20. gadsimta otrajā pusē medicīna nāca klajā ar dažiem diezgan pārsteidzošiem veidiem, kā aizstāt cilvēka ķermeņa daļas, kuras sāka nolietoties. Vai arī šeit ir vēl viena ideja - mūsdienās ierasta lieta - elektrokardiostimulators, kas izgudrots 50. gados.
Mūsdienu jauninājumi ļauj atjaunot nedzirdīgo dzirdi, redzi vājredzīgajiem, un, ja elektrokardiostimulators nepalīdz, drīz vien vienkārši būs iespējams nomainīt kļūdainu sirdi, piemēram, veco gāzes sūkni automašīnā.
Šīs tehnoloģijas, kas bija pirmsākumos tikai dažas desmitgades, tagad ir tik stingri iesakņojušās mūsu dzīvē, ka šķiet, ka tās ir ikdienišķas. Ir medicīnas tehnoloģijas, kas ir sākumstadijā, šodien tās joprojām šķiet kā zinātniskā fantastika, bet, ja vēsture mums kaut ko ir iemācījusi, tad ļoti drīz un ļoti tikpat viegli ienāks mūsu dzīvē kā elektrokardiostimulatori. Daži no tiem būs pielikumu veidā mūsu ķermenim, bet citi ir paredzēti, lai uzlabotu jau labi funkcionējošos elementus.
Smadzeņu un datora saskarne
Smadzeņu un datora saskarne, kas pazīstama arī kā smadzeņu un datora saskarne, ir tieši tas, ko jūs domājat: savienojums starp cilvēka smadzenēm un ārēju ierīci. Šāda saskarne gadu desmitiem ir bijusi zinātniskās fantastikas produkts, taču ticiet vai nē, pirmās šāda veida ierīces parādījās un tika pārbaudītas cilvēkiem 90. gadu vidū. Var droši teikt, ka kopš tā laika pētījumi nav apstājušies.
Reklāmas video:
Kopš 1920. gadiem ir zināms, ka smadzenes rada elektriskos signālus, un ir ierosināts, ka šos signālus var novirzīt mehāniskas ierīces vadīšanai vai otrādi. Pētījumi neirokomponentu saskarņu jomā tika sākti 60. gados (protams, uz pērtiķiem), parādījās daudz dažādu modeļu ar atšķirīgu invazivitātes pakāpi, un pēdējo 15 gadu laikā šī joma ir guvusi spēcīgu pieaugumu.
Lielākā daļa pielietojumu ir vai nu daļēja redzes vai dzirdes atjaunošana, vai arī kustību atjaunošana paralizētiem pacientiem. 2013. gada sākumā tika demonstrēts viens pilnīgi neinvazīvs prototips, kas ļāva paralizētam cilvēkam kontrolēt datoru. Ierīce uztvēra vizuālos signālus, kas tika nosūtīti no smadzeņu aizmugures, un analizēja dažādas frekvences, lai saprastu, ko pacients skatās, un pārvietoja kursoru tur, kur nepieciešams.
Exoskeletons
Vispārīgi runājot, eksoskeleti ir vairāk kā "spēka kaujas tērpi", piemēram, Roberta Heinleina Starship Troopers vai Tonija Starka filmā Iron Man. Tomēr tas, ko izstrādā inženieri un zinātnieki, ir mazāk paredzēts, lai apkarotu milzu robotus un iebrucējus no citām planētām, un vairāk lai atjaunotu invalīdu mobilitāti vai palielinātu izturību un nestspēju.
Piemēram, viens uzņēmums izgatavoja 15 kilogramu alumīnija un titāna uzvalku ar nosaukumu Ekso, ko jau izmanto desmitiem ASV slimnīcu. Tas ļauj staigāt cilvēkiem ar paralizējošu muguras smadzeņu traumu. Bet savulaik šāds pieteikums bija pilnīgi nepraktisks šāda uzvalka apjomīguma un svara dēļ.
Līdzīgu tehnoloģiju Lockheed Martin licencēja savam universālajam kravas nesējam (HULC), kas ir plaši pārbaudīts un tiks piegādāts militāram lietojumam. Šis eksoskelets ļauj parastam cilvēkam pārvadāt 90 kilogramu kravu ar ātrumu 15 km / h, neizlaižot sviedru pilienu. Kamēr Ekso izmanto iepriekš ieprogrammētus soļus, HULC izmanto akselerometrus un spiediena sensorus, lai nodrošinātu lietotāja dabisko kustību mehāniskus turpinājumus.
