Bioelectronics คืออะไร?

ในการประชุม CEC ครั้งแรกที่กรุงบรัสเซลส์ Bioelectronics ได้รับการนิยามว่า “การใช้วัสดุและโครงสร้างทางชีวภาพในการสร้างระบบประมวลผลข้อมูลและอุปกรณ์ใหม่” โดยเฉพาะอย่างยิ่ง อิเล็กทรอนิกส์ชีวภาพที่เรียกว่าอิเล็กทรอนิกส์ส่วนประกอบชีวภาพ ได้ถูกอธิบายว่าเป็น “การวิจัยและพัฒนาวัสดุอนินทรีย์และอินทรีย์ที่ได้แรงบันดาลใจจากชีววิทยา รวมถึงโครงสร้างฮาร์ดแวร์ที่ได้แรงบันดาลใจจากชีววิทยาเพื่อการสร้างระบบประมวลผลข้อมูลใหม่ เซ็นเซอร์ และตัวกระตุ้น รวมถึงการผลิตระดับโมเลกุลถึงระดับอะตอม”

สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติสหรัฐฯ (NIST) ภายใต้กระทรวงพาณิชย์สหรัฐฯ ได้ให้คำจำกัดความ Bioelectronics ในปี 2009 ว่า “Bioelectronics คือการบรรจบกันของชีววิทยาและอิเล็กทรอนิกส์” ขณะเดียวกัน สถาบันวิศวกรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ (IEEE) ยังนิยามว่า Bioelectronics คือการใช้ประโยชน์จากชีววิทยาร่วมกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในบริบทที่กว้างขึ้น เช่น เซลล์เชื้อเพลิงชีวภาพ วัสดุชีวภาพเพื่อการประมวลผลและจัดเก็บข้อมูล รวมถึงอุปกรณ์สื่อสาร อีกทั้งยังเน้นความสำคัญของการเชื่อมต่อระหว่างวัสดุชีวภาพและอิเล็กทรอนิกส์ในระดับไมโครและนาโน กล่าวโดยสรุป Bioelectronics คือการผสมผสานที่ลงตัวระหว่างชีววิทยาและอิเล็กทรอนิกส์‍

การประยุกต์ใช้และโอกาสของ Bioelectronics

การวิจัยเกี่ยวกับ Bioelectronics เริ่มต้นขึ้นตั้งแต่ศตวรรษที่ 18 ด้วยการทดลองอุปกรณ์ขาที่เคลื่อนไหวได้ของนักวิทยาศาสตร์ Luigi Galvani หลังจากนั้น นักวิจัยได้พัฒนาความก้าวหน้าในเทคโนโลยีนี้และประยุกต์ใช้อย่างกว้างขวางในชีววิทยาและการแพทย์ เช่น การประดิษฐ์เครื่องกระตุ้นหัวใจและเทคโนโลยีภาพทางการแพทย์

ในแวดวงการแพทย์ Bioelectronics ถูกนำมาใช้ในการพัฒนาคุณภาพชีวิตของผู้ป่วยและผู้พิการ ตัวอย่างเช่น เครื่องวัดระดับน้ำตาลในเลือดที่ช่วยให้ผู้ป่วยเบาหวานสามารถติดตามและควบคุมระดับน้ำตาลในเลือดได้ นอกจากนี้ Bioelectronics ยังถูกนำไปใช้ในการรักษาโรคลมชัก อาการปวดเรื้อรัง พาร์กินสัน หูหนวก อาการสั่นที่ไม่ทราบสาเหตุ และการฟื้นฟูการมองเห็น

ในอนาคตอันใกล้ Bioelectronics มีศักยภาพในการพัฒนาอุปกรณ์ที่ยืดหยุ่น เช่น เซ็นเซอร์ที่สามารถบิดงอได้ รวมถึงแผ่นแปะและแถบอัจฉริยะสำหรับการดูแลสุขภาพและความงาม อุปกรณ์เหล่านี้อาศัยขั้วไฟฟ้าขนาดเล็กที่ฝังในแผ่นบางๆ เพื่อตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของไฟฟ้าที่เกิดจากเซลล์ที่ตายไป ด้วยเทคโนโลยีนี้ ผู้ใช้งานสามารถตรวจพบการอักเสบในระยะเริ่มต้นของแผล ช่วยให้การรักษามีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น

นอกจากนี้ เมื่อผสานกับ Internet of Things (IoT) Bioelectronics ยังสามารถใช้งานผ่านอุปกรณ์อัจฉริยะเพื่อควบคุมการดูแลสุขภาพและความงามได้อย่างมีประสิทธิภาพ แม้ว่าผลิตภัณฑ์เหล่านี้อาจใช้เวลาสักระยะหนึ่งก่อนที่จะกลายเป็นที่แพร่หลาย แต่ก็ถือเป็นก้าวสำคัญที่ช่วยให้ชีวิตมนุษย์สะดวกสบายและง่ายขึ้น

แนวโน้มในปัจจุบันและอนาคตของ Bioelectronics

Bioelectronics ได้พัฒนาอย่างก้าวไกลตั้งแต่การทดลองครั้งแรกของ Galvani ปัจจุบัน เทคโนโลยีนี้กลายเป็นส่วนสำคัญในวงการแพทย์สมัยใหม่ และมีศักยภาพอย่างไร้ขีดจำกัดในอนาคต การวิจัยในปัจจุบันเน้นการขยายการใช้งาน ลดการบุกรุก และพัฒนาอุปกรณ์เพื่อสื่อสารกับระบบชีวภาพ

ตัวอย่างที่น่าสนใจในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เช่น การช่วยให้ผู้ป่วยอัมพาตสามารถเดินได้อีกครั้ง การถอดรหัสคำพูดจากสัญญาณสมอง และการพัฒนาอวัยวะเทียมที่ควบคุมด้วยความคิดพร้อมระบบตอบสนอง นอกจากนี้ ยังมีความก้าวหน้าในด้านอุปกรณ์ปลูกถ่ายแบบน้อยการรบกวนและการพัฒนาสารชีวเคมีแบบเรียลไทม์

Bioelectronics ยังขยายการใช้งานไปสู่วงการวิทยาศาสตร์พื้นฐาน เช่น วิทยาศาสตร์พืชและเกษตรกรรม ซึ่งเปิดเผยศักยภาพใหม่ๆ ในการพัฒนาและขยายความรู้ของมนุษย์เกี่ยวกับโลกชีวภาพ

ท้ายที่สุด Bioelectronics ไม่เพียงแต่ช่วยปรับปรุงการดูแลสุขภาพ แต่ยังช่วยเสริมสร้างความปลอดภัย เช่น การป้องกันการก่อการร้ายทางชีวภาพและสารเคมี โดยรัฐบาลทั่วโลกกำลังให้ความสำคัญกับการพัฒนาอุปกรณ์เพื่อตรวจจับภัยคุกคามเหล่านี้เพื่อปกป้องชีวิตมนุษย์ในระดับสากล