Vente superbe d'analyse de sang de prolongation de la durée de vie utile

Magazine de prolongation de la durée de vie utile

LE Magazine en octobre 2000

EXAMEN

imageUn cadeau de l'avenir

Un examen de Nanomedicine, volume 1 : Capacités de base, par Robert A. Freitas Jr.


Nanomedicine est un livre sans fin impressionnant et uniquement important. Comme Principia de Newton et Nanosystems de Drexler, il se tient comme marqueur entre tous avant ce que est venu, et tout qui viendra à l'avenir. Pour lui est effectivement un modèle pour l'avenir-essentiel avenir-de entier health, longévité et médecine. Il n'est pas tout à fait des prévision-prévisions sont notoirement difficile-mais sont à la place un croquis d'ingénierie de ce qui sera possible à la médecine basée sur les lois de la physique et de la chimie, quand l'humanité peut faire tout compatible à ces lois de la physique. En dépit de son foyer l'avenir final de la médecine, Nanomedicine est approprié presque à chacun aujourd'hui vivant et maintenant, de plusieurs manières. Il peut sauver beaucoup de vies, et il élèvera certainement beaucoup plus. C'est, dans une certaine mesure, un cadeau de l'avenir à ceux d'entre nous qui vit dans le présent.

Il est immédiatement très facile et très difficile à expliquer et comprendre le livre. On lui écrit et est présenté excellemment, et est au sujet des thèmes élémentaires de la vie et de la conquête de la mort, de la maladie, du malaise et finalement même du mécontentement, face à la technologie. Mais la déclaration simple pas simple peut donner la profondeur effarante du livre, de la bourse impressionnante qui l'a produit, et de l'implacabilité avec laquelle Freitas a poursuivi son sujet. Si vous voulez l'article complet, vous devrez lire le livre.

Pour commencer au début, Nanomedicine est au sujet juste de celui : nanomedicine. Freitas définit le nanomedicine au moins deux fois. À la page deux, il dit que « Nanomedicine peut être largement défini comme surveillance, contrôle, construction, réparation, défense et amélioration complets de tous les systèmes biologiques humains, fonctionnement du niveau moléculaire, utilisant des nanodevices et des nanostructures machinés. » Plus tard, il donne « la plus large possible conception du nanomedicine » comme « science et technologie de diagnostiquer, de traiter et d'empêcher la maladie et la blessure traumatique, de soulager la douleur, et de préserver et d'améliorer la santé des personnes, utilisant les outils moléculaires et la connaissance moléculaire du corps humain. » Indiqué différemment, il note, à la page 17, que ce qui vient est « une médecine technologic moléculaire dans laquelle la base moléculaire de la vie, d'ici là bien connue, est manoeuvré pour produire des effets désirés spécifiques, » et que « au prochain siècle, [sic] le foyer principal décalera des sciences médicales à la technologie médicale. Nanomedicine impliquera de concevoir et établir une vaste prolifération des dispositifs moléculaires incroyablement efficaces, et puis de déployer ces dispositifs dans les patients pour établir et maintenir un état continu de salubrité humaine. »

Afin de comprendre ce que veut dire Freitas par la « salubrité, » nous nous tournons vers la définition de Freitas de la maladie. Typiquement, Freitas ne déclare pas simplement en passant que la maladie est tel-et-telle. Au lieu de cela, il ne décrit aucune moins de huit définitions précédent-proposées de la maladie, accomplissez une illustration graphique des avis quant à ce qui constitue une maladie, avant de proposer sa propre définition, « le modèle normatif volitionnel » de la maladie. Essentiellement, pendant l'ère du nanomedicine, la maladie est un manque d'atteindre le fonctionnement optimal, et le fonctionnement optimal est défini par les souhaits du patient. En d'autres termes, la santé idéale est celui qui le patient veuille qu'elle soit. Nanomedicine, Freitas nous dit, est chargé du devoir de faire les souhaits du patient, celui qui ils puissent être, viennent vrai. Ceci commence à laisser entendre les capacités projetées pour le nanomedicine. Essentiellement, le nanomedicine signifiera que, si une personne donnée veut à, il ou elle peut aller au delà d'être sain, et peut apprécier les conditions d'être exempt du vieillissement, exempt de la vulnérabilité à beaucoup d'événements traumatiques qui aujourd'hui seraient mortels, et, en conclusion, exempt de limitations du plan actuel de corps humain. Comme Freitas dit en considérant la pertinence d'une perspective historique sur le nanomedicine, un « autre motif important d'étudier l'histoire de la médecine est de gagner une appréciation plus profonde de la longue, dure lutte pour améliorer la santé des personnes, une lutte qui est attendue finalement pour aboutir à la victoire au 21ème siècle. » C'est victoire dans le sens final, la fin virtuelle de la bataille.

