ג'ורג' וייטסיידס: מעבדה בגודל של בול דואר

הבעיה שברצוני לדבר איתכם עליה היא למעשה בעיית האופן שבו ניתן לספק שירותי בריאות בעולם בו העלות היא הדבר החשוב ביותר. כיצד תעשה זאת? והפרדיגמה הבסיסית שאנחנו רוצים להציע לכם, אני רוצה להציע לכם, היא כזו שאומרת שכדי לטפל במחלה עלייך לדעת קודם כל במה אתה מטפל -- זהו האבחון -- ואז עליך לעשות משהו בנדון.

אם כך, התוכנית בה אנו לוקחים חלק היא מה שאנו מכנים "אבחון לכל", או "אבחון בעלות אפס". כיצד תספק מידע רפואי רלוונטי בעלות אפסית ככל האפשר? איך תעשה זאת? הרשו לי להציג בפניכם שתי דוגמאות. הקשיים שהרפואה הצבאית מתמודדת עימם לא כל כך שונים מאלו של העולם השלישי - מחסור במשאבים, תנאי סביבה קשים, סידרה של בעיות בתאורה, במשקל, ודברים מסוג זה. הם גם לא מאוד שונים מהקשיים של מערכת שירותי הבריאות הביתיים ומערך האבחון.

אם כך, הטכנולוגיה עליה ברצוני לדבר מיועדת עבור העולם השלישי, עבור העולם המתפתח, אך יש לה, לדעתי, יישום הרבה יותר נרחב, מפני שמידע הוא דבר חשוב כל כך במערכת הבריאות. אז, אתם רואים כאן שתי דוגמאות. האחת היא מעבדה, למעשה יוקרתית למדי, באפריקה. השנייה היא יזם שפתח שולחן בשוק ועושה אלוהים-יודע-מה. אני לא יודע איזה שירותי בריאות ניתנים שם. אבל כנראה שלא מהסוג היעיל ביותר.

מהי הגישה שלנו? והדרך בה ניגשים לרוב לבעיה של הורדת עלויות, החל מנקודת המבט של ארה"ב, היא לקחת את הפתרון הקיים, ואז לנסות להוריד ממנו עלויות. לא משנה כיצד תעשה זאת לא תוכל להתחיל ממכשיר של 100,000 דולר ולהוריד אותו לעלות אפס. זה לא יעבוד.

אז, הגישה שבחרנו היא הפוכה. לשאול, "מהו הציוד האפשרי הזול ביותר שניתן לבנות ממנו מערכת איבחון, ולקבל מידע שימושי, במערכת שעובדת?" והדבר בו בחרנו הוא נייר. מה שאתם רואים כאן הוא אב טיפוס של מכשיר. אורכו כסנטימטר. הוא בערך בגודל של ציפורן. הקווים מסביב לקצוות הם פולימר. הוא עשוי מנייר, ונייר כמובן סופח נוזלים. כפי שאתם יודעים, אם נשפך יין על מפת השולחן, היין ייספג ויכתים הכל. אם הוא נשפך על החולצה, הוא הורס את החולצה. זה מה שמשטח הידרופילי עושה.

אם כן, במכשיר זה הרעיון הוא לטבול את חלקו התחתון בטיפה של, במקרה זה, שתן. הנוזל מחלחל אל תוך התאים האלו למעלה. הצבע החום מצביע על כמות הגלוקוז בשתן. הצבע הכחול מצביע על כמות החלבונים בשתן. והצירוף של שניהם, הוא שלב ראשוני מתוך מספר דברים שימושיים בהם אתה מעוניין. אם כן, זוהי דוגמה למכשיר שעשוי מחתיכת נייר פשוטה.

כמה פשוט תוכל לעשות את תהליך הייצור? למה אנו בוחרים בנייר? הנה דוגמה של מכשיר זהה, על אצבע שמדגים בפניכם איך הוא בעצם נראה. סיבה אחת לשימוש בנייר היא שהוא מצוי בכל מקום. בנינו מכשירים כאלה ממפיות נייר ומנייר טואלט ומעטיפות, ומכל מיני דברים.

