Cell觀點:未來醫(yī)學(xué)中從分子途徑到身體的集體智慧

復(fù)雜生物體表現(xiàn)出的顯著解剖穩(wěn)態(tài)表明,它們本質(zhì)上是可重新編程的信息處理系統(tǒng),為它們的生理和解剖問題解決能力提供了許多接口。研究人員簡要回顧了數(shù)據(jù),表明生命形式的多尺度能力為利用組織和器官的先天集體智慧的生物醫(yī)學(xué)提供了一條新的途徑。組織水平同種異體目標導(dǎo)向的概念已經(jīng)在臨床實踐中結(jié)出碩果。研究人員利用生物電學(xué)和行為神經(jīng)科學(xué)的進步來設(shè)計誘導(dǎo)結(jié)構(gòu)和功能自我修復(fù)的方法,勾勒出“軀體精神病學(xué)”的路線圖。放寬細胞控制機制是靜態(tài)的假設(shè),利用控制論,行為科學(xué)和發(fā)育生物學(xué)的強大概念可能會激發(fā)當(dāng)前生物醫(yī)學(xué)挑戰(zhàn)的最終解決方案。
重點:
對非神經(jīng)和其他非常規(guī)底物的各種智能的最新研究進展利用了來自認知神經(jīng)科學(xué)和集體計算的見解,為系統(tǒng)水平的健康提供了一種新方法:細胞群活動的交流和行為塑造。
再生醫(yī)學(xué)可以利用分子和細胞網(wǎng)絡(luò)的固有問題來誘導(dǎo)復(fù)雜器官修復(fù)和癌癥重編程。
體細胞形成的生物電網(wǎng)絡(luò)為利用細胞和組織的集體智慧提供了一個高度易于操作的界面。臨床前研究(許多使用的是FDA批準的藥物)證明了其在出生缺陷、附屬器再生和癌癥抑制方面的應(yīng)用。
植入的肝細胞構(gòu)建了精確調(diào)諧的異位肝臟來替代失去的功能,為終末期器官衰竭的臨床應(yīng)用提供了前景,并為基于固有細胞能力的進一步治療提供了前景。
原文:
The remarkable anatomical homeostasis exhibited by complex living organisms suggests that they are inherently reprogrammable information-processing systems that offer numerous interfaces to their physiological and anatomical problem-solving capacities. We briefly review data suggesting that the multiscale competency of living forms affords a new path for biomedicine that exploits the innate collective intelligence of tissues and organs. The concept of tissue-level allostatic goal-directedness is already bearing fruit in clinical practice. We sketch a roadmap towards 'somatic psychiatry' by using advances in bioelectricity and behavioral neuroscience to design methods that induce self-repair of structure and function. Relaxing the assumption that cellular control mechanisms are static, exploiting powerful concepts from cybernetics, behavioral science, and developmental biology may spark definitive solutions to current biomedical challenges.