Главная задача человечества в XXI веке — избежание глобальной катастрофы, которая может привести к гибели цивилизации и вымиранию людей. К сожалению, технические средства для реализации антропогенной катастрофы доступны уже сейчас и станут в еще большей мере доступны в будущем, если развитие сверхтехнологий будет происходить стихийно и неконтролируемо.
Земная цивилизация сможет просуществовать тысячи и миллионы лет только при одном условии — если задача неуничтожимости цивилизации будет прописана как одна из главных.
Бессмертие человека и бессмертие цивилизации — это одна и та же задача, которая реализуется на разных уровнях.
Новые технологии меняют нашу жизнь день за днем. Не в последнюю очередь это касается и медицинских технологий. Компактные приборы уже сейчас используют для диагностики, мониторинга и реабилитации пациентов. Кроме того, подобные технологии открывают множество возможностей для обучения самих врачей.
Сегодня мы с Вами можем наблюдать грандиозные достижения прогресса в науке и технике, которые невольно отражаются на современных технологиях в медицине. Мы уже с Вами давно привыкли к таким методам диагностики, как компьютерная томография, УЗИ, допплерография, привыкли к микрохирургическим и малоинвазивным вмешательствам. Но прогресс никогда не стоит на месте. Каждый год в медицине появляются все новые и новые технологии, которые просто удивляют многих пациентов своими возможностями и эффективностью. Многие заболевания, которые еще всего- то чуть больше десятилетие назад считались трудноизлечимыми, сегодня легко подвергаются современным медицинским вмешательствам.
1. Глобальные риски и новые медицинские технологии
Риски новых технологий
Наиболее очевидным источником глобальных рисков являются качественно новые объекты, создаваемые с помощью новых технологий, которые обладают одним общим свойством — способностью к неограниченной саморепликации:
- цепная реакция;
- усиление интеллекта;
- размножение нанороботов;
- распространение искусственного вируса;
- рост гипотетической черной дыры в коллайдере.
Качественная новизна этих событий может обусловливать отсутствие у них естественных ограничителей.
Если контроль над развитием и использованием этих технологий будет утерян, именно они могут внести наибольший вклад в вероятность глобальной катастрофы.
Риски, связанные с развитием биотехнологий
Научно-технический прогресс и увеличение риска угрозы здоровью ...
... антропогенного воздействия на окружающую среду. Научно-технический прогресс породил в мире глобальные проблемы, о которых подробнее будет говориться Научно-технический прогресс и природа в современную эпоху. Современные процессы, связанные с увеличением интенсивности воздействия человека на природную среду, рост ...
Основной риск состоит в одновременном попадании в окружающую среду нескольких десятков генетически модифицированных патогенов, способных поражать как людей, так и всю биосферу. Это может произойти в ходе войны или стать следствием деятельности нескольких независимых друг от друга биохакеров.
Таким образом, риск биотехнологий является наиболее «зрелым» и наиболее серьезным.
Отметим, что один-единственный вирус вряд ли сможет истребить все человечество, как это показывают в кинофильмах, поскольку всегда найдутся люди с эффективной иммунной системой против него.
Риски, связанные с развитием искусственного интеллекта
1. Опасность того, что однажды созданный ИИ будет способен к быстрому, все более ускоряющемуся саморазвитию, в ходе которого «инстинкт самосохранения» может вытеснить в нем другие заложенные заранее системы цели, и он начнет воспринимать людей как угрозу для себя.
2. Опасность появления ошибочной системы команд для сверх- ИИ, которая побудит его захватить Землю и уничтожить людей.
3. Дополнительные риски связаны с войной между двумя сильными ИИ, а также состоят в утрате «необходимости в человеке» по мере замены всех его функций ИИ.
Риски, связанные с развитием нанотехнологий
Нанотехнологии — это технологии, оперирующие величинами порядка нанометра. Эго ничтожно малая величина, в сотпи раз меньше длины волны водимого света и сопоставимая с размерами атомов. Наномедицина — это слежение, исправление, конструирование и контроль над биологическими системами человека на молекулярном уровне, используя нанороботы и наноструктуры {Р. Фрейтас)
Генная терапия — лечения заболеваний путем внесения изменений в генетический аппарат человека с целью направленного изменения дефектных генов или продания клеткам новых функций.
Развитие нанотехнологии ведется в 3-ех направлениях:
- изготовление электрон ных схем размером с молекулу {атом);
- разработка и изготовление машин;
- манипуляция атомами и молекулами.
2. Генная терапия
Накопление знаний о геноме человека и развитие методов генной инженерии открывают широчайшие возможности для развития генной терапии.
В рамках генной терапии можно выделить два подхода, различающихся по типу клеток-мишеней:
1. Соматическая генная терапия, когда редактируется ДНК неполовых клеток уже рожденного человека (при таком подходе, внесенные в генетический аппарат изменения не передаются по наследству);
2. Фетальная генная терапия, при которой редактируется ДНК оплодотворенной яйцеклетки или эмбриона на ранней стадии развития. Предполагается, что при фетальной генной терапии генетические изменения затронут все клетки организма, включая половые, и, следовательно, будут передаваться по наследству.
Горизонт распространения: до 2035
Возможности:
Соматическая генная терапия:
1. Лечение моно- и полигенных, а также ряда инфекционных заболеваний, ранее не поддававшихся лечению;
2. Лечение онкологических заболеваний.
Риски:
- Вероятно возникновение событий типа «черный лебедь», способных привести к массовым фобиям, запрету на развитие генной терапии, а также социальному кризису;
- «Черный» рынок услуг генной терапии.