imageLe concept du nanomedicine clairement et carrément est basé sur le concept de la nanotechnologie moléculaire, qui est une capacité générale de manoeuvrer la matière à la précision atomique. Cette base est sûre. La solidité intellectuelle de la nanotechnologie moléculaire a été établie avec le travail monumental par K. Eric Drexler, Nanosystems : Machines moléculaires, fabrication, et calcul (John Wiley et Sons, New York, 1992). Comme états de Ralph Merkle dans son excellente postface au livre de Freitas, « Nanosystems a été édité en 1992, et aucune faille significative n'a été trouvée. Etant donné le volume du débat public et le nombre de personnes qui ont lu le livre, l'explication la plus simple pour cette absence des erreurs rapportées est que sa logique est fondamentalement correcte et ses conclusions sont fondamentalement saines. » Si nous sommes faits d'atomes, et la nanotechnologie moléculaire nous permet de mettre nos atomes n'importe où que nous voulons, et attachent ou les détachent de tous les autres atomes comme nous pouvons satisfaire, alors elle se tient pour raison pour laquelle nous pourrons commander notre santé presque totalement. Comme états d'Eric Drexler dans son autoritaire en avant à Nanomedicine, « ce ne sont pas des prévisions à haut risque, mais simplement l'extension du progrès actuel-observable dans la recherche biologique et médicale. . . . Ce qui était visionnaire il ya peu de temps est maintenant une attente minimum de ligne de base. »

Cependant, les affirmations simples ont peu de force à moins qu'elles soient soutenues avec l'analyse rigoureuse. Comme Carl Sagan une fois remarqué dans un autre contexte, les réclamations extraordinaires exigent des preuves extraordinaires. Et Robert Freitas est ici pour nous le donner.

Nanomedicine est un livre de 509 pages d'impression fine qui pourraient facilement avoir été 2000 pages à une taille de la police normale. La dernière citation numéro 3728. Il y a 210 figures, 58 tables et plus de 270 équations. Freitas rapporte en sa préface sa dépense d'environ 19.000 heures d'effort, ou essentiellement 10 années-homme, en remontant le travail, et lui montre. Les résultats sont tels que je crois qu'il sera sinon impossible dur pour même les sceptiques ardents, si restez toujours, restent profondément sceptique de la vision de Freitas sur la lecture étroite de ce livre, excepté l'abdication de l'honnêteté et de la raison intellectuelles. Freitas fournit quelles quantités à une RAM de battage intellectuelle capable, je crois, de traverser l'ignorance et la résistance de n'importe qui qui est réellement disposé à regarder le nanomedicine sur ses mérites, et capable de comprendre ce que Freitas dit.

Ni peut Freitas être écarté en tant que simple enthousiaste non qualifié. Freitas a les qualifications formelles pour écrire un tel travail. Selon la jaquette de livre, il a des degrés dans la physique, la psychologie et la loi, a écrit et a édité intensivement, Co-édité une étude séminale de la NASA sur la faisabilité d'auto-reproduire des usines dans l'espace, et a écrit l'étude de projet technique d'abord éditée d'un nanorobot médical qui est apparu dans un journal biomédical pair-passé en revue.

Nanomedicine est organisé d'une série logique de chapitres. Le premier est autorisé « la perspective de Nanomedicine, » et jette un coup d'oeil au nanomedicine dans le cadre du large champ de l'histoire, commençant par les agents pathogènes fossilisés remontant 500 millions d'ans, et aboutissant à une description détaillée des contributions modernes à l'idée du nanomedicine, des différences entre le nanomedicine et les approches plus conventionnelles, et d'une idée de la façon dont une visite au docteur serait différente pendant l'ère du nanomedicine.

