Vendita di cura di pelle del prolungamento della vita

Rivista del prolungamento della vita

LE Magazine ottobre 2000

RASSEGNA

immagineUn regalo a partire dal futuro

Una rassegna di Nanomedicine, volume 1: Capacità di base, da Robert A. Freitas Jr.


Nanomedicine è un libro senza fine impressionante ed unicamente importante. Come il Principia di Newton e il Nanosystems di Drexler, partecipa come un indicatore fra tutti di cui sia venuto prima e tutto che verrà in futuro. Per è efficacemente un modello per il futuro-essenziale l'intero futuro-de health, longevità e medicina. Non è abbastanza previsione-previsioni è notoriamente difficile-ma è invece uno schizzo di ingegneria di che cosa sarà possibile per medicina basata sulle leggi di fisica e di chimica, quando l'umanità può fare tutto coerente con quelle leggi di fisica. Malgrado il suo fuoco sull'ultimo futuro di medicina, Nanomedicine è pertinente a quasi ognuno oggi vivo ed ora, in molti modi. Può conservare molte vite e certamente eleverà molto. È, in un certo senso, un regalo a partire dal futuro a quelli di noi che viviamo nel presente.

Il libro è immediatamente molto facile e molto difficile da spiegare e capire. Eccellentemente è scritto e presentato ed è circa i temi elementari di durata e della conquista della morte, della malattia, del disagio ed infine anche del fastidio, per mano della tecnologia. Ma la semplice dichiarazione non mera può trasportare la profondità vacillante del libro, della borsa di studio impressionante che lo ha prodotto e del relentlessness con cui Freitas ha perseguito il suo oggetto. Se volete la storia completa, dovrete leggere il libro.

Per cominciare all'inizio, Nanomedicine è circa appena quello: nanomedicine. Freitas definisce almeno due volte il nanomedicine. Alla pagina due, dice che “Nanomedicine può essere definito in senso lato come il monitoraggio, il controllo, la costruzione, la riparazione, la difesa ed il miglioramento completi di tutti i sistemi biologici umani, funzionamento dal livello molecolare, facendo uso dei nanodevices e dei nanostructures costruiti.„ Più successivamente, dà “la più vasta concezione possibile del nanomedicine„ come “la scienza e tecnologia di diagnostica, di trattamento e di evitare la malattia e della lesione traumatica, di alleviamento del dolore e di conservazione e del miglioramento delle sanità, facendo uso degli strumenti molecolari e della conoscenza molecolare del corpo umano.„ Indicato diversamente, nota, alla pagina 17, che che cosa sta venendo è “una medicina technologic molecolare in cui la base molecolare di vita, per allora ben nota, è manipolato per fornire i risultati voluti specifici,„ e che “nel secolo venente, [sic] il fuoco principale si sposterà da scienza medica ad ingegneria medica. Nanomedicine comprenderà progettare e sviluppare una vasta proliferazione dei dispositivi molecolari incredibilmente efficaci e poi spiegare questi dispositivi nei pazienti per stabilire e mantenere uno stato continuo di salubrità umana.„

Per capire che cosa Freitas significa “da salubrità,„ ci giriamo verso la definizione di Freitas della malattia. Tipicamente, Freitas non dichiara appena con indifferenza che la malattia è tale-e-tale. Invece, descrive niente di meno che le otto definizioni precedente-proposte della malattia, completi con un'illustrazione grafica delle opinioni quanto a che cosa costituisce una malattia, prima della proposta della sua propria definizione, “il modello normativo volitional„ della malattia. Essenzialmente, nell'era del nanomedicine, la malattia è un'omissione di raggiungere il funzionamento ottimale ed il funzionamento ottimale è definito dai desideri del paziente. Cioè la salute ideale è qualunque il paziente la vuole essere. Nanomedicine, Freitas ci dice, è incaricato del dovere di fabbricazione dei desideri del paziente, qualunque possono essere, si avvera. Ciò comincia a suggerire le capacità sporgenti per il nanomedicine. Essenzialmente, il nanomedicine significherà che, se un individuo dato vuole a, o lei può andare oltre essere sano e può godere degli stati di essere esente da invecchiamento, esente dalla vulnerabilità a molti eventi traumatici che oggi sarebbero mortali e, per concludere, esente dalle limitazioni del piano attuale del corpo umano. Come Freitas dice nella considerazione della rilevanza di una prospettiva storica sul nanomedicine, “un'altra motivazione importante studiare la storia della medicina è di guadagnare un apprezzamento più profondo della lotta lunga e dura per migliorare le sanità, una lotta che si pensa che infine culmini nella vittoria nel XXI secolo.„ Quella è vittoria nel senso finale, la conclusione virtuale della battaglia.

