Во второй половине ХХ века медицина разработала довольно удивительные способы замены человеческих органов, которые начали изнашиваться. Хотя теперь эта идея является обычным делом, изобретение искусственного кардиостимулятора в 50-х годах, должно быть, казалось фантастикой, которая превратилась в реальность. Сегодняшние инновации запросто восстанавливают слух у глухих, зрение у слабовидящих, и если кардиостимулятора будет не достаточно, то мы просто можем заменить неисправное сердце, как водяной насос в вашем старом Форде.
Эти технологии, которые были в зачаточном состоянии всего несколько десятилетий назад, сейчас так хорошо развились, что кажутся совершенно обыденным делом. Медицинские технологии, которые на данный момент только зарождаются, кажутся нам научной фантастикой, а исходя из уроков истории, можно смело заключить, что они в скором времени будут применяться (если они ещё не применяются). Ах да, стоит также отметить, что большая часть определённых применений новых технологий в медицине направлена на замену износившихся частей нашего организма другими, в то же время на сегодняшний день активно разрабатываются те технологии, которые позволят частям нашего тела, находящимся в прекрасном состоянии, стать намного лучше, причём в таких аспектах, о которых мы и предположить не можем.
10. Нейрокомпьютерный интерфейс
Нейрокомпьютерный интерфейс или НКИ это именно то, о чём вы подумали – линия связи между человеческим мозгом и внешним устройством. Нейрокомпьютерный интерфейс был чем-то из мира фантастики десятилетиями, но хотите верьте, хотите нет, он уже давно перестал быть теоретической технологией – существует много различных типов полностью функционального интерфейса для различных приложений, и самые ранние устройства этого типа были испытаны на людях в середине 90-х годов. Можно также определённо сказать, что исследование не останавливается.
Ещё с 1920-х годов было известно, что мозг вырабатывает электрические сигналы и с тех пор ещё обсуждается тема о том, что эти сигналы можно направить на контроль механического устройства, или наоборот. С начала исследования возможности создания нейрокомпьютерного интерфейса, которое зародилось ещё в 1960-х годах (обычными предметами для тестирования были обезьяны), было изобретено много разных моделей с разными степенями «инвазивности» в зависимости от применения, для которого то или иное изобретение создавалось. За последние пятнадцать лет, исследования стали набирать силу, показав отличные результаты.
Большинство применений подразумевают либо частичное восстановление зрения или слуха, или восстановление движения у людей, страдающих от паралича. В начале 2013 года прошла демонстрация одного из неинвазивных прототипов, который оказался способен дать пациенту, перенесшему инсульт, способность пользоваться компьютером. Вкратце, устройство распознаёт сигналы глаз, которые передаются назад в мозг, и анализирует разные частоты чтобы определить, на что смотрит пациент – это позволяет пациенту двигать по экрану курсор одним лишь движением глаз с помощью приспособления, похожего на шлем.
9. Энергетические экзоскелеты
В представлении широкой публики, энергетический экзоскелет больше похож на «энергетические боевые доспехи» из-за научно-фантастического романа Роберта Хайнлайна (Robert Heinlein) под названием «Звёздный десант» (Starship Troopers), а также из-за очень популярного персонажа из более распространённой мультимедийной серии фильмов – Железного Человека. Технология, которая разрабатывается на самом деле, предназначена не столько для боёв с гигантскими роботами и вторгающимися инопланетянами, сколько для восстановления двигательной способности у людей, обездвиженных вследствие травм, а также для повышения выносливости и способности переносить больший груз.
Например, одна компания производит 22,5 килограммовый костюм из алюминия и титана, который называется «Ekso». Этот костюм используется в десятках больниц по всем штатам Америки. Этот костюм дал людям с парализующими травмами спинного мозга возможность ходить: применение, которое когда-то было слишком непрактичным из-за размера и веса такого костюма.
Эта же технология была лицензирована компанией «Lockheed Martin» для производства их Универсальной Несущей Конструкции для Человека (Human Universal Load Carrier), аббревиатура которой звучит довольно забавно «HULC». Это приспособление прошло множество испытаний и возможно будет внедрено для военного использования в течение года. Устройство даёт возможность среднестатистическому взрослому человеку переносить вес в более 90 килограмм со скоростью 16 километров в час, в течение очень долгого времени, причём человек при этом даже не потеет. В то время как костюм «Ekso» нуждается в предварительном программировании перед непосредственным использованием, «HULC» использует акселерометры и датчики давления для обеспечения механической поддержки естественных движений пользователя.