Le chapitre deux est essentiel, des « voies à la fabrication moléculaire. » Puisque nous ne pouvons pas établir les dispositifs nanos maintenant, il est impératif de fournir au moins des preuves que nous un jour aurons cette capacité. Freitas, à son grand crédit, fournit un regard particulièrement détaillé à la façon dont des capacités existantes peuvent être creusées des rigoles dans les débuts de la nanotechnologie moléculaire, et à la façon dont ces débuts peuvent, consécutivement, se développer en véritable capacité moléculaire et de machine de fabrication. Est-ce que non seulement ceci fournit la justification pour considérer ce que seront finalement les résultats de ce processus, mais elle aide également à instruire des nanotechnologists actuels sur la façon dont ils peuvent procéder.

Après avoir placé cette étape, le livre procède alors par une série de chapitres sur les écrous - et - des questions de boulons de créer et d'actionner sans risque des nanodevices et des réseaux médicaux. Foyers du chapitre trois sur « le transport moléculaire et le Sortation, » chapitre quatre sur le « balayage de Nanosensors et de Nanoscale, » chapitre cinq sur des formes adaptables (« surfaces métamorphiques ") pour des nanodevices, chapitre six sur actionner des nanodevices médicaux, chapitre sept sur la communication avec et entre les dispositifs nanomedical, chapitre huit sur le sujet relatif de la navigation, et chapitre neuf sur les questions cruciales « de la manipulation et de la locomotion. » En conclusion, le chapitre 10 discute de « autres capacités de base, » comprenant la ponctualité, le calcul moléculaire, la manipulation des pressions de ciel et terre, l'extermination des virus et les cellules anormales, les questions de solubilité, et un examen de locomotion à travers et d'excavation de glace. Le C.A. d'annexes donnent des données de référence de diverses sortes (les constantes et les facteurs de conversion physiques dans A, une liste complète de toutes les molécules trouvées dans le sang et leurs concentrations à B, et un catalogue de la plupart de cellule distincte saisit le corps humain en C). Après ceci est un glossaire, une liste des références et un index étendus. Le glossaire est nécessaire puisque, en plus des nombreux mots mystérieux disponibles avant Nanomedicine, Freitas est forcé pour inventer des termes innombrables (tels que le « histonavigation, » « vasculography » et « communicyte ") afin de décrire les nouveaux dispositifs et capacités qu'il envisage.

Le but des chapitres 3 10 est d'établir quelque chose apparentée à une liste de pièces pour les dispositifs nanomedical et à un ensemble de normes de rendement pour de telles pièces. Des dispositifs de Nanomedical doivent être fabriqués à partir de les composants qui font des choses spécifiques, occupent les volumes spécifiques, répondent aux taux spécifiques, et fonctionnent avec des tolérances spécifiques et avec l'alimentation électrique spécifique. Une fois que ces composants sont caractérisés, il devient plus faisable de parler de ce qui peut être fait par des combinaisons des composants. En outre, Freitas fournit l'énorme cadre à de telles discussions en citant l'exemple après l'exemple des conceptions archaïques, contemporaines, et projetées et des exemples de fonctionnement ayant trait à chaque sous-domaine étant considéré.

Il n'est pas possible dans un examen court de fournir une description détaillée de ou une critique de chaque champ sujet spécifique considéré dans Nanomedicine. Au lieu de cela, laisse la prise comme exemple juste un champ sujet d'intérêt particulier, les ordinateurs nanomedical requis pour permettre à des machines de réparation de cellules de fonctionner. Il n'y a pas beaucoup de point en parlant quel ordinateur intracellulaire sera programmé pour faire si vous ne pouvez pas d'abord établir ce que seront les limites de calcul du noyau de l'ordinateur intracellulaire. Drexler a en détail discuté les ordinateurs moléculaires dans Nanosystems, mais n'a pas considéré les problèmes de courir de tels ordinateurs sous les contraintes biologiques qui existent dans un système vivant, les contraintes qui sont des nanomedical spécifique, par opposition simplement à un nanotechnological global, problème. La représentation de Nanocomputer est importante pour le nanomedicine de beaucoup de différentes manières en faisant face à beaucoup de différents problèmes, ainsi il est important de penser soigneusement à ce qui peut être prévu (in vivo) des nanocomputers médicaux.

imageJe moi-même avais analysé, dans une présentation devant l'académie américaine de la médecine anti-vieillissement, le problème de la production de chaleur par des nanocomputers intracellulaires, et ai dû conclure que les fréquences d'horloge semblables à ceux dans des PCs d'aujourd'hui seraient problématiques en cellules à moins que des architectures plus de rendement optimum que ceux décrites par Drexler aient été adoptées. Nanocomputers comme décrit par Drexler absorbent relativement un grand nombre de chaleur comparée aux dépenses énergétiques remarquablement subtiles des cellules typiques. J'étais donc tout à fait intéressé de voir ce que Freitas indiquerait à ces sujets.