Vēl vienu interesantu ierīci izmantošanai medicīnas jomā izlaida Japānas uzņēmums Cyberdine. Viņas eksoskelets HAL ir paredzēts tam pašam mērķim kā Ekso - lai cilvēki ar invaliditāti varētu staigāt.
Neironu implanti
Neironu implanti ir jebkura ierīce, kas tiek ievietota smadzeņu pelēkajā vielā. Kaut arī neironu implantāts var būt neirokomputeru saskarne un otrādi, termini nav sinonīmi. To, ko eksoskeleti dara ķermenim, implanti dara smadzenēm - lielākai daļai ir paredzēts labot bojātās vietas un izziņas funkcijas, bet citiem smadzenēm ir jāpiešķir piekļuve ārējām ierīcēm.
Neirālo implantu izmantošana smadzeņu dziļajai stimulēšanai - speciāli noteiktu elektrisko impulsu pārnešanai uz konkrētām smadzeņu zonām - tika apstiprināta 1997. gadā. Ir pierādīts, ka tie ir efektīvi Parkinsona slimības un distonijas ārstēšanā, kā arī tiek izmantoti hronisku sāpju un depresijas ārstēšanai ar atšķirīgu efektivitātes pakāpi.
Tomēr visbiežāk izmantotie neirālie implanti paliek kohleārie un tīklenes implanti, kas tika izveidoti 20. gadsimta 60. gados un ir pierādīti kā efektīvi dzirdes un redzes daļējai atjaunošanai.
Kiberlimbi
Protezēšana jau vairākus gadu desmitus tiek izmantota, lai aizstātu trūkstošās ekstremitātes, taču to modernā versija - kiberierīces - tiecas ne tikai uz estētisku, bet arī funkcionālu nomaiņu. Galvenais šāda veida uzdevums ir atjaunot vai aizstāt zaudēto ekstremitāti ar pilnu funkcionalitāti un izskatu. Un, lai gan, kā mēs jau esam atzīmējuši, neirokomputeru saskarnes arvien biežāk tiek izmantotas protēžu izstrādē, aktīvi notiek citi pētījumi, kuriem vajadzētu noņemt ierobežojumus šajā jomā.
Daudzas esošās ierīces izmanto neinvazīvas saskarnes, kas uztver smalkas, piemēram, krūšu muskuļus vai bicepsus, lai vadītu robotu. Šāda veida modernām ierīcēm ir ļoti laba motorika, kas pēdējos desmit gados ir ievērojami uzlabojusies.
Turklāt šajā jomā tiek veikti pētījumi, kuriem vajadzētu nodrošināt divvirzienu saskarni - robotu protēzi, kas ļaus pacientam sajust to, ko viņš pieskaras ar savu mākslīgo roku; tomēr mēs esam saskrāpējuši tikai to, kas notiks tālāk.
Hārvardā jaunās audu inženierijas un nanotehnoloģiju jomas tika apvienotas, lai izveidotu "kibernētiskos audus" - cilvēka audus ar iestrādātu funkcionāli bioloģiski saderīgu elektroniku. Pētniecības grupas vadītājs Čārlzs Lībers sacīja:
“Izmantojot šo tehnoloģiju, mēs pirmo reizi varam strādāt tādā pašā mērogā kā bioloģiskā sistēma, neiejaucoties tajā. Galu galā runa ir par audu saplūšanu ar elektroniku tādā veidā, ka kļūst grūti noteikt, kur beidzas audi un sākas elektronika."
Kiberbiotehnoloģiju attīstība notiek labi.
Eksokorteks
Iepriekš ekstrapolējot nākotnes idejas, iedomājieties eksokorteksu. Tā ir teorētiska informācijas apstrādes sistēma, kas mijiedarbosies un sniegs iespēju jūsu bioloģiskajām smadzenēm - patiesai prāta un datora saplūšanai.
Tas nozīmē ne tikai to, ka jūsu smadzenes kļūs par labāku informācijas glabāšanu, bet arī ātrāk apstrādās informāciju - eksokorteks būs paredzēts augstākā līmeņa domāšanai un izpratnei. Ja to ir grūti iedomāties, padomājiet par to, ka cilvēce jau sen tam izmanto ārējas sistēmas. Mūsdienu matemātika un fizika nepastāvētu bez senajām rakstīšanas un skaitīšanas tehnoloģijām, un datori ir tikai viena no salām, kas atrodas tālajā, tālajā tehnoloģiskā progresa ceļā.
