You are more transparent than you think - Sajan Saini

Fordító: Andi Vida Lektor: Zsuzsa Viola

It’s an increasingly common sight in hospitals around the world:

Egyre megszokottabb látvány a világ kórházaiban:

a nurse measures our height, weight, blood pressure,

a nővérek megmérik a súlyunkat, magasságunkat, vérnyomásunkat,

and attaches a glowing plastic clip to our finger.

majd egy csillogó műanyagcsipeszt tesznek az ujjunkra.

Suddenly, a digital screen reads out the oxygen level in our bloodstream.

Egyszer csak egy digitális kijelző leolvassa vérünk oxigénszintjét.

How did that happen?

Hát ez meg hogy történt?

How can a plastic clip learn something about our blood…

Hogy képes egy műanyagcsipesz bármit kiolvasni a vérünkből...

without a blood sample?

vérminta nélkül?

Here’s the trick:

Íme, a trükk nyitja:

our bodies are translucent,

testünk átlátszó,

meaning they don’t completely block and reflect light.

vagyis nem teljesen nyeli el és tükrözi vissza a fényt.

Rather, they allow some light to actually pass through our skin,

Valamennyi fény átjut a bőrön,

muscles, and blood vessels.

izmokon és ereken.

Don’t believe it?

Nem hiszik el?

Hold a flashlight to your thumb.

Tartsanak egy zseblámpát a hüvelykujjukhoz.

Light, it turns out, can help probe the insides of our bodies.

Mint kiderült, a fény segíthet testünk belsejének feltárásában.

Consider that medical fingerclip—

Figyeljük meg ezt az orvosi ujjcsipeszt –

it’s called a pulse oximeter.

pulzoximéter a neve.

When you inhale, your lungs transfer oxygen into hemoglobin molecules,

Belégzéskor a tüdő oxigént szállít a hemoglobin molekulákba,

and the pulse oximeter measures the ratio of oxygenated to oxygen-free hemoglobin.

a pulzoximéter pedig méri az oxigénmentes és oxigénnel telített hemoglobin arányát.

It does this by using a tiny red LED light on one side of the fingerclip,

Úgy működik, hogy az ujjcsipesz az egyik oldalán apró vörös LED-fényt bocsát ki,

and a small light detector on the other.

a másik oldalán kis fényérzékelő van.

When the LED shines into your finger,

Amikor a LED átvilágítja az ujjat,

oxygen-free hemoglobin in your blood vessels absorbs the red light

az oxigénmentes hemoglobin az erekben erősebben nyeli el a vörös fényt,

more strongly than its oxygenated counterpart.

mint az oxigénnel átjárt molekulák.

So the amount of light that makes it out the other side

A túloldalon megjelenő fénymennyiség

depends on the concentration ratio of the two types of hemoglobin.

a két hemoglobintípus koncentrációjának arányától függ.

But any two patients will have different-sized blood vessels in their fingers.

De minden betegnek eltérő méretű erek futnak az ujjában.

For one patient, a saturation reading of ninety-five percent

Az egyik betegnél 95 százalékos mérték olvasható le

corresponds to a healthy oxygen level,

az egészséges oxigénszintnek megfelelően,

but for another with smaller arteries,

a másiknak viszont kisebbek az artériái,

the same reading could dangerously misrepresent the actual oxygen level.

ugyanaz az olvasat esetleg veszélyesen félreértelmezné az aktuális oxigénszintet.

This can be accounted for with a second infrared wavelength LED.

Ez kiküszöbölhető egy második, infravörös hullámhosszú LED-del.

Light comes in a vast spectrum of wavelengths,

A fény széles spektrumú hullámhosszon belül érkezik be,

and infrared light lies just beyond the visible colors.

az infravörös fény pedig kívül esik a látható színek tartományán.

All molecules, including hemoglobin,

Minden molekula, beleértve a hemoglobint is,

absorb light at different efficiencies across this spectrum.

eltérő hatékonysággal nyeli el a fényt ezen a spektrumon belül.

So contrasting the absorbance of red to infrared light

Így a vörös és az infravörös fényelnyelés kontrasztja vegyi azonosítóként segíti elő

provides a chemical fingerprint to eliminate the blood vessel size effect.

az erek méretéből adódó mellékhatások kiküszöbölését.

Today, an emerging medical sensor industry is exploring all-new degrees

Ma a feltörekvőben lévő orvosi szenzoripar

of precision chemical fingerprinting,

a precíziós vegyi azonosítás egészen új szintjeit tárja fel

using tiny light-manipulating devices no larger than a tenth of a millimeter.

a milliméter tizedrészénél nem nagyobb, parányi fényszabályozó műszerekkel.

