.

Navešću vam dva primera.

Poteškoće vojne medicine

se ne razlikuju mnogo od trećeg sveta -

slabi resursi, surovo okruženje,

niz problema zbog težine
i takve vrste stvari.

I takođe ne toliko različit
od zdravstvene nege u domu

i sveta dijagnostičkog sistema.

I zato je tehnologija
o kojoj želim da vam pričam

za treći svet, za zemlje u razvoju,

ali ima, mislim, mnogo širu primenu,

jer su informacije veoma važne
u sistemu zdravstvene nege.

I šta bi bio ekvivalent

laboratorije koja je radila dijagnozu
u bolnici Njutn?

I tako vidite dva primera ovde.

Jedan je zapravo relativno
napredna laboratorija u Africi.

Drugi je u suštini preduzetnik

koji je postavio stvari i radi
ko zna šta na pijačnoj tezgi.

Ne znam koja se vrsta
zdravstvene nege ovde pruža.

Ali nije baš ono
što je verovatno najefikasnije.

Koji je naš pristup?

I način na koji se obično pristupa

problemu smanjenja cene,

posmatrajući stvari
iz perspektive Sjedinjenih Država,

jeste da se uzme naše rešenje,

a onda pokuša da se smanji cena.

Bez obzira kako to učinite

nećete početi sa instrumentom
od 100.000 dolara i učiniti ga besplatnim.

To neće moći.

I zato smo mi pristupili obrnuto.

Zapitali smo se:
"Od čega bi se najjefitinije

mogao napraviti dijagnostički sistem,

za dobijanje korisnih informacija,
dodavanje funkcija?"

I odabrali smo papir.

Ovo je prototipski uređaj.

On je oko jednog centimetra
sa jedne strane.

I veličine je nokta.

Linije oko ivice su polimer.

Napravljen je od papira,
a papir naravno sprovodi tečnost.

Kao što znate, papir, tkanina,
ako prospete vino po stolnjaku,

vino svuda prodire.

Ako ga prospete na košulju, uništiće je.

To radi hidrofilna površina.

Zato, kod ovog uređaja
ideja jeste da kapnete

na donjem kraju, kapljicu

u ovom slučaju, urina.

Tečnost prodire do onih komora na vrhu.

Smeđa boja pokazuje
količinu glukoze u urinu.

Plava boja pokazuje
količinu proteina u urinu.

A kombinacija ove dve,

je prvi u nizu pokušaja dobijanja

onih korisnih stvari koje želite.

Znači, ovo je primer uređaja
od jednostavnog komada papira.

Koliko jednostavna može biti proizvodnja?

Zašto smo odabrali papir?

Evo primera iste stvari, na prstu

koja vam pokazuje u suštini kako izgleda.

Jedan razlog za upotrebu papira
jeste da ga ima svuda.

Napravili smo ove vrste uređaja koristeći

salvete i toalet papir

i papir za uvijanje, razne vrste stvari.

Znači proizvodni kapacitet postoji.

Drugo, možete staviti zaista mnogo

testova na veoma mali prostor.

Pokazaću vam za trenutak
kako bi ona gomila papira tamo

mogla da sadrži nekih

100.000 testova, nešto tako.

I na kraju, nešto o čemu ne mislimo toliko

u medicini razvijenog sveta,

ovo ukida potrebu za oštrim predmetima.

A pod time podrazumevam igle,
stvari koje bodu.

Ako ste uzeli uzorak nečije krvi,

a taj neko možda ima hepatitis C,

ne želite da napravite grešku
i da se ubodete time.

To zaista ne želite.

I kako onda to ukloniti?
To je svuda problem.

Ovde ga jednostavno spalite.

To je neka vrsta praktičnog pristupa

započinjanju stvari.

Možda mislite,
ako je papir tako dobra ideja,

sigurno bi ga se neko već setio.

I odgovor je, naravno, jeste.

Polovina vas, otprilike,

koje su žene,

u nekom trenutku ste možda
obavile test trudnoće.

Možda čak i nekoliko.

A najćešći od ovih jeste

u uređaju koji izgleda kao ovo s leva.

To je nešto što se naziva imunološka
analiza uz pomoć bočnog toka

I u tom konkretnom testu

urin, koji sadrži ili ne, hormon HCG,

teče preko parčeta papira.