אם כך, יכולת הייצור קיימת. הסיבה השנייה היא, שניתן לאחסן המוני ערכות בדיקה במקום קטן מאוד. תכף אראה לכם שערימת הנייר שם יכולה לאחסן משהו כמו 100,000 בדיקות. משהו ברמה הזו.

ולבסוף, נקודה שלא כל כך חושבים עליה ברפואה בעולם המפותח, היא מניעת הצורך בדברים חדים. ודברים חדים פירושם מחטים, דברים דוקרים. אם לקחת דגימת דם ממישהו, שיתכן וסובל מהפטיטיס סי, לא תרצה לעשות טעות ולהדקר ממנה. פשוט, אתה לא רוצה שזה יקרה. אז, איך נפטרים ממנה? זאת בעיה כללית. וכאן אתם פשוט שורפים אותה. אם כן, זוהי גישה מעשית להתחיל בה.

כעת, תוכלו להגיד שאם נייר הוא רעיון טוב, בטח אנשים אחרים כבר חשבו על זה. והתשובה היא, כמובן, כן. מחצית מכם, בקירוב, שהן הנשים, יתכן שערכו בדיקת היריון. והבדיקות השכיחות ביותר הן במכשיר שנראה כמו זה שמשמאל. הוא נקרא "תבחין חיסוני באמצעות זרימה צידית". ובבדיקה הספציפית הזאת השתן, שעשוי להכיל הורמון שנקרא HCG, זורם על פני חתיכת נייר. ויש שני קווים. אחד מציין שהבדיקה פועלת. ואם הקו השני מופיע, את בהיריון.

זוהי בדיקה נהדרת בעולם בינארי. והדבר הנחמד בהריון הוא שאת בהיריון או שאת לא בהריון. את לא חלקית בהריון או חושבת על להיות בהריון או משהו מסוג זה. אם כך, זה עובד מצויין במקרה הזה. אבל זה לא עובד כל כך טוב כשאתה זקוק לנתונים כמותיים יותר.

ישנם גם מקלוני מדידה (dipsticks). אבל אם תסתכל על מקלוני המדידה, הם נועדו לסוג שונה של ניתוח השתן. ישנם המוני צבעים ודברים מסוג זה. מה אתה עושה בנוגע לכך כשהתנאים לא נוחים? אם כן, הגישה איתה התחלנו, היא לשאול, האם דברים מסוג זה הם באמת מעשיים? והבעיה הזאת באה על פתרונה כעת, בדרך הנדסית טהורה. וההליך שלנו הוא פשוט להתחיל עם נייר. אתה מעביר אותו דרך סוג חדש של מדפסת שנקראת מדפסת שעווה. מדפסת השעווה מבצעת משהו שנראה כמו הדפסה. היא אכן מדפיסה. אתה שם את זה מעל, מחמם את זה קצת. השעווה מודפסת דרך זה כך שהיא נספגת בנייר. ובסופו של דבר מתקבל המכשיר שרצית בו.

המדפסות עולות כיום 800 דולר. אנו מעריכים שאם תפעיל אותן במשך 24 שעות ביממה הן ייצרו כ-10 מליון בדיקות לשנה. אם כן, זוהי בעיה פתורה. מצאנו פתרון לבעיה הספציפית הזו. וכאן יש דוגמה של סוג הדברים שמתקבלים. זה מונח על חתיכת נייר בגודל 8 על 12. את הדבר הזה לוקח כשתי שניות להכין. אם כך אני מתייחס לנושא כגמור. יש כאן נושא חשוב מאוד, והוא שמשום שמדובר במדפסת, מדפסת צבע, היא מדפיסה צבעים. זה מה שמדפסות צבע עושות. מיד אראה לכם, למעשה זה שימושי למדי.