This microscopic technology,

Ez az integrált fotonika nevű

called integrated photonics,

mikroszkópos technológia

is made from wires of silicon that guide light—

szilíciumhuzalokból áll, melyek úgy vezetik a fényt,

like water in a pipe—

mint csövek a vizet:

to redirect, reshape, even temporarily trap it.

átirányítható, újraalakítható, ideiglenesen vissza is tartható.

A ring resonator device, which is a circular wire of silicon,

Egy kerek szilíciumhuzalból álló gyűrűrezonátor eszköz

is a light trapper that enhances chemical fingerprinting.

fénycsapdaként működve segíti elő a vegyi azonosítást.

When placed close to a silicon wire,

A szilíciumhuzal közelébe egy gyűrűt helyeznek,

a ring siphons off and temporarily stores only certain waves of light—

mely bizonyos fényhullámokat elnyel és ideiglenesen tárol –

those whose periodic wavelength fits a whole number of times

azokat, melyek hullámhosszuk alapján teljes periódusokkal illeszkednek

along the ring’s circumference.

a gyűrű kerületére.

It’s the same effect at work when we pluck guitar strings.

Itt ugyanaz a hatás érvényesül, mint amikor gitárt pengetünk.

Only certain vibrating patterns dominate a string of a particular length,

Egy adott hosszúságú húrt csak bizonyos rezgésminták uralnak,

to give a fundamental note and its overtones.

ez adja ki az alapdallamot és a felhangokat.

Ring resonators were originally designed

A gyűrűrezonátorokat eredetileg

to efficiently route different wavelengths of light—

különböző fényhullámhosszok hatékony terelésére tervezték

each a channel of digital data—

száloptikás kommunikációs hálózatban –

in fiber optics communication networks.

ezek mindegyike egy-egy digitális adatcsatorna.

But some day this kind of data traffic routing

Ám egyszer majd talán ezt a fajta adatforgalmazást

may be adapted for miniature chemical fingerprinting labs,

miniatűr vegyi azonosító laborokban fogják alkalmazni,

on chips the size of a penny.

fillér méretű chipeken.

These future labs-on-a-chip may easily, rapidly,

Ezek a jövőbeli chipekre integrált laboratóriumok gyorsan

and non-invasively detect a host of illnesses,

és beavatkozásmentesen, emberi nyál vagy verejték elemzésével,

by analyzing human saliva or sweat in a doctor’s office

orvosi rendelőkben vagy saját kényelmes otthonainkban

or the convenience of our homes.

mutatják majd ki a kórokozókat.

Human saliva in particular

Az emberi nyál különösen jól tükrözi

mirrors the composition of our bodies’ proteins and hormones,

testünk fehérje- és hormontartalmának összetételét,

and can give early-warning signals for certain cancers

és korai figyelmeztető jeleket ad bizonyos ráktípusokról,

and infectious and autoimmune diseases.

valamint fertőzésekről és autoimmun betegségekről.

To accurately identify an illness,

Egy betegség pontos meghatározásához a chipekre integrált laborok

labs-on-a-chip may rely on several methods,

sokféle módszerre támaszkodhatnak,

including chemical fingerprinting,

például a vegyi azonosításra,

to sift through the large mix of trace substances in a sample of spit.

egyetlen csepp köpetből nagy mennyiségű nyomelem kiszűrhető.

Various biomolecules in saliva absorb light at the same wavelength—

A nyálban lévő sokféle biomolekula azonos hullámhosszon nyeli el a fényt –

but each has a distinct chemical fingerprint.

de mindegyiknek eltérő a vegyi lenyomata.

In a lab-on-a-chip, after the light passes through a saliva sample,

Egy chip-laboratóriumban, miután a fény áthalad egy nyálmintán,

a host of fine-tuned rings

finomra hangolt gyűrűkből álló elem

may each siphon off a slightly different wavelength of light

külön kiszűrheti az enyhén eltérő fényhullámhosszt,

and send it to a partner light detector.

és átküldheti a partner fényérzékelőnek.

Together, this bank of detectors will resolve

E fényérzékelők sorozata fogja kiértékelni

the cumulative chemical fingerprint of the sample.

a minta összegzett vegyi lenyomatát.

From this information, a tiny on-chip computer,

Ebből az információból egy apró chip-számítógép,

containing a library of chemical fingerprints for different molecules,

mely különböző molekulák vegyi lenyomatának gyűjteményét tartalmazza,

may figure out their relative concentrations,

kielemezheti relatív koncentrációjukat,

and help diagnose a specific illness.

és segíthet diagnosztizálni egy bizonyos betegséget.

From globe-trotting communications to labs-on-a-chip,

Az emberiség a globális kommunikációtól a chip-laborokig

humankind has repurposed light to both carry and extract information.

új módon használja fel a fényt, infótovábbításra és -szerzésre is.

Its ability to illuminate continues to astonish us with new discoveries.

A fény átvilágító képessége új felfedezésekkel kápráztat el minket.