immagineIl concetto del nanomedicine è basato chiaramente ed esattamente sul concetto di nanotecnologia molecolare, che è una capacità generale di manipolare la materia a precisione atomica. Questo fondamento è sicuro. La solidità intellettuale di nanotecnologia molecolare è stata stabilita con il lavoro monumentale dal K. Eric Drexler, Nanosystems: Macchinario molecolare, fabbricazione e calcolo (John Wiley e Sons, New York, 1992). Poichè gli stati di Ralph Merkle nella sua postfazione eccellente al libro di Freitas, “Nanosystems sono stati pubblicati nel 1992 e nessun difetto significativo è stato trovato. Dato il volume di dibattito pubblico e del numero di persone che hanno letto il libro, la spiegazione più semplice per questa assenza di errori riferiti è che la sua logica è basicamente corretta e le sue conclusioni sono basicamente sane.„ Se siamo fatti degli atomi e la nanotecnologia molecolare permette che noi mettiamo i nostri atomi dovunque vogliamo ed attacca o li stacca da tutti gli altri atomi come possiamo soddisfare, quindi sta per ragione per cui potremo controllare la nostra salute quasi completamente. Come stati di Eric Drexler nel suo imperioso in avanti a Nanomedicine, “queste sono non previsioni ad alto rischio, ma soltanto l'estensione di progresso di corrente-osservabile in biologico e ricerca medica. . . . Che cosa era immaginario poco tempo fa ora è un'aspettativa minima della linea di base.„

Tuttavia, le asserzioni semplici hanno poca forza a meno che siano sostenute con l'analisi rigorosa. Come Carl Sagan rilevato una volta in un altro contesto, i reclami straordinari richiedono la prova straordinaria. E Robert Freitas è qui darlo noi.

Nanomedicine è un libro di 509 pagine della stampa fine che potrebbero facilmente essere 2000 pagine ad una dimensione normale. L'ultima citazione è numerata 3728. Ci sono 210 figure, 58 tavole ed oltre 270 equazioni. Freitas riferisce in sua prefazione la sua spesa di circa 19.000 ore di sforzo, o essenzialmente 10 anni lavorativi, nell'un il lavoro e mostra. I risultati sono tali che credo che sia se non impossibile duro per anche gli scettici zelanti, se affatto ancora rimanga, rimanga profondamente scettico della visione di Freitas sopra lettura vicina di questo libro, eccetto l'abdicazione dell'onestà e della ragione intellettuali. Freitas fornisce che importi ad un ariete intellettuale capace, credo, di attraversare l'ignoranza e la resistenza di chiunque che sia realmente disposto ad osservare il nanomedicine sui suoi meriti e capace di comprensione del che cosa Freitas dice.

Né può Freitas essere allontanato come mero entusiasta incompetente. Freitas ha credenziali convenzionali per elaborare un tal studio. Secondo la copertina di libro, ha gradi nella fisica, nella psicologia e nella legge, ha scritto e pubblicato estesamente, co-pubblicato uno studio seminale della NASA sulla possibilità di auto-riproduzione delle fabbriche nello spazio ed ha scritto lo studio di progettazione tecnico in primo luogo pubblicato su un nanorobot medico che è comparso in un giornale biomedico pari-esaminato.

Nanomedicine è organizzato in serie logica di capitoli. Il primo è autorizzato “la prospettiva di Nanomedicine,„ e dà un'occhiata al nanomedicine nel contesto di vasta spazzata della storia, cominciando dagli agenti patogeni fossilizzati che datano indietro 500 milione anni e culminanti in una descrizione dettagliata dei contributi moderni all'idea del nanomedicine, delle differenze fra il nanomedicine e gli approcci più convenzionali e di un'idea di come una visita al medico sarebbe differente nell'era del nanomedicine.