Ņemiet vērā arī to, ka mēs jau izmantojam datorus kā sevis paplašināšanu. Pats internets var tikt uzskatīts par sava veida šīs tehnoloģijas prototipu, jo tas mums dod piekļuvi milzīgām informācijas krātuvēm; un ierīces, kuras mēs tam izmantojam, - datori - dod mums iespēju apstrādāt datus, kas mūsu smadzenēm vienkārši nav jāzina. Abu sistēmu saplūšana teorētiski var dot mums līdzekļus, kas cilvēka intelektu sasniegs ārkārtīgi augstā un nesasniedzamā līmenī. Teorētiski.
Gēnu inženierija
Gēnu terapijai un gēnu inženierijai ir, iespējams, visspēcīgākais jebkuras vēstures zinātniskās attīstības potenciāls. Izpratne par evolūciju un spēja mainīt ģenētiskos komponentus ir tik jauna zinātnē, ka bez pārspīlēšanas var teikt, ka šo atklājumu sekas vēl nav pilnībā izprotamas; šo sfēru izmantošanu cilvēki joprojām uzskata par "pārāk bīstamu eksperimentu veikšanai ar cilvēkiem", tas tā ir.
Protams, acīmredzamākais pielietojums ir ģenētisko slimību izskaušanā. Dažas ģenētiskas problēmas var izārstēt pieaugušajiem ar gēnu terapiju, taču tās vislielākais potenciāls izpaužas embrionālās pārbaudēs - kad ētiskās grūtības ir beigušās. Lasiet, piemēram, kā gēnu modifikācija tiek pārbaudīta pērtiķiem. Nākotnē būs iespējams ne tikai ārstēt slimības un novirzes no normas, bet arī izvēlēties acu krāsu un pat bērna dzimumu - patiesībā jūs varat aizēnot bērnu pat pirms tā piedzimšanas.
Tehnoloģija ir ārkārtīgi dārga, un vēl nav zināms, kurā nākotnē - tuvākā vai drīz tālā - tā ienāks masu tirgū. Ņemot vērā to, kā cilvēki ir pierādījuši sevi attiecībās ar dzimumu, rasi un sociālo piederību, var droši apgalvot, ka gēnu inženierija nākotnē izraisīs vissarežģītākos sociālos konfliktus.
Patiesībā zinātniekiem ir izdevies viegli izveidot peles ar paaugstinātu izturību un izturību, un solījumi izārstēt ikvienu ir pat satriecoši. Runājot par potenciālu palielināt cilvēka ķermeņa izturību un ilgmūžību, gēnu inženierija satur daudz solījumu. Tas var būt vēsāks, ja vien …
Nanomedicīna
Nanotehnoloģijas sabiedrības izpratnē, kā likums, ved uz iedomātajiem pasaules galiem, taču patiesībā šī tehnoloģija, ņemot vērā tās loģisko gala punktu, sola tikai visu cilvēku slimību un kaites - arī pašas nāves - izskaušanu.
Mūsdienu nanomedicīnas lietojumi galvenokārt koncentrējas uz jaunu un ļoti precīzu zāļu piegādi uz noteiktām ķermeņa vietām, kā arī citas novatoriskas procedūras molekulārā līmenī. Piemēram, eksperimentālā plaušu vēža ārstēšanā tiek izmantotas nanodaļiņas, kuras izsmidzina ar aerosolu un iekļūst skartajās plaušu zonās. Pēc tam, izmantojot ārēju magnētu, daļiņas tiek uzkarsētas un nogalina slimās šūnas. Ķermeņa dabiskie procesi novērš atmirušās šūnas un nanodaļiņas. Šī metode ir veiksmīgi pārbaudīta ar pelēm, taču līdz šim tā nevar iznīcināt 100% slimo šūnu skartajā zonā.
Iespējamie nanotehnoloģiju pielietojumi ietver nanobotus, mikroskopiskas, pašreplicējošas mašīnas, kuras var ieprogrammēt, lai iznīcinātu slimās šūnas, piegādātu zāles vai aizstātu šūnas. Protams, teorētiski tos var pielietot ne tikai slimām, bet arī bojātām šūnām - pēc iespējas ātrākai atveseļošanai no ievainojumiem vai pat novecošanās procesa apvēršanai. Šo tehnoloģiju loģisks turpinājums būs neticami izturīgs un izturīgs cilvēka ķermenis. Bet pat ja tas nenotiek, tas nav vienīgais veids, kā zinātniski krāpt nāvi.