Étonnant, il s'avère qu'on pourrait doubler la cellule et la dépense énergétique du corps entier avec seulement une augmentation 0.4oF de température corporelle, si efficace sont les systèmes naturels de corps pour absorber la chaleur excédentaire. Pour la comparaison, un corps s'exerçant à la dépense énergétique d'augmentations de capacité maximale par un facteur de 16 (avec une hausse environ de 6oF seulement). Étant donné que les cellules réparent déjà pratiquement tous les dommages déjà, il n'est pas difficile d'imaginer que nous pourrions réparer toute la blessure biologique actuel-unrepaired si nous consacrions l'énergie égale à faire ceci. Il n'est également pas difficile d'imaginer que nous pourrions faire beaucoup pour réparer la blessure traumatique si nous consacrions 15 fois notre dépense énergétique normale à cette tâche pendant les urgences, même si la majeure partie de cette dépense énergétique a représenté « penser » informatique aux réparations plutôt que la conduite réelle des réparations elles-mêmes. (Naturellement, les mécanismes de dissipation thermique pourraient être limités en raison de certains genres de traumatisme, mais ceci quitte toujours la pièce substantielle pour la capacité curative augmentée.) En résumé, le contexte physiologique simple fourni par Freitas, dans son traitement typique proche-approfondi des questions, rassure. Par ailleurs, il vaut de préciser qu'afin de doubler votre taux métabolique, vous devriez manger deux fois plus afin d'éviter le poids perdant. Ceci est lié pour être « un effet secondaire » attrayant de nanomedicine. Si vous ne vouliez pas manger que beaucoup, nous apprennent que sauter quelques pilules de grande énergie contenant le diamant en poudre enduit pourrait soutenir le métabolisme supplémentaire pendant des jours.

À un niveau plus fondamental, Freitas nous amène à jour sur une pléthore d'architectures de traitement de l'information de nouveau, plus de rendement optimum ordinateur, incluant même un examen du champ prochain des ordinateurs de quantum, où le principe de superposition pourrait permettre à un atome de carbone simple de maintenir 100 millions de bits d'information et de les traiter au taux vers 1026 de bits/seconde ! D'ailleurs, une forme plus docile de logique a appelé la logique hélicoïdale par ses promoteurs, Merkle et Drexler, pourrait couper les besoins en énergie du système de logique original de la tige de Drexler par un facteur environ de 10.000, et les ordinateurs réversibles pourraient prolonger cet avantage considérablement plus. La vaste place pour créer des nanocomputers plus de rendement optimum en combination avec la dépense énergétique accrue autorisée par les systèmes physiologiques humains naturels de compensation de température semble suffisante pour permettre à la plupart des problèmes nanomedical d'être abordée avec de grandes marges de sécurité.

Un espace apparent notable dans l'argument est le silence virtuel de Freitas au sujet de l'investissement exigé de l'énergie chimique requis pour effectuer les réactions biochimiques réelles requises pour effectuer la réparation. Donné nos longues durées de vie, il semble vraisemblablement que l'élimination des dommages actuel-unrepaired dans des états de ligne de base exigerait moins de 1% d'expediture basique normal d'énergie métabolique, qui est tout à fait en conformité avec des conditions de travail confortables. D'autre part, le traumatisme principal pourrait exiger une vaste expansion des réactions chimiques sur des biomolécules, et il sera important que Freitas spécifie comment la division du budget nanomedical entre les conditions des nanodevices eux-mêmes d'une part et les conditions pour produire les changements chimiques dans les biomolécules de l'autre est susceptible d'être contrainte. Il se peut que les besoins énergétiques des nanodevices rapetissent ou même entourent les frais supplémentaires d'exécuter la chimie sur les molécules de cible, mais ces questions devront être rendues plus explicites à l'avenir.