אם כן, השאלה הבאה שתרצו לשאול היא מה ברצונך למדוד? מה ברצונך לנתח? והדבר שהכי תרצו לנתח, נמצא במרחק הגון מאיתנו. זה מה שנקרא "חום גבוה ממקור בלתי-ידוע". אדם מגיע לקליניקה, יש לו חום, הוא מרגיש רע, מה יש לו? האם יש לו שחפת? האם יש לו איידס? האם יש לו צינון פשוט? בעיית המיון הראשוני. זוהי בעיה קשה מסיבות שלא אכנס אליהן. ישנם הרבה מאוד דברים שהיית רוצה להבחין בניהם. אבל יש סדרה של דברים, איידס, צהבת, מלריה, שחפת, ואחרים. ובעיות פשוטות יותר כמו הדרכה לגבי אופן הטיפול.

אפילו נושא זה הוא מורכב יותר ממה שאתם חושבים. ידיד שלי עובד בפסיכיאטריה טרנס-תרבותית (trans-cultural psychiatry). והוא מתעניין בשאלה של למה אנשים לוקחים או לא לוקחים את התרופות שלהם. אז, דפסון (תרופה), או משהו כזה, עלייך לקחת את זה לזמן מה. יש סיפור נפלא על שיחה עם בן כפר בהודו אומרים לו, "האם לקחת את הדפסון שלך?" "כן." "לקחת אותו כל יום?" "כן." "לקחת אותו במשך חודש?" "כן." למעשה מה שהבחור התכוון לומר זה שהוא האכיל במנה של 30 יום דפסון את הכלב שלו, היום בבוקר. (צחוק) הוא דיבר אמת. משום שבתרבות אחרת, הכלב מהווה ממלא מקום שלך, אתם יודעים, "היום", "החודש", "מאז עונת הגשמים", יש המון הזדמנויות לאי-הבנות. אם כן הנושא כאן הוא במקרים מסוימים להבין כיצד להתמודד עם נושאים שנדמה שהם לא-מעניינים, כמו היענות המטופל.

ובכן, הסתכלו כיצד נראית בדיקה טיפוסית. דקירה של האצבע, תקבל קצת דם, בערך 50 מיקרוליטר. זה כל מה שאתה הולך לקבל. מפני שאתה לא יכול להשתמש בסוג הרגיל של מערכות. אתה לא יכול לבצע מניפולציות מוצלחות ממש על הדגימה, למרות שתיכף אראה משהו בקשר לכך. אם כך, אתה לוקח טיפה של דם, ללא עיבוד נוסף. אתה שם אותה על מכשיר קטן. המכשיר מסנן החוצה את תאי הדם, מאפשר לנוזל הפלזמה לעבור, ותקבל סדרה של צבעים שם בחלק התחתון. והצבעים מציינים מחלה או תקין. אבל אפילו זה תהליך מסובך. מפני שעבורך, עבורי, צבעים עשויים להצביע על תקינות. אבל אחרי הכל כולנו סובלים ממה שעשוי להיות עודף השכלה.

מה תעשה לגבי משהו שדורש ניתוח כמותי? וכך הפתרון שאנו ואנשים רבים אחרים חושבים עליו, ובנקודה זו יש פריחה דרמטית, ועולה הפתרון האוניברסלי להכל בימים אלו, שהוא הטלפון הסלולרי. במקרה הספציפי הזה, מצלמת טלפון. הם בכל מקום, שישה מיליון בחודש, בהודו. והרעיון הוא שמה שהאדם צריך לעשות, זה לקחת את המכשיר. אתה טובל אותו. אתה מפתח את הצבע. אתה מצלם. התמונה מועברת למעבדה מרכזית. אתה לא צריך לשלוח רופא. אתה שולח מישהו שיכול פשוט לקחת את הדגימה. ובקליניקה הרופא, או במצב אידאלי מחשב במקרה זה, מבצע את ניתוח הדגימה. מסתבר שזה עובד בכלל לא רע, במיוחד כאשר מדפסת הצבע שלך הדפיסה את קווי הצבע שמציינים איך הדברים עובדים.