Il capitolo due è vitale, “vie a fabbricazione molecolare.„ Poiché non possiamo ora sviluppare i dispositivi nani, è di importanza fondamentale da fornire almeno la prova che l'un giorno avremo quella capacità. Freitas, al suo grande credito, fornisce uno sguardo particolarmente dettagliato a come le capacità attuali possono essere incanalate negli inizi di nanotecnologia molecolare ed a come questi inizi possono, a loro volta, svilupparsi nell'esperta capacità molecolare e a macchina di fabbricazione. Non solo questo fornisce la giustificazione per la considerazione dei che cosa i risultati di questo processo infine saranno, ma inoltre contribuisce ad istruire i nanotechnologists attuali su come possono continuare.

Mettendo questa fase, il libro poi continua con una serie di capitoli sui dadi - e - emissioni dei bulloni di creare e sicuro di funzionamento i nanodevices e delle reti medici. Fuochi di capitolo tre “su trasporto molecolare e su Sortation,„ capitolo quattro “sull'esame di Nanoscale e di Nanosensors,„ capitolo cinque sulle forme adattabili (“superfici metamorfiche ") per i nanodevices, capitolo sei sulla potenza dei nanodevices medici, capitolo sette sulla comunicazione con e fra i dispositivi nanomedical, capitolo otto sull'argomento relativo di navigazione e capitolo nove sulle emissioni cruciali “di manipolazione e di locomozione.„ Per concludere, il capitolo 10 discute “altre capacità di base,„ compreso cronometraggio, la computazione molecolare, la manipolazione di alte e pressioni basse, lo sterminio dei virus e le cellule aberranti, le edizioni di solubilità e una discussione su locomozione attraverso e sullo scavo di ghiaccio. Dati di riferimento di elasticità di corrente alternata delle appendici di vari generi (le costanti ed i fattori di conversione fisici in A, in una lista completa di tutte molecole trovate nel sangue e nelle loro concentrazioni in B ed in un catalogo della maggior parte della cellula distinta scrive dentro il corpo umano da C). A seguito di questo è un estesi glossario, indice bibliografico ed indice. Il glossario è necessario poiché, oltre alle numerose parole arcane disponibili prima di Nanomedicine, Freitas è costretto per coniare i termini innumerevoli (quale “il histonavigation,„ “vasculography„ e “communicyte ") per descrivere i nuovi dispositivi e capacità che prevede.

Lo scopo dei capitoli 3 - 10 è di stabilire qualche cosa di analogo di un elenco dei pezzi per i dispositivi nanomedical e di un insieme delle norme di prestazione per tali parti. I dispositivi di Nanomedical devono essere fatti dalle componenti che fanno le cose specifiche, occupano i volumi specifici, rispondono ai tassi specifici e funzionano con le tolleranze specifiche e con i requisiti di potere specifico. Una volta che queste componenti sono caratterizzate, diventa più fattibile da parlare di che cosa può essere fatto mediante le combinazioni di componenti. Inoltre, Freitas fornisce il contesto enorme a tali discussioni citando l'esempio dopo l'esempio delle progettazioni arcaiche, contemporanee e sporgenti e degli esempi di funzionamento pertinente ad ogni sottotema che è considerato.

Non è possibile in un breve esame fornire una descrizione dettagliata di o una critica di ogni tema specifico considerato in Nanomedicine. Invece, lascia la presa come esempio appena un tema di interesse particolare, i computer nanomedical stati necessari per permettere le macchine della riparazione delle cellule di funzionare. Non c' è molto punto nel parlare del ché computer intracellulare sarà programmato per fare se non potete in primo luogo stabilire che cosa le limitazioni di progettazione del centro del computer intracellulare saranno. Drexler ha discusso dettagliamente i computer molecolari in Nanosystems, ma non ha considerato i problemi di eseguire tali computer nell'ambito dei vincoli biologici che esistono in un sistema vivente, vincoli che sono un nanomedical specifico, rispetto soltanto ad un nanotechnological globale, problema. La prestazione di Nanocomputer è importante al nanomedicine in molti modi diversi trattando molti problemi differenti, in modo da è importante da pensare con attenzione a che cosa può attendersi (in vivo) dai nanocomputers medici.

immagineIo stesso avevo analizzato, in una presentazione prima dell'accademia americana di medicina antinvecchiamento, il problema di produzione di calore dai nanocomputers intracellulari ed ho dovuto concludere che le velocità di clock simili a quelle in odierni pc sarebbero problematiche in cellule a meno che le architetture più di ottimo rendimento che quelle descritte da Drexler fossero adottate. Nanocomputers come descritto da Drexler dissipa relativamente un gran numero di calore confrontato ai dispendi energetici notevolmente sottili delle cellule tipiche. Ero quindi abbastanza interessato vedere che cosa Freitas avrebbe detto circa questi argomenti.

