(Artificial Heart र Neural Technology ले चिकित्सा विज्ञानमा ल्याएको क्रान्ति)

मानव शरीरको सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण र संवेदनशील अङ्गमध्ये एक हो-मुटु। जैविक रूपमा एक वयस्क मानव मुटुले दैनिक औसत १ लाख पटक धड्किँदै शरीरका अर्बौँ कोषिकाहरूमा अक्सिजन र पोषक तत्व पुर्‍याउँछ। तर, जब यो जैविक पम्प (Biological Pump) रोग, उमेर वा क्षतिका कारण असफल हुन्छ, तब मानिसको जीवन जोखिममा पर्छ। परम्परागत रूपमा मुटुको अन्तिम उपचार ‘मानव मुटु प्रत्यारोपण’ (Heart Transplant) मानिन्थ्यो, जसका लागि दाताको (Donor) पर्खाइ महिनौँ वा वर्षौँसम्म हुनसक्छ।

यही गम्भीर चुनौतीलाई समाधान गर्न बायोमेडिकल इन्जिनियरिङ र न्यूरोलोजीको सङ्गमबाट विकसित भएको छ-कृत्रिम मुटु (Artificial Heart/Total Artificial Heart – TAH) र न्यूरल प्रविधि (Neural Technology)। आधुनिक प्रविधिको यो क्रान्तिले “के कृत्रिम मुटुले प्राकृतिक धड्कनलाई पूर्ण रूपमा विस्थापित गर्न सक्छ?” भन्ने प्रश्नलाई केवल काल्पनिक नभई वैज्ञानिक अनुसन्धानको केन्द्रमा ल्याइदिएको छ।

१. कृत्रिम मुटुको विकास र वर्तमान वैज्ञानिक स्थिति

कृत्रिम मुटुको अवधारणा नयाँ होइन, तर विगत दुई दशकमा यसमा अभूतपूर्व प्राविधिक प्रगति भएको छ।

• इलेक्ट्रो-मेकानिकल पम्पदेखि बायो-बायोनिक मुटुसम्म: सुरुआती चरणका कृत्रिम मुटुहरू केवल यान्त्रिक पम्प थिए, जसले रगत त प्रवाह गर्थे तर प्राकृतिक धड्कनको लचिलोपन र जैविक अनुकूलता दिन सक्दैनथे। तर, फ्रान्सेली कम्पनी CARMAT ले विकास गरेको बायो-प्रोस्थेटिक मुटु र अमेरिकी कम्पनी Syncardia का आधुनिक TAH हरूले यो परिदृश्य बदलेका छन्।
• ​CAR–Dr. Alain Carpentier (डा. एलेन कार्पेन्टियर): फ्रान्सका प्रसिद्ध हृदयरोग विशेषज्ञ तथा सर्जन, जसले यो बायो-प्रोस्थेटिक कृत्रिम मुटुको अवधारणा र डिजाइन तयार पारेका हुन्।
• ​MAT–Matra (मात्रा): फ्रान्सेली एरोस्पेस र उच्च प्रविधि कम्पनी (EADS/Airbus समूहको हिस्सा), जसले यस कृत्रिम मुटुको यान्त्रिक तथा इलेक्ट्रोनिक इन्जिनियरिङ विकास गर्न सहयोग गरेको थियो।

​यसरी डा. एलेन कार्पेन्टियर (Carpentier) र मात्रा (Matra) कम्पनीको नाम जोडेर यस कम्पनी तथा कृत्रिम मुटुको नाम CARMAT राखिएको हो।

• जैविक अनुकूलता (Biocompatibility): CARMAT जस्ता आधुनिक कृत्रिम मुटुमा जनावरको बाहिरी तन्तु (Bovine Tissue) र विशेष पोलिमर प्रयोग गरिन्छ, जसले गर्दा शरीरको प्रतिरक्षा प्रणाली (Immune System) ले यसलाई बाह्य वस्तु मानेर अस्वीकार गर्ने (Organ Rejection) र रगत जम्ने (Thrombosis) जोखिम कम हुन्छ।
• अटोमेटेड प्रेसर सेन्सर: आधुनिक TAH मा जडान गरिएका सेन्सरहरूले मानिस उठ्दा, बस्दा वा हिँड्दा रक्तचाप र रगतको आवश्यकता आफैँ पहिचान गरी पम्पिङ गति समायोजन गर्छन्।

२. न्यूरल प्रविधि (Neural Technology) र धड्कनको नियन्त्रण

मानव मुटुको प्राकृतिक धड्कन केवल यान्त्रिक सङ्कुचन मात्र होइन; यो सिनोएट्रियल नोड (SA Node) अर्थात् प्राकृतिक ‘पेसमेकर’ र स्वायत्त तन्त्रिका प्रणाली (Autonomic Nervous System) को सूक्ष्म समन्वयमा चल्छ। मानिस डराउँदा, दोडिन खोज्दा वा भावुक हुँदा मुटुको धड्कन आफैँ तीव्र हुनुको कारण यही न्यूरल कनेक्सन हो।