אם כן, האופן בו אני רואה את עובד שירותי הבריאות של העתיד הוא לא רופא, אלא צעיר בן 18, אשר בנסיבות אחרות היה מובטל וברשותו שני דברים. תרמיל גב מלא בבדיקות הללו, ואיזמל ניתוחים שיאפשר לו מדי פעם לקחת דגימות דם, ורובה קלשניקוב. ואלו הדברים שיאפשרו לו לצלוח את יומו.

יש כאן קשר נוסף מעניין מאוד. והוא שהמטרה כאן היא להעביר מידע שימושי דרך מערכת טלפון שהיא לרוב גרועה למדי. מתברר שיש בחוץ כמויות עצומות של מידע זמין בנושא זה, וזוהי למעשה בעיית Mars Rover (רובוט של נאס"א). איך תקבל תצפית מדוייקת של הצבע על מאדים, אם יש לך רוחב פס ממש גרוע? והתשובה לא מסובכת. אך אני לא רוצה לדון בה כאן, רק אומר שמערכות התקשורת המשמשות לכך מובנות היטב.

בנוסף, עובדה שאולי לא ידעתם, היא שיכולת החישוב של הדבר הזה אינה שונה מאוד מיכולת החישוב של המחשב הביתי שלך. זהו מכשיר פנטסטי שרק מתחיל להיות מנוצל. אני לא יודע האם הרעיון של מחשב אחד, ילד אחד הוא הגיוני. הנה המחשב של העתיד. משום שהמסך כבר שם והם יכולים להימצא בכל מקום בו זמנית.

כעת הרשו לי להציג בפניכם בקצרה את המכשירים המתקדמים. ונתחיל בהצגת בעיה קטנה. מה שאתם רואים כאן הוא מכשיר נוסף בגודל ס"מ. והצבעים השונים הם צבעי הדפסה שונים. ואתם מבחינים במשהו שאולי יראה לכם מעט מעניין, והוא שהצהוב נראה כנעלם, עובר דרך הכחול, ואז דרך האדום. איך זה קורה? איך אתה גורם למשהו לזרום דרך משהו אחר? וכמובן שהתשובה היא, "אתה לא". אתה גורם לו לזרום מתחת ומעל.

אבל כעת השאלה היא, איך אתה גורם לו לזרום מתחת ומעל בתוך חתיכת נייר? והתשובה היא שמה שאתה עושה, והפרטים לא מאוד חשובים כאן, זה לקחת משהו ולשכלל אותו, אתה לוקח מספר שכבות שונות של נייר, כל אחת מכילה מערכת נוזלים קטנה משל עצמה, ואתה מפריד בניהן על ידי חתיכות של, פשוטו כמשמעו, דבק שטיחים דו-צדדי. זה שמשתמשים בו כדי להדביק שטיחים לריצפה. והנוזל יזרום משכבה אחת לבאה אחריה. הוא מתפזר, זורם דרך חורים נוספים, מתפזר.

ומה שאתם רואים בצד הימני התחתון שם הוא דוגמה בה דוגמית בודדת של דם הונחה על הקצה העליון, והיא זרמה והתפצלה לתוך 16 החורים האלו בתחתית, בפיסת נייר, למעשה זה נראה כמו שבב, שתי חתיכות של נייר עבה. ובמקרה הספציפי הזה היינו מעוניינים רק ביכולת השחזור של זה. אבל באופן עקרוני, זו הדרך בה ניתן לפתור את בעיית ה"חום גבוה ממקור לא מוסבר". משום שכל אחת מהנקודות האלו הופכת למבחן עבור קבוצה מסויימת של סממנים של מחלה. וזה יעבוד בעתיד הקרוב.

והנה דוגמה של מכשיר מעט מורכב יותר. זהו השבב. אתה טובל את אחת הפינות. הנוזל עובר למרכז. הוא מתפזר כלפי חוץ לתוך החורים והנקבים, והופך לצבע. והכל נעשה באמצעות נייר ודבק שטיחים. אם כך, אני חושב שניתן להוזיל עלויות בהתאם ליכולתנו להמציא וליצור דברים.