I postoje dve crte.
Jedna crta pokazuje da test radi.

I ako se druga pojavi,
znači da ste trudni.

To je izvrstan test za binarni svet.

I lepa stvar kod trudnoće

jeste da ste trudni ili niste.

Ne možete bili pomalo trudni
ili razmišljati o tome da budete trudni

ili nešto tog tipa.

I zato ovde dobro funkcioniše.

Ali ne radi tako dobro kada su vam
potrebne kvantitativnije informacije.

Takođe postoje gradirani merači.

Ali ako ih pogledate, oni služe

za drugu vrstu analize urina.

Postoji jako mnogo boja i takvih stvari.

Šta zapravo možete da učinite
u vezi s tim u teškim okolnostima?

I tako pristup sa kojim smo počeli,
jeste da pitamo

da li je zaista praktično
praviti ovakvu vrstu stvari?

I taj problem je sada,
iz čisto inženjerskog ugla, rešen.

I procedura koju imamo jeste
da se jednostavno počne sa papirom.

Provučete ga kroz novu vrstu štampača
koji se zove voštani štampač.

Voštani štampač radi nešto
što izgleda kao štampanje.

To jeste štampanje.
Stavite to, malo ga zagrejete.

Vosak prodire pa se apsorbuje u papir.

I dobijete uređaj koji želite.

Štampači sada koštaju 800 dolara.

Oni prave, mi procenjujemo
ako ga koristite 24 sata dnevno

nekih 10 miliona testova godišnje.

Problem rešen.
Ovaj konkretan problem je rešen.

I postoji primer vrste stvari koju vidite.

To je samo na parčetu papira 8 sa 12.

Za koji je potrebno
dve sekunde da se napravi.

I ovo smatram završenim.

Postoji jako važno pitanje ovde,

a to je da zato što je to štampač,

zapravo štampač u boji, on štampa boje.

To je ono što štampači u boji rade.

Pokazaću vam sada,
da je zapravo veoma koristan.

Sada, sledeće pitanje
koje želite da postavite

je šta želite da merite?

Šta želite da analizirate?

I ono što najviše želite da analizirate,

jeste nešto od čega smo dosta udaljeni.

To je nešto što se naziva

"groznica čija dijagnoza
nije postavljena."

Neko dođe u kliniku,

ima groznicu, loše se oseća, šta mu je?

Da li ima tuberkulozu? Da li ima SIDU?

Da li ima prehladu?

To je problem klasifikacije bolesti.

To je ozbiljan problem
iz razloga u koje neću ulaziti.

Ima jako mnogo stvari između kojih
biste želeli da napravite razliku.

Ali postoji i niz stvari,

SIDA, hepatitis, malarija,

TB, i druge.

I jednostavnije poput usmeravanja lečenja.

Čak je i to komplikovanije
nego što mislite.

Jedan moj prijatelj
se bavi transkulturnom psihijatrijom.

I njega zanima pitanje

zašto ljudi uzimaju
ili ne uzimaju svoje lekove.

I tako, Dapsone, ili nešto slično,

morate da ga uzimate neko vreme.

Postoji divna priča o razgovoru
sa jednim seljakom u Indiji.

Pita ga: "Da li ste uzeli vaš Dapsone?"
"Da."

"Da li se ga uzimali svakog dana?"
"Da."

"Da li ste ga uzimali mesec dana?"
"Da."

Ono što je čovek zapravo mislio

jeste da je dao dozu od 30 dana Dapsona

svom psu, toga jutra.

(Smeh)

On je govorio istinu.

Jer u drugoj kulturi,

pas je zamena za vas,

znate, "danas", "ovog meseca",
"od kišne sezone",

postoji puno prilika za nesporazum.

I zato je pitanje ovde

da se u nekim slučajevima smisli

kako da se reše pitanja
koja se možda čine nezanimljivim,

poput poštovanja terapije.

Pogledajte kako izgleda tipični test.

Ubodite prst, dobijete nešto krvi,

oko 50 mikrolitara.

To je sve što ćete dobiti.

Pošto ne možete koristiti
uobičajene sisteme.

Ne možete lako ovim rukovati,

mada ću vam pokazati nešto
u vezi s time malo kasnije.