Sorprendente, risulta che uno potrebbe raddoppiare la cellula ed il dispendio energetico al corpo intero con soltanto un aumento 0.4oF nella temperatura corporea, così efficiente è sistemi naturali del corpo per la dissipazione del calore in eccesso. Per il confronto, un corpo che si esercita al dispendio energetico di aumenti di capacità massima da un fattore di 16 (con un aumento soltanto circa di 6oF). Poichè le cellule già riparano già virtualmente tutto il danno, non è duro immaginare che potremmo riparare tutta la lesione biologica corrente-non riparata se noi energia uguale votata a fare questo. Non è inoltre duro immaginare che potremmo fare molto per riparare la lesione traumatica se noi 15 volte votate il nostro dispendio energetico normale a questo compito durante le emergenze, anche se la maggior parte di questo dispendio energetico hanno rappresentato “il pensiero„ di calcolo alle riparazioni piuttosto che il comportamento reale delle riparazioni stessi. (Naturalmente, i meccanismi di dissipazione di calore potrebbero essere limitati come conseguenza di determinati generi di trauma, ma questo ancora lascia la stanza sostanziale per la capacità curativa aumentata.) Riassumendo, il contesto fisiologico semplice fornito da Freitas, nel suo trattamento tipico quasi-esauriente delle edizioni, sta rassicurando. Incidentalmente, vale la pena di precisare che per raddoppiare il vostro tasso metabolico, dovreste mangiare il doppio per evitare il peso perdente. Ciò è limitata per essere “un effetto collaterale„ attraente del nanomedicine. Se non voleste mangiare che molto, noi impari che schioccare una coppia di pillole ad alta energia che contengono il diamante in polvere ricoperto potrebbe sostenere il metabolismo extra per i giorni.

Ad un livello più fondamentale, Freitas ci porta aggiornati su una pletora di nuove, architetture più di ottimo rendimento di elaborazione delle informazioni del computer, comprendenti anche una discussione sul campo imminente dei computer di quantum, in cui il principio di sovrapposizione potrebbe permettere che un singolo atomo di carbonio conservi 100 milione bit di informazioni e lo elabori al tasso verso il 1026 di bit/secondo! Inoltre, una forma più addomesticata di logica ha chiamato la logica elicoidale dai suoi sviluppatori, Merkle e Drexler, potrebbe tagliare il fabbisogno energetico del sistema logico originale della barretta di Drexler da un fattore di intorno 10.000 ed i computer reversibili potrebbero estendere considerevolmente questo vantaggio più. La vasta portata per creare i nanocomputers più di ottimo rendimento congiuntamente al dispendio energetico aumentato permesso dai sistemi fisiologici umani naturali della compensazione di temperatura sembra ampia permettere che la maggior parte dei problemi nanomedical siano affrontati con i grandi margini di sicurezza.

Una lacuna evidente notevole nella discussione è il silenzio virtuale di Freitas circa l'investimento richiesto di energia chimica stato necessario per effettuare le reazioni biochimiche reali state necessarie per effettuare la riparazione. Dato le nostre durate della vita lunghe, sembra probabilmente che l'eliminazione di danno corrente-non riparato negli stati della linea di base abbia richiesto meno di 1% del expediture basale normale di energia metabolica, che è in conformità alle condizioni di lavoro comode. D'altra parte, il trauma principale potrebbe richiedere una vasta espansione delle reazioni chimiche sulle biomolecole e per Freitas sarà importante specificare come la divisione del bilancio energetico nanomedical fra i requisiti dei nanodevices stessi da un lato ed i requisiti della produzione delle modifiche chimiche in biomolecole d'altro canto è probabile essere costretta. Può essere che i bisogni energetici dei nanodevices sminuiscano o persino comprendono i costi supplementari dell'esecuzione della chimica sulle molecole dell'obiettivo, ma queste edizioni dovranno essere rese più esplicite in futuro.