כעת, יש לי סיפור אחד, שני סיפורים אחרונים לספר לכם, לסיכום של העסק הזה. זה הראשון. אחד הדברים שצריך לעשות לפעמים זה להפריד תאי דם מנוזל הפלזמה. והשאלה היתה, כאן אנו עושים זאת על ידי לקיחת דגימה. אנחנו שמים אותה במכשיר צנטריפוגה. אנו מסובבים אותה, ומתקבלת הפרדה של תאי הדם. נפלא. מה היה קורה אילו לא היה לך חשמל, וצנטריפוגה, וכולי? וחשבנו במשך זמן מה כיצד ניתן לעשות זאת. והדרך, למעשה, בה עושים זאת, היא מה שמוצג כאן. אתה לוקח מטרפת ביצים, שניתן להשיג בכל מקום. ואתה מסיר את הלהב. ואז אתה לוקח צינורית, ומחבר אותה. אתה מכניס לתוכה את הדם. אתה מסובב את זה. מישהו יושב שם ומסובב את זה. זה עובד ממש ממש טוב.

ואנחנו אמרנו שבנינו את הפיזיקה של מטרפת ביצים וצינוריות שמסתדרות מעצמן וכל יתר הדבר מסוג זה, שלחנו את זה לכתב-עת מדעי. היינו מאוד גאים בזה, במיוחד בכותרת שהייתה "מטרף ביצים כצנטריפוגה". (צחוק) ושלחנו את זה, וזה חזר בדואר. התקשרתי לעורך ואמרתי, "מה מתרחש פה? איך זה יכול להיות?" העורך אמר, בבוז עצום, "קראתי את זה. ואנחנו לא הולכים לפרסם את זה, מפני שאנחנו מפרסמים רק מדע." וזה נושא חשוב משום שזה אומר שאנחנו חייבים, כחברה, לחשוב למה אנחנו בוחרים לתת חשיבות. ואם זה רק לנייר ולכתבי עת מדעיים, אנחנו בבעיה.

וכאן יש דוגמה נוספת של משהו ש -- זה ספקטרופוטומטר קטן. הוא מודד את בליעת האור בדגימה, הדבר היעיל שבו הוא, שיש לך מקור אור שמהבהב בתדירות של כ-1,000 הרץ. מקור אור נוסף שמזהה את האור ב-1,000 הרץ. וכך אתה יכול להריץ את המערכת באור יום מלא. הביצועים שלה כמעט זהים לאלו של מערכת מסדר גודל של 100,000 דולר. זה עולה 50 דולר. סביר להניח שנוכל להוריד את העלות ל-50 סנט, אם רק נקדיש לכך מחשבה. למה אף אחד לא עושה זאת? והתשובה היא, "איך תוכל להפוך את זה לריווחי במערכת קפיטליסטית?" בעיה מעניינת.

אם כן, הרשו לי לסיים בכך שאומר שהתייחסנו לזה כאל סוג של בעיה הנדסאית. ושאלנו, מהו הרעיון המדעי הכללי כאן? והחלטנו שעלינו לחשוב על זה לא במושגים של עלות, אלא במושגים של פשטות. פשטות היא מילה יפה. ועליכם לחשוב על מה המשמעות של פשטות. אני יודע מה זה פשטות אבל למעשה אינני יודע מה המשמעות שלה.

אז, הנושא עניין אותי מספיק כדי לאגד מספר קבוצות של אנשים יחד. והקבוצות האחרונות כללו מספר אנשים במכון הטכנולוגי MIT, אחד מהם הוא בחור מבריק בצורה יוצאת מן הכלל והוא אחד האנשים הבודדים שאני יכול לחשוב עליהם שהם גאונים אמיתיים. כולנו התאמצנו במשך יום שלם כדי לחשוב על פשטות. ואני רוצה לתת לכם את התשובה של המחשבה המדעית העמוקה הזו. [מה היא פשטות? "אי אפשר לדפוק את זה"] (צחוק) אפשר להסתכל על זה כך, אתה מקבל את מה ששילמת עליו. תודה רבה. (צחוק)