I tako uzmete kap krvi,
nema daljeg rukovanja.

Stavite je na mali uređaj.

Uređaj filtrira napolje ćelije krvi,
pušta serum da prođe,

i dobijete niz boja

tamo dole na dnu.

I boje pokazuju bolest
ili normalno stanje.

Ali čak je to komplikovano.

Jer vama i meni,
boje mogu pokazivati normalno stanje.

Ali ipak mi svi patimo

od verovatno viška obrazovanja.

Šta raditi sa nečim što zahteva

kvantitativnu analizu?

I tako je rešenje o kome mi
i mnogi drugi ljudi

razmišljamo za to,

i sada postoji dramatični razvoj,

i pojavljuje se univerzalno rešenje
za sve ovih dana, a to je mobilni telefon.

U ovom konkretnom slučaju
telefon sa fotoaparatom.

Oni su svuda prisutni,
šest miliona mesečno, u Indiji.

I ideja jeste da je potrebno
uraditi sledeće,

uzmete uređaj,

uronite ga, razvijete boju.

Slikate ga. Slika se šalje
u centralnu laboratoriju.

Ne morate da šaljete doktora.

Samo pošaljete nekoga da uzme uzorak.

A u klinici doktor ili idealno kompjuter

u ovom slučaju, izvrši analizu.

Izgleda da radi zapravo dosta dobro,

naročito kada je vaš štampač u boji
odštampao crte u boji

koje pokazuju kako stvari rade.

I zato po meni
zdravstveni radnik budućnosti

nije lekar,

već osamnaestogodišnjak, inače nezaposlen
koji ima dve stvari.

Ima ranac pun ovih testova,

i lancetu za povremeno
uzimanje uzorka krvi,

i kalašnjikov.

I ove stvari će mu pomoći da preživi dan.

I tu postoji još jedna
veoma zanimljiva veza.

A to je da ono što želimo da uradimo

jeste da prosledimo korisne informacije

putem inače generalno
užasnog telefonskog sistema.

Ispostavilo se da postoji
ogromna količina informacija

već dostupna na tu temu,
a to je problem sa pretraživačem Marsa.

Kako dobiti tačan izgled boje na Marsu,

ako za to imate stvarno užasni opseg?

A odgovor nije komplikovan

ali o tome ne želim ovde da razgovaram,

osim da kažem da su komunikacioni sistemi

za ovo zaista dosta dobro shvaćeni.

Takođe, činjenica koju možda ne znate,

jeste da se računarska mogućnost
ove stvari

ne razlikuje mnogo
od računarske mogućnosti

vašeg desktop kompjutera.

Ovo je fantastičan uređaj čije mogućnosti
tek sada počinju da se koriste.

Nisam siguran da li ideja jednog
kompjutera za svako dete ima smisla.

Ovo je kompjuter budućnosti.

Pošto je ekran već tu i ima ih svuda.

A sada ću vam govoriti nešto
o naprednijim uređajima.

I počeću tako
što ću vam postaviti mali zadatak.

Ovde vidite još jedan uređaj
veličine nekoliko centimetra.

A različite boje su različite boje farbe.

A primetićete nešto
što će vam se možda učiniti

donekle zanimljivim,

a to je da izgleda kao da se žuta gubi,

prelazi kroz plavu, a onda u crvenu.

Kako se to događa?

Kako učiniti da nešto teče
kroz nešto drugo?

I, odgovor je naravno: "Ne možete."

Učinite da teče ispod i preko.

Ali pitanje je sada,
kako ga naterati da teče

ispod i preko na parčetu papira?

A odgovor je da uradite nešto,

a detalji nisu preterano važni ovde,

što će ga učiniti složenijim,

uzmete nekoliko različitih slojeva papira,

od kojih svaki sadrži
sopstveni mali tečni sistem,

i onda ih razdvojite delovima,

bukvalno, obostrane debele trake,

koja se koristi
za lepljenje tepiha za pod.

I tečnost će teći
sa jednog sloja na sledeći.

Distribuira se, teče dalje kroz rupe,
distribuira se.

A ovo što vidite u donjem desnom uglu ovde

jeste uzorak u kome je jedan jedini
uzorak krvi stavljen na vrh,

I on je prošao i rasporedio se

u ovih 16 rupa na dnu,

na parčetu papira,
u suštini izgleda kao čip,

debljine dva parčeta papira.