• सिनाप्टिक र न्यूरो-इन्टरफेस प्रविधि: कृत्रिम मुटुलाई पूर्ण रूपमा प्राकृतिक बनाउन न्यूरल प्रविधिको प्रयोग भइरहेको छ। मस्तिष्कका तन्तु वा मेरुदण्डको नसा (Spinal Nerves) बाट आउने विद्युतीय सङ्केतलाई डिजिटल सङ्केतमा बदल्ने न्यूरो-प्रोस्थेटिक सेन्सरहरू विकास भइरहेका छन्।
• एआई र वास्तविक समयको प्रतिक्रिया (Real-time Adaptation): आर्टिफिसियल इन्टेलिजेन्स (AI) र न्यूरल नेटवर्कमा आधारित एल्गोरिदमले मानिसको मानसिक र शारीरिक अवस्था (तनाव, हर्मोनको स्तर, अक्सिजनको माग) विश्लेषण गरी कृत्रिम मुटुलाई वास्तविक समयमा प्राकृतिक धड्कनको गति दिन मद्दत गर्छन्।

३. के कृत्रिम मुटुले प्राकृतिक धड्कनलाई पूर्ण विस्थापित गर्न सक्छ? (विश्लेषण)

यस प्रश्नको उत्तर “सक्छ” वा “सक्दैन” भन्ने सीधा रेखामा सीमित छैन। यसका दुई पक्ष छन्:

क) प्राविधिक र चिकित्सा क्षेत्रमा सम्भावना (सकारात्मक पक्ष)

१. दाताको अभावबाट मुक्ति: विश्वभर लाखौँ बिरामीहरू दाताको मुटु नपाएर मृत्युवरण गर्न बाध्य छन्। पूर्ण विकसित कृत्रिम मुटुले यो पर्खाइ र दातामाथिको निर्भरता शून्यमा झार्न सक्छ। २. अङ्ग अस्वीकार (Organ Rejection) को न्यून जोखिम: प्राकृतिक मुटु प्रत्यारोपण गर्दा आजीवन इम्युनोसुप्रेसेन्ट (Immunosuppressant) औषधि खानुपर्छ, जसका आफ्नै गम्भीर साइड-इफेक्ट हुन्छन्। सिन्थेटिक र बायोनिक सामाग्रीबाट बनेका कृत्रिम मुटुमा यो जोखिम निकै कम हुन्छ। ३. आपत्कालीन जीवन रक्षा: हाल कृत्रिम मुटुलाई मुख्यत: ‘Bridge to Transplant’ (दाता नभेटुञ्जेल बचाउने माध्यम) को रूपमा प्रयोग गरिए पनि, धेरै बिरामीमा यो ‘Destination Therapy’ (स्थायी समाधान) को रूपमा सफल प्रमाणित हुँदैछ।

ख) विद्यमान चुनौती र सीमाहरू (नकारात्मक/जटिल पक्ष)

१. ऊर्जाको स्रोत र ब्याट्रीको सीमा: कृत्रिम मुटु सञ्चालन गर्न निरन्तर विद्युतीय ऊर्जा चाहिन्छ। हाल बिरामीहरूले बाहिरी ब्याट्री र तार शरीरभित्र छिराउनुपर्ने अवस्था छ, जसले सङ्क्रमण (Infection) को ठूलो जोखिम निम्त्याउँछ। २. मानव भावना र हर्मोनल प्रतिक्रिया: प्राकृतिक मुटु एड्रेनालिन (Adrenaline) जस्ता हर्मोनहरूसँग सेकेन्डको हजारौँ भागमा प्रतिक्रिया गर्छ। न्यूरल प्रविधि उन्नत हुँदै गए पनि मानव मस्तिष्क र कृत्रिम मुटुबीचको यो जैविक-रासायनिक (Biochemical) समन्वय पूर्ण रूपमा प्रतिलिपि गर्न अझै कठिन छ। ३. आर्थिक र पहुँचको दायरा: यी प्रविधिहरू अत्यन्तै महँगा छन्। साधारण र विकासोन्मुख देशका नागरिकका लागि यो प्रविधि अझै पहुँच बाहिर छ।

निष्कर्ष

आधुनिक प्रविधि र वैज्ञानिक तथ्यहरूले के स्पष्ट पार्छन् भने कृत्रिम मुटु र न्यूरल प्रविधिको सङ्गमले चिकित्सा विज्ञानमा युगान्तकारी क्रान्ति ल्याइसकेको छ।

अहिलेकै अवस्थामा कृत्रिम मुटुले प्राकृतिक मुटुको जैविक कार्य (Biological Function) लाई निकै हदसम्म सफलतापूर्वक प्रतिस्थापन गर्न थालिसकेको छ। तर, मानव मुटुको पूर्ण जैविक र भावनात्मक लचिलोपनलाई शतप्रतिशत विस्थापित गर्न अझै केही दशकको थप अनुसन्धान, वायरलेस पावर ट्रान्सफर प्रविधि र उन्नत न्यूरो-इन्टरफेसको आवश्यकता पर्छ।

तसर्थ, कृत्रिम मुटुले प्राकृतिक धड्कनलाई जैविक रूपमा पूर्ण लोप गराउने भन्दा पनि मृत्युको मुखमा पुगेका बिरामीहरूका लागि ‘दोस्रो प्राकृतिक धड्कन’ बनेर नयाँ जीवन दिने निश्चित छ।