Стоит отметить, что существует японская фирма, производящая подобное устройство с медицинским применением, под названием «Гибридная Вспомогательная Конечность» (Hybrid Assistive Limb) или «HAL», которая носит то же название, что и знаменитая машина-убийца, поэтому, наверное, с названием они явно прогадали. Ах да, а название компании производящей это приспособление - «Cyberdyne» (также называлась компания, создавшая Skynet в фильмах Терминатор). Именно так, мы не шутим.
8. Мозговые имплантаты
Мозговой имплантат это любое приспособление, которое напрямую вводится в серое вещество мозга. Хотя мозговой имплантат может быть нейрокомпьютерным интерфейсом и наоборот, эти термины не являются синонимами. То, что экзоскелеты делают для тела человека, имплантаты делают для мозга. Хотя большинство из них предназначено для восстановления повреждённых участков мозга и когнитивной функции, некоторые из них разрабатываются специально для того, чтобы дать мозгу энергетическую зарядку или же для того, чтобы они служили связью между мозгом и внешними устройствами.
Использование имплантатов для глубокой мозговой стимуляции или передача электрических импульсов в конкретные области мозга через регулярные интервалы, была одобрена управлением по контролю пищевых продуктов и лекарственных средств для лечения различных заболеваний ещё в 1997 году. Использование имплантатов дало отличные результаты в лечении болезни Паркинсона и дистонии, и было также применено для лечения хронических болей и депрессии с разными показателями эффективности.
На данный момент, самыми часто используемыми мозговыми имплантатами являются кохлеарные импланты (одобренные управлением по контролю пищевых продуктов и лекарственных средств в 1984 году) и ретинальные импланты: и те и другие были разработаны ещё в 1960-х годах и показали отличные результаты в частичном восстановлении слуха и зрения. Интересный факт: изобретателем кохлеарного импланта был доктор Хаус (Dr House), Уильям Хаус (William House), который умер в 2012 году, и брат которого по имени Хауард (Howard) также был врачом.
7. Киборгизация (Cyberware)
Протезирование использовалось для замены отсутствующих конечностей в течение десятилетий, но современная её версия, киборгизация стремится не только к эстетической, но и к функциональной замене. А именно – к восстановлению отсутствующей конечности с естественной функциональностью и внешним видом. И хотя использование вышеупомянутых нейрокомпьютерных интерфейсов для контроля роботизированных протезных устройств уже идёт полным ходом, другие исследования в этой области направлены на устранение ограничений, характерных для этой процедуры.
Многие из существующих устройств используют неинвазивные интерфейсы, которые определяют едва различимые движения, скажем, мышц груди и/или бицепса для управления роботизированной рукой. Современные устройства этого типа способны на довольно хорошо отработанные моторные движения, за последнее десятилетие или около того в этом отношении были произведены значительные улучшения. Исследования в этой области также ведутся с целью обеспечения двустороннего интерфейса роботизированных протезов, который позволит пациенту почувствовать то, чего они касаются протезом, но даже это только капля в море по сравнению с тем, что планируется разработать в будущем на основе этой технологии.
В Гарварде недавно появившиеся область науки - тканевая инженерия и нанотехнологии были объединены, чтобы произвести «киборг ткань» - создание человеческой ткани со встроенной, функциональной, биосовместимой электроникой. Чарльз Либер (Charles Lieber) глава команды разработчиков говорит следующее: «С помощью этой технологии мы впервые может работать в том же масштабе, что и элемент биологической системы, не нарушая его при этом. В целом мы ставим себе задачу соединения органической ткани с электроникой таким образом, чтобы было сложно определить, где заканчивается органическая ткань и начинается электроника». И мы официально говорим о полноценной кибернетической технологии, которая разрабатывается на данный момент.
6. Экзокортекс (внешняя система обработки информации, усиливающая познавательные способности мозга)
Экстраполируя множественные концепты из предыдущих примеров в будущее, представьте себе экзокортекс. Это теоретическая система обработки информации, которая будет взаимодействовать с биологическим мозгом, и расширять его возможности - истинное слияние ума и компьютера.
Это не только означает, что ваш мозг будет лучше хранить информацию (хотя и это тоже), но он также сможет приобрести улучшенную вычислительную способность. Экзокортексы помогут повысить уровень мышления и познания, и если это звучит немного сложно, то вспомните, что люди уже используют внешние системы для этих целей. В конце концов, у нас бы не было современной математики и физики без древних технологий письменности и чисел, а компьютеры являются всего лишь ещё одной ступенью этого продолжительного технологического прогресса.
