Футурология
Шрифт:
Пока эта проблема не решена, вместо считывания сигналов с разорванных нервов, используют напряжение на оставшихся мышцах.
На этом принципе основан протез ноги, созданный в Центре бионической медицины при Реабилитационном институте Чикаго (RIC) под руководством Леви Харгроува. В нем механические датчики, используемые в традиционных протезах, были заменены на сенсоры нейронных сигналов. Новая система основана на электромиографии (ЭМГ) — регистрации электрической активности мышц. В роли регистраторов выступают электроды, прикрепленные к девяти бедренным мышцам и отвечающие за различные типы движений. Разработка является уникальной: ранее не удавалось создать двухсуставную механическую ногу, управляемую
Другой пример — представленный в 2010 году на Международном конгрессе по протезированию и ортопедии (ISPO World Congress) в Лейпциге (Германия) протез кисти руки, с помощью которого человек может выполнять даже сложные манипуляции. Устройство, разработанное компанией BeBionic, обладает миоэлектрической системой управления, когда на сохранившемся участке конечности считываются мышечные импульсы и преобразуются в соответствующие команды для исполнительных приводов протеза. Кроме того, аппарат содержит модуль беспроводной связи и обладает гибкой системой настройки пользователем, что еще больше расширяет его функциональность в сравнении с аналогичными решениями.
Реальное «подключение проводов к нервам» требует успехов в области микрохирургии и регенеративной медицины, а также создания микроскопических передатчиков радиосигналов из-под кожи.
В 2009 году группа ученых из Калифорнийского университета под руководством Марка Тушинского восстановила систему нервных волокон, называемых кортико-спинальными моторными аксонами, на травмированном участке головного мозга крыс. Ученые спроектировали поврежденные нейроны так, чтобы у них было повышено число рецепторов фактора роста нервной системы — нейротрофический фактор мозга (BDNF). Введение фактора роста в травмируемую область заставляло аксоны производить вещество trkB, которое является рецептором для BDNF. Именно trkB позволяет провести регенерацию.
DARPA финансирует исследования в Чикагском университете по созданию протезов, которые не только будут двигаться, но и передавать тактильные ощущения.
Проблема защиты от инфекций
Тело человека имеет эффективную защиту от внешних инфекций в виде кожи и иммунной системы. Искусственные органы должны так или иначе находиться под кожей, но получать питание снаружи. При этом процессе не должно происходить инфицирование.
Сейчас эта проблема решается за счет подзарядки органов через внешнее переменное электромагнитное поле. Другой способ — использование в качестве энергии глюкозы в крови и кислорода с помощью специальных топливных элементов. Миниатюризация позволяет снизить энергопотребление новПроблема создания и поддержания потока искусственной кровиых органов.
Проблема отторжения новых органов иммунной системой человека
Эта проблема решается путем создания биологически нейтральных материалов; некоторые из них уже разработаны и успешно используются. Другим подходом является управление иммунной системой.
Проблема создания и поддержания потока искусственной крови
Это одна из важнейших проблем киборгизации. Сердце качает кровь, легкие наполняют ее кислородом, кишечник — питательными веществами, почки и печень очищают ее и добавляют гормоны. И кровь в первую очередь нужна для поддержания деятельности мозга. Существуют проекты создания искусственной крови на основе перфторана — вещества, способного захватывать кислород гораздо эффективнее гемоглобина. Создав искусственную кровь, можно будет заменять ее свежей вместо
Но главной задачей киборгизации является обеспечение существования головного мозга вне организма, то есть создание адекватных систем его отключения от тела, питания и защиты.
Ожидаемая революция в киборгизации
Революция в этой области произойдет, скорее всего, ко второй половине XXI века. Киборгизация станет массовой после создания производящих нанотехнологий.
Нанороботы смогут: заменять отдельные клетки человеческого организма и выполнять их функции, перемещаться в кровеносном русле, выполняя функции иммунных клеток, подключаться к нейронам, считывая с них информацию или даже заменяя их. Они смогут ремонтировать поврежденные нервные связи или заменять их быстрой электрической связью.
Концентрация микророботов во внутренней среде человека будет постоянно увеличиваться. Сначала отдельные органы будут постепенно заменены на их «механические аналоги», сделанные с помощью нанотехнологий. При этом отдельные нанороботы будут выступать в роли «механических клеток», составляющих ткань этих органов.
Поскольку нанороботами гораздо проще управлять, чем обычными клетками, им можно будет подавать сигналы по радио или другими способами, то нанокиборгизированное тело сможет мгновенно залечивать раны или даже менять свою форму. Параллельно с этим будет происходить процесс киборгизации живой клетки, то есть введение в нее с помощью наномеханизмов новых механических органелл и редактирование ее ДНК.
Однако даже в результате такой киборгизации человек будет попрежнему смертным, поскольку остается опасность возможных сбоев в работе всей этой системы или тотального физического уничтожения тела. Тем не менее можно предположить, что ожидаемая продолжительность жизни такого киборгизированного тела составит несколько тысячелетий, старение в нем будет сведено к нулю, и основной риск для него будут представлять крупные катастрофы.
Интересно отметить, что процесс нанотехнологической киборгизации может развиваться и внедряться быстрее, чем научные методы биологического замедления старения, и в результате многие люди сразу перейдут к нему.
Крионика
Крионика — это сохранение при низкой температуре тел умерших людей с целью восстановления их жизнедеятельности в будущем, когда возникнут соответствующие технологии.
Последний шанс остаться в живых
Логика, лежащая в основе крионики, проста: если мы не можем спасти человека от смерти сейчас, давайте сохраним его тело до лучших времен, когда технологии достаточно разовьются, чтобы дать возможность продолжить существование личности этого человека. А лучшим известным способом сохранения является остановка всех процессов разложения в теле, которая естественным образом возникает при глубоком охлаждении. Более того, живые клетки могут сохранять жизнеспособность после заморозки — у них эта способность естественным образом заложена ходом эволюции.
Большинство микроорганизмов, некоторые растения и животные, а также человеческие эмбрионы прекрасно переносят заморозку до температуры жидкого азота.
Крионика — это лучший выход в худших обстоятельствах. Когда человек умер, терять ему больше нечего.
Крионика — это последний шанс остаться в живых, и отказ в возможности криосохранения — сродни убийству. Пока не доказана невозможность возникновения технологий, возвращающих к жизни человека, лежащего в жидком азоте, у него всегда есть шанс на новую жизнь.