Heureusement, les informations supplémentaires seront en fait reçues. Le livre actuel est seulement le volume 1 de ce qui sera par la suite un traité de trois-volume. Bien qu'il soit difficile que ce critique supporte l'absence actuelle des volumes 2 et 3, Freitas partage au moins avec nous, à la fin du chapitre un, un aperçu de ce que ces volumes contiendront. Le volume 2 sera les « systèmes et les opérations intitulés. » Il considérera des sujets tels que le contrôle, la réparation et le remplacement, la sécurité et la fiabilité, les configurations de déploiement, la représentation, les exemples des dispositifs spécifiques de nanorobot, la lecture et édition des molécules biologiques, permettant des systèmes pour la réparation de cellules, la fabrication des tissus et des organes, et les systèmes de défense personnels. Le volume 3 sera des « applications intitulées. » Le volume 3 considérera le preuve-de-concept, le traitement des agents pathogènes et du cancer, l'inversion du traumatisme et de la blessure du rayonnement et des brûlures, les soins d'urgence, la réparation de cerveau, le contrôle du vieillissement et de la plupart d'aujourd'hui répandu de causes du décès, le biostasis (animation suspendue), l'augmentation humaine (signifiant l'addition de nouvelles capacités et caractéristiques au corps humain), et les implications sociales du nanomedicine.

La plus grande faiblesse du livre, je crois, suis le manque d'intégration de la liste des références. La liste des références fonctionne à plus de 3700 références, mais non toutes les références exister-pour l'exemple, références 2-5, 7, et 22-26 ne sont pas dans la liste. Pour aggraver la situation, les références sont énumérées dans aucun ordre particulier autre que le fait que la citation se numérote courent séquentiellement, et peut-être une corrélation faible entre le nombre de citation et l'ordre de la citation dans le texte. Il est effectivement impossible d'impliquer du numéro de référence où la référence est citée dans le livre, et il est impossible de trouver facilement les noms des auteurs cités dus au manque d'alphabétisation de la liste des références. C'est une question de secrétaire qui peut évidemment être surmontée dans une future édition et était assurément le résultat d'un délai d'édition qui a exclu la tâche herculéenne de brouiller tant de citations dans un modèle logique. En tous cas, si on lit n'importe quel passage d'intérêt pour le livre, les citations apparaissant dans ce passage peuvent être trouvées aisément dans la liste, ainsi la liste atteint son but principal de soutenir ce qui est dit dans le livre.

Une autre faiblesse du livre est les chiffres. Ils sont de contenu excellent, mais de qualité moins-que-stellaire et classent dans de nombreux cas. C'était probablement un compromis nécessaire pour maintenir le prix du livre dans la gamme prêt-abordable. Néanmoins, les chiffres montrent amplement les points qu'ils sont prévus pour illuminer.

De temps en temps c'est évident que Freitas est un ingénieur ou un mathématicien autoritaire, mais pas un biologiste par chemin de fer. Les petits caprices tels que la référence à une « cellule de neurone » au lieu de à un « neurone » (tableau 6,8) apparaissent rarement. De tels problèmes minuscules, cependant, servent seulement à souligner l'importance de l'accomplissement de Freitas en croisant les barrières disciplinaires pour écrire un livre qui est vraiment au sujet de biologie, un champ qui n'est pas son secteur de la formation formelle.

Il est possible que Nanomedicine sera depuis de nombreuses années comme un bref historique de Stephen Hawking de temps, un livre que beaucoup de personnes ont considéré assez important pour acheter, mais que la plupart des personnes ne pourraient pas lire, et qu'en grande partie fini sur la table basse pour impressionner des invités. Si oui, alors j'invite le lecteur à décorer sa table basse avec ce livre. Nous devrions soutenir l'effort surhumain de Freitas parce que, ce faisant, nous aiderons d'une manière très palpable de créer l'avenir nous tout le rêve de et cela nos vies dépendront finalement au moment. Car la postface de Ralph Merkle indique, « Nanomedicine est plus que juste une description de ce qui pourrait être, il est un appel à l'action. »

Heureusement, l'institut de prévoyance a annoncé que M. Freitas joint Zyvex, la première société consacrée à créer un nano-assembleur. Zyvex soutiendra financièrement l'achèvement du volume 2 et du volume 3, de ce fait libérant vers le haut de Rob Freitas pour ce travail monumental. C'est de bonnes actualités pour l'avenir de Nanomedicine et pour l'avenir du nanomedicine. Restez à l'écoute. —Gregory M. Fahy, Ph.D.

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