Кроме того, стоит задуматься над тем, что мы уже и так используем компьютеры в качестве продолжения нас самих. Интернет сам по себе может считаться своего рода прототипом именно этой технологии, так как он даёт нам доступ к огромным хранилищам информации. А устройства, используемые нами в этих целях, наши компьютеры, предоставляют нам средства для обработки и впитывания этой информации нашим мозгом, который также является всего лишь более крупным устройством, обрабатывающим информацию. Совмещение этих двух обрабатывающих устройств теоретически может предоставить нам средства для того, чтобы поистине сравнять возможности всех людей в плане интеллекта, и дать нам всем возможность выполнять самые сложные метальные функции самого высокого порядка, причём с такой же лёгкостью, с какой вы читаете эту статью. Но этот проект пока остаётся в теории.
5. Человеческая генная инженерия
Генная терапия человека и генная инженерия обладает одновременно и самым обещающим и самым большим потенциалом для широкого спектра возможностей, который возможно важнее любого другого научного развития за всю историю человечества. Понимание эволюции и возможность изменять генетические компоненты настолько ново для науки, что говорить о том, что последствия этого ещё не до конца изучены, является грубым преуменьшением. Из всех возможных применений генной инженерии, которые, как известно науке, осуществимы на данный момент (и их много), большинство всё ещё находится в стадии развития, которая лучше всего описывается фразой «слишком опасно даже пытаться применить на людях».
Самым очевидным применением является искоренение генетических заболеваний. Некоторые генетические заболевания можно вылечить у взрослых с помощью генной терапии, но возможность проверить эмбрионы на наличие тех или иных генетических отклонений, является самой многообещающей областью, тем не менее, этические последствия данной возможности просто поражают. Человеку может предоставиться возможность не только проверить эмбрион на наличие генетических заболеваний и аномалий, но и на состояние других «характеристик», таких как цвет глаз и пол. На самом деле в этом кроется возможность создать своего ребенка с нуля, в условиях полного знания о том каким он будет. Конечно, мы все знаем, как дорогая технология работает в условиях свободного рынка, и не сложно представить себе будущее, в котором только богатые могут позволить себе «усовершенствования» для своего потомства. Учитывая, что люди продемонстрировали весьма ограниченные способности в устранении разногласий по признаку расы, пола и сексуальности, можно с уверенностью сказать, что эта технология вполне может привести к самым сложным социальным проблемам в истории человечества.
Исследователям уже удалось с лёгкостью создать мышей с повышенной силой и выносливостью, и эта область также включает в себя исследование стволовых клеток, которые в конечном итоге смогут вылечить чуть ли не все существующие болезни. Когда речь заходит о потенциале для увеличения выносливости и долговечности человеческого тела, не так уж много областей науки выглядят более многообещающими, чем генная инженерия – пожалуй, за исключением, одной...
4. Наномедицина
Нанотехнология представляется большинству широкой публики как правдоподобная причина конца света, однако она является именно той технологией, которая развивается со скоростью звука – и её медицинские применения, доведённые до логического совершенства, представляют собой не что иное, как устранение всех человеческих болезней и недугов – даже включая смерть.
Современные медицинские применения нанотехнологии включают новые и высокоточные способы доставки лекарств в определенные места в организме, наряду с другими методами лечения, включающими внедрение в человеческое тело мельчайших частиц - крошечных на молекулярном уровне. Например, в экспериментальном лечении рака лёгких используются нано частицы, которые вдыхаются в виде аэрозоля и оседают в поражённых областей легких. Затем, при помощи внешнего магнита, частицы сильно нагреваются, убивая больные клетки. Естественная реакция человеческого организма устраняет как мёртвые больные клетки, так и нано частицы. Этот метод успешно применяется у мышей, и хотя с помощью него ещё не удаётся убить 100% заболевших клеток в зоне поражения, полное их устранение не за горами, и стоит учесть, что эта технология находится всего лишь в зачаточном состоянии.
Теоретические использования этой технологии включают использование нано-ботов: микроскопических, самовоспроизводящихся машин, которые могут быть запрограммированы на уничтожение определённых клеток-мишеней, на лекарственную терапию или же на восстановление. Это, конечно же, теоретически может применяться не только в области больных клеток. С помощью этой технологии возможно можно будет также восстанавливать поврежденные клетки, что позволит гораздо более быстрое восстановление после травмы и даже сможет обратить вспять процесс старения. Логическим продолжением развития науки в этой области является создание удивительно прочного, очень медленно стареющего человеческого тела, но даже если это никогда не осуществится, то мы не можем сказать, что этот план является единственным способом, с помощью которого мы пытаемся обмануть смерть наукой...
3. Сохранение мозга
Именно в этом пункте мы коснёмся той области, которая стала известной под названием «трансгуманизм» - понятие о том, что однажды мы сможем преодолеть наши физические ограничения, отбросить наши тела или даже жить без них. Это понятие впервые было предложено в качестве реальной перспективы Робертом Эттингером (Robert Ettinger), который в 1962 году написал книгу под названием «Перспектива бессмертия» (The Prospect Of Immortality). Роберт Эттингер считается новатором трансгуманизма и отцом крионики.
По сути, это исследования в области сохранения человека или животных (или же их частей, таких как мозг) при помощи экстремально низких температур (ниже 150 °C), что являлось самым лучшим способом сохранения в то время, когда Эттингер писал свою книгу. Сегодняшние исследования в области сохранения мозга фокусируются на химическом сохранении, что было продемонстрировано на ткани головного мозга (но не на целом мозге) и не требует нелепых температур, таких как в крионике.
Это, конечно же, неточная наука и исследователи в этой области хорошо знают, что на данный момент невозможно определить, какая часть того, что составляет ум человека, сохраняется вместе с мозгом, и неважно насколько физически совершенным является процесс сохранения. Эта область науки опирается на дальнейшее появление развивающихся, пересекающихся с ней областей наук, которые всё ещё находятся в чисто теоретической фазе, такие как...
2. Синтетические тела
Исходя из того, что мы становимся способными заменить всё больше и больше частей наших тел теми версиями, которые были сконструированы, выращены в лаборатории или и теми и другими, вполне логично предположить, что однажды мы достигнем наивысшего предела – той точки развития, когда каждую часть человеческого тела можно будет воссоздать, включая мозг. На данный момент в ходе совместных усилий 15 исследовательских институтов, учёные пытаются создать электронное устройство, которое сможет эмулировать различные участки человеческого мозга – их первым прототипом является 20-сантиметровая капсула, содержащая 51 миллион искусственных синапсов.
Ах да, стоит также упомянуть, что на данный момент также исследуется «программное обеспечение» мозга - шведский проект «Голубой Мозг» (Blue Brain Project) использует суперкомпьютер, чтобы «декомпилировать» обрабатывающие функции мозга. Многие элементы активности мозга крыс уже были успешно воспроизведены. Главный исследователь этого проекта, Генри Маркрам (Henry Markram), заявил ВВС, что в течение десяти лет они смогут создать искусственный мозг.
Наши мышцы, кровь, органы - искусственные версии их всех находятся на различных стадиях развития, и в какой-то момент перспектива сборки полнофункционального искусственного тела человека будет в пределах видимости. Но даже если нам удастся разработать программное обеспечение для запуска таких великолепных машин (и помимо того, что иметь андроидов было бы здорово) - применение таких тел было бы для нас невероятно важным, с учётом развития дополнительной технологии, которая является гораздо менее абстрактной, чем может показаться...
1. Загрузка сознания
Футурист Рэй Курцвейл (Ray Kurzweil) обладает безумно точной способностью предсказывать скорость появления новых технологий. Курцвейл считает, что к 2040 - 2045 годам мы сможем буквально загружать содержимое нашего сознания в компьютер, и он не единственный, кто так думает.
Конечно, многие утверждают, что функции мозга невозможно свести к простым вычислениям - что они не являются «вычисляемыми» и что само наше сознание представляет собой проблему, которую наука никогда не будет в состоянии решить. Существует также вопрос о том, если загруженная или же «резервная копия» сознания будет на самом деле отличной от той, с которой она была скопирована, будет ли она абсолютно другим сознанием в целом. Будем надеяться, что нейронаука вскоре сможет дать ответы на эти вопросы.
Но если мы на самом деле будем в состоянии перевести само наше сознание в цифровой мир, очевидным следствием окажется то, что наше сознание никогда не будет потеряно, так как мы станем бессмертными. Мы сможем бессрочно болтаться в фантастически созданных цифровых мирах, и загружать себя в «Сосуд для Сознания Cyberdyne X-2000» (Cyberdyne X-2000 Mind Vessel) когда у нас будут появляться дела в реальном мире. Мы сможем передавать себя в пространстве, возможно, даже путешествовать во времени и мгновенно обмениваться знаниями со всем человечеством.
Люди, которые умнее нас с вами, ожидают, что эти события произойдут в течение нашей с вами жизни. Даже если они только частично правы, стоит отметить то, что, несмотря на экспоненциальный взрыв технологий, произошедший за последние пару десятилетий, мы ещё фактически ничего не видели.