Fortunatamente, l'ulteriore informazione in effetti sarà prossima. Il libro corrente è soltanto volume 1 di che cosa finalmente sarà un trattato di tre grandezze. Sebbene per questo critico sia duro resistere all'assenza attuale di volumi 2 e 3, Freitas divide almeno con noi, alla conclusione del capitolo uno, un'occhiata di cui questi volumi conterranno. Il volume 2 sarà “sistemi e le operazioni intitolati.„ Considererà tali oggetti come il controllo, la riparazione e sostituzione, la sicurezza e l'affidabilità, configurazioni di spiegamento, la prestazione, esempi dei dispositivi specifici del nanorobot, lettura e pubblicazione delle molecole biologiche, permettendo ai sistemi per la riparazione delle cellule, alla fabbricazione dei tessuti e degli organi ed ai sistemi di difesa personali. Il volume 3 sarà “le applicazioni intitolate.„ Il volume 3 considererà i proof of concept, il trattamento degli agenti patogeni e del cancro, l'inversione del trauma e della lesione da radiazione e dalle ustioni, la cura di emergenza, la riparazione del cervello, il controllo di invecchiamento e della maggior parte del oggi prevalente di cause della morte, il biostasis (animazione sospesa), l'aumento umano (che significano l'aggiunta di nuove capacità e caratteristiche al corpo umano) e le implicazioni sociali del nanomedicine.

La più grande debolezza del libro, credo, sono la mancanza di integrazione dell'indice bibliografico. L'indice bibliografico funziona oltre a 3700 riferimenti, ma non tutti i riferimenti esistere-per l'esempio, riferimenti 2-5, 7 e 22-26 non sono nella lista. Per esacerbare la situazione, i riferimenti sono elencati in nessun ordine particolare all'infuori del fatto che la citazione si numera funziona in sequenza e forse una correlazione debole fra il numero di citazione e l'ordine della citazione nel testo. È efficacemente impossible da arguire dal numero di riferimento dove il riferimento è citato nel libro ed è impossible facilmente da trovare i nomi degli autori citati dovuto la mancanza di alfabetizzazione dell'indice bibliografico. Ciò è un'edizione d'ufficio che può essere sormontata ovviamente in un'edizione futura ed era indubbiamente il risultato di un termine di pubblicazione che ha precluso il compito erculeo di mescolanza delle tante citazioni in un modello coerente. Comunque, se si legge qualunque passaggio di interesse nel libro, le citazioni che compaiono in quel passaggio possono essere trovate prontamente nella lista, in modo dalla lista ha il suo scopo primario di sostenere che cosa è detto nel libro.

Un'altra debolezza del libro è le figure. Sono del contenuto ammirevole, ma di qualità meno che stellare e graduano in molti casi. Ciò era probabilmente un compromesso necessario per tenere il prezzo del libro nella gamma pronto-accessibile. Tuttavia, le figure ampiamente illustrano i punti che sono intese per illuminarsi.

Di tanto in tanto è evidente che Freitas è un ingegnere o un matematico imperioso, ma non un biologo preparandosi. I piccoli capricci quale riferimento “ad una cellula del neurone„ invece “ad un neurone„ (tabella 6,8) compaiono raramente. Tali impulsi errati minuscoli, tuttavia, serviscono soltanto a sottolineare la grandezza del risultato di Freitas nell'attraversamento delle barriere disciplinari per scrivere un libro che è realmente circa biologia, un campo che non è la sua area di addestramento convenzionale.

È possibile che Nanomedicine per molti anni sia come una breve storia di Stephen Hawking di tempo, un libro che molta gente ha considerato abbastanza importante comprare, ma che la maggior parte della gente non potrebbe leggere e che principalmente finito sul tavolino da salotto per impressionare gli ospiti. In caso affermativo, poi invito il lettore a decorare il suo tavolino da salotto con questo libro. Dovremmo sostenere lo sforzo sovrumano di Freitas perché, in questo modo, aiuteremo in un modo molto evidente creare il futuro noi tutto il sogno di e quella le nostre vite infine dipenderanno su. Poichè la postfazione di Ralph Merkle dice, “Nanomedicine è più di appena una descrizione di che cosa potrebbe essere, è una chiamata ad azione.„

Fortunatamente, l'istituto di previsione ha annunciato che il sig. Freitas sta unendo Zyvex, la prima società votata a creare un nano-assemblatore. Zyvex sosterrà finanziariamente il completamento di volume 2 e di volume 3, così liberando su Rob Freitas per questo lavoro monumentale. Ciò è buone notizie sia per il futuro di Nanomedicine che per il futuro del nanomedicine. Soggiorno sintonizzato. —Gregory M. Fahy, Ph.D.

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