Smadzeņu saglabāšana
Šeit mēs sākam savu ceļojumu pa valstību, ko sauc par “transhumānismu”. Šis jēdziens liek domāt, ka kādu dienu mēs varēsim pārspēt savus fiziskos ierobežojumus un varbūt pat pamest savu ķermeni. Šo koncepciju pirmo reizi ierosināja Roberts Etingers, kurš 1962. gadā uzrakstīja grāmatu “Nemirstības perspektīva” un tiek uzskatīts par pionieri transhumānisma jomā, kā arī par kronikas tēvu.
Oettingera grāmatas rakstīšanas laikā cilvēku vai dzīvnieku (vai, piemēram, to daļu, piemēram, smadzeņu) saglabāšana īpaši zemā temperatūrā (zem 150 grādiem pēc Celsija) bija vienīgais un labākais saglabāšanas līdzeklis. Smadzeņu saglabāšanas pētījumos mūsdienās vairāk uzmanības tiek pievērsts ķīmiskai konservēšanai, kurai nav nepieciešama tāda neticama temperatūra kā kriotika.
Šobrīd ir pilnīgi skaidrs, ka nav iespējams saglabāt cilvēka prātu kopā ar smadzenēm, tāpēc sfēra nodarbojas tikai ar ķermeņa kvalitātes, kā arī kaut kā cita, saglabāšanas iespējas attīstību. Piemēram…
Mākslīgie ķermeņi
Kad mēs arvien vairāk un vairāk ķermeņa daļu varam aizstāt ar versijām, kas tika izstrādātas un audzētas laboratorijā, kā tam vajadzētu būt, ir skaidrs, ka kādu dienu viss nonāks loģiskā vietā, kur katru cilvēka ķermeņa punktu, ieskaitot smadzenes, var atjaunot.
Pašlaik 15 pētniecības institūtu sadarbība visā pasaulē mēģina radīt aparatūru, kas imitē dažādas cilvēka smadzeņu sadaļas - un viņu pirmais prototips bija 10 centimetru plāksne, kurā bija 51 miljons mākslīgo sinapsu.
Jā, arī "programmatūru" var nokopēt - Šveices Zilo smadzeņu projektā smadzeņu funkciju atjaunošanai šobrīd tiek izmantots superdators, iepriekš veiksmīgi simulējot žurkas smadzenes. Projekta vadītājs Henrijs Markrams uzskata, ka viņš desmit gadu laikā var uzbūvēt mākslīgās smadzenes.
Mūsu muskuļi, asinis, orgāni - mākslīgie analogi tiek izstrādāti, un kādu dienu mūsu redzamības laukā parādīsies iespēja pilnībā funkcionējošu cilvēka ķermeni samontēt. Bet, ņemot vērā visu to, būtu jauki iegādāties citu tehnoloģiju, kas ļaus mums nedaudz izgāzt no ķermeņa.
Apziņas ielāde
Ray Kurzweil, viens no vadošajiem futūristiem, uzskata, ka līdz 2045. gadam mēs varēsim burtiski lejupielādēt mūsu apziņas saturu datorā - un viņš nav vienīgais, kurš tā domā.
Protams, daudzi apgalvo, ka smadzeņu funkcijas nevar reducēt līdz vienkāršām aprēķiniem, ka tās ir vienkārši "neaprēķināmas" un ka pati apziņa ir problēma, kuru zinātne nekad nevar atrisināt. Ir arī jautājums, vai ielādētā vai "rezerves" apziņa atšķirsies no sākotnējās un pārstāvēs citu indivīdu. Cerēsim, ka uz šiem jautājumiem neirologi drīz atbildēs.
Bet, ja mēs kādreiz patiešām varam augšupielādēt apziņu digitālajā pasaulē, ir acīmredzami, ka mums nav jāmirst. Mēs bezgalīgi varam pakavēties fantastiskajā digitālajā pasaulē, piemēram, uz programmas uz cietā diska. Jūs varat nodot sevi lielos attālumos kosmosā un uzreiz saprast visas cilvēcei pieejamās zināšanas.
Cilvēki, kas ir gudrāki par mums, darīs to pirms nāves. Pat ja vismaz daļa no visa iepriekšminētā kļūst patiesa, mēs varam sevi papildināt ar pāris papildu desmitgadēm un redzēt, kas notiks tālāk.