I u ovom konkretnom slučaju
nas je samo zanimala

ponovljivost toga.

Ali to je, u principu,
način na koji rešavate

problem "groznice neobjašnjenog porekla."

Jer svaka od ovih tački onda postaje

test za određenu grupu markera

bolesti.

I to će raditi nakon određenog vremena.

A ovo je primer malo složenijeg uređaja.

Ovo je čip.

Potopite jedan ugao. Tečnost ode u centar.

Sama se raspoređuje u ove razne

otvore ili rupe, i menja boju.

I sve se radi pomoću papira
i trake za tepih.

Zato, mislim da je ovo najjeftinije

što ćemo moći da smislimo i napravimo.

Sada, imam jednu poslednju,
zapravo dve priče

da vam ispričam, na kraju ovoga.

Ovo je jedna.

Ponekada je potrebno da se odvoje
ćelije krvi iz seruma.

A pitanje je,

ovde to radimo uzimajući uzorak.

Onda ga stavljamo u centrifugu.

Rotiramo ga i izvadimo ćelije krvi.
Sjajno.

Ali šta se događa ako nemate struju,

i centrifugu, i šta sve još?

Razmislili smo malo
kako biste ovo mogli da uradite.

A način je zapravo prikazan ovde.

Uzmete mutilicu za jaja,
koji se svuda može naći.

Skinete jednu lopaticu,

a onda uzmete crevo, i pričvrstite ga.

Stavite krv unutra. A onda ga rotirate.

Neko sedi tamo i vrti ga.

I zaista dobro radi.

I bavili smo se fizikom mutilica za jaja

i samoravnajućih creva i tako toga,

i poslali smo to u časopis.

Bili smo veoma ponosni na ovo,
posebno na naslov

koji je glasio
"Mutilica za jaja kao centrifuga."

(Smeh)

Poslali smo ga i vratio nam se
povratnom poštom.

Nazvao sam urednika i pitao:

"Šta se događa? Kako je ovo moguće?"

Urednik je rekao, sa ogromnim prezirom:

"Pročitao sam ovo.

I nećemo ga objaviti, jer mi samo

objavljujemo nauku".

A ovo jeste važno pitanje

jer znači da mi moramo,

kao društvo,

da se upitamo šta nam je vredno.

A ako su to samo radovi
i pisma za naučni časopis,

onda imamo problem.

Evo još jednog primera nečega što je -

Detalji nisu važni.

Ovo je mali spektrofotometar.

On meri apsorpciju svetlosti u uzorku

Zgodna stvar kod ovoga jeste,
da imate izvor svetlosti koji se pali

i gasi na oko 1.000 herca.

Drugi izvor svetlosti detektuje
svetlost na 1.000 herca.

I zato možete koristiti ovaj sistem
u po bela dana.

Radi otprilike jednako

kao sistem koji je reda veličine

100.000 dolara.

On košta 50 dolara.

Verovatno ga možemo napraviti za 50 centi,

ako stvarno hoćemo.

Zašto neko to ne učini? Odgovor je:

"Kako profitirati u kapitalističkom
sistemu, na taj način?"

Zanimljiv problem.

Na kraju ću reći

da smo ovo posmatrali
kao neki inženjerski problem.

I pitali smo,
koja je ujedinjujuća naučna ideja ovde?

I odlučili smo da ne posmatramo ovo

toliko u smislu cene,

već jednostavnosti.

Jednostavnost je zgodna reč.

I morate razmisliti
šta jednostavnost znači.

Znam šta jeste
ali zapravo ne znam šta znači.

Zapravo dovoljno me je zanimalo da okupim

nekoliko grupa ljudi.

I najskorija je uključila
nekoliko ljudi sa MIT-a,

a jedan od njih je jedan
izuzetno pametan klinac

koji je jedan od nekolicine ljudi
za koje bih rekao

da je autentični genije.

Ceo dan smo se mučili oko jednostavnosti.

I hoću da vam dam odgovor

ovog dubokoumnog naučnog razmatranja.

(Smeh)

I tako na neki način dobijete
ono za šta ste platili.

Hvala vam mnogo.

(Smeh)