Горизонт распространения: после 2035
Генная инженерия
... более просто устроенные соединения, которые синтезируются в организмах животных и человека. Разумеется, возможности микроорганизмов далеко не исчерпаны. Из всего изобилия микроорганизмов использована наукой, ... Одним из ведущих направлений, где применялись бы в полной мере технологии и разработки генной инженерии, является, конечно, сельское хозяйство. Классическим для современности методом ...
Фетальная генная терапия:
1. Лечение тяжелых наследственных заболеваний;
2. «Дети на заказ» — фетальная генная инженерия, модификация генома человека с целью улучшения физических, психических и интеллектуальных характеристик.
Риски:
- Изменение природы человека (опасность вмешательства в генетический аппарат последующих поколений, ошибки в генной инженерии);
- Не терапевтическая модификация человека, биологическое неравенство людей, закрепляющееся на фоне экономического неравенства, и связанные с этим риски роста дифференциации в обществе;
- В случае запрета, фетальная генная терапия может стать драйвером «теневой» экономики
3. Наномедицина
Горизонт распространения: До 2035
Возможности:
- Сверхранняя диагностика на клеточном (подклеточном) уровне;
- Карманные лаборатории с использованием нано-датчиков;.
- Адресная доставка лекарств в определенные клетки с использованием нано-структур.
Риски:
- Токсикологические риски, связанные со способностью нано-частиц проникать через клеточные и гематоэнцефалические барьеры и накапливаться в органах и тканях, вызывая серьезные заболевания, вплоть до летального исхода;
- Экологические риски (проблема утилизации нано-отходов, экологические загрязнения от изготовления нано-медицинских устройств и материалов);
- Риски в сфере военной безопасности (использование достижений нано-медицинских технологий в военных целях).
Горизонт распространения: после 2035
Возможности: Нанороботы размером с молекулу, способные перемещаться внутри человека и лечить множество заболеваний, включая онкологические, а также, реставрировать внутренние органы
Риски: Радикальное увеличение продолжительности жизни, что формирует определенные социальные и медицинские(рост числа хронических и психических заболеваний) вызовы.
4. Нейропротезир
Еще одно направление высокотехнологичной медицины,лежащее на стыке нейробиологии, биомедицинской инженерии и информационно-коммуникационных технологий — нейропротезирование и создание нейроинтерфейсов.
Нейропротезирование направлено на восстановление утраченных функций нервной системы или сенсорных органов с помощью имплантации специальных устройств (нейропротезов и нейроимплантатов), подключаемых к нервной системе. При этом обмен информацией между нервной системой и имплантатом осуществляется посредством нейроинтерфейса.
Горизонт распространения: до 2035
Возможности:
- Бионические протезы (подключаемые к периферической нервной системе);
- Повышение качества жизни людей с ограниченными возможностями;
- Создание экзоскелета;
- Возможность работы в агрессивных средах.
- Риски:
- Риски в сфере военной безопасности (снижение издержек ведения войны для развитых стран).
Горизонт распространения: после 2035
Возможности:
- Нейропротезы и нейроимплантаты, подключаемые к центральной нервной системе;
- Создание нейрокомпьютерного интерфейса;
- Улучшение отдельных функций мозга (например, памяти) с помощью нейропротезов.
Риски:
Костно мышечная система заболевания
... медицинский колледж Заболевания костно-мышечной системы и соединительной ткани Выполнил: студент IV-го курса ЛД-41 Фролов Иван Иванович Проверила: Клюева Н.Ю. К болезням костно-мышечной системы и соединительной ткани входят: Артриты ... формирование здорового образа жизни у людей (особенно дети и подростки) с целью предупреждения появления у них факторов риска для здоровья. Методологической основой ...
- Нетерапевтическая модификация человека, связанные с ней риски роста дифференциации в обществе;
- Создание компьютерных вирусов, напрямую влияющих на здоровье человека;
- Нейрозависимость, виртуализация общества, рост числа психических заболеваний.
5. Медицина стволовых клеток
Стволовые клетки представляют собой недифференцированные клетки, способные к самовоспроизведению и дифференцировке в зрелые специализированные клетки, а также имеющие значительный полиферативный потенциал (способность многократно делиться).
Их роль в организме сводится к восполнению естественной потери клеток, выполняющих специализированные функции, и именно эта их особенность (способность восполнять утраченные специализированные клетки) определяет ту роль, которая им отводится в будущем развитии медицины.
По происхождению стволовые клетки подразделяют на два вида: эмбриональные и соматические.
1. Эмбриональные клетки (получаемые из эмбрионов) обладают неограниченной способностью к дифференцировке и неограниченным полиферативным потенциалом, однако, их использование связано с серьезными этическими проблемами;
2. Соматические клетки (полученные из организма взрослого человека) представляют собой клетки различных типов, локализованные в специализированных органах и тканях: в крови, костном мозге, головном и спинном мозге, мышечных тканях, пульпе зубов, печени, поджелудочной железе и других тканях.
Горизонт распространения: до 2035
Возможности:
— Прорыв в лечении ряда неизлечимых в настоящее время заболеваний, прежде всего, заболеваний связанных с гибелью или дисфункцией специфических видов клеток (болезнь Альцгеймера, синдром Паркинсона, сахарный диабет и др.), а также, возможно, онкологических заболеваний.
Риски:
Возможный рост числа онкологических заболеваний
Горизонт распространения: после 2035
- Развитие регенеративной медицины: выращивание новых (генетически подходящих) органов взамен поврежденных старением, болезнью или лекарствами.
Риски:
- Радикальное увеличение продолжительности жизни, что формирует определенные социальные и медицинские вызовы (рост числа хронических и психических заболеваний);
- Возникновение «черного» рынка услуг регенеративной медицины (вероятно, на базе эмбриональных стволовых клеток, что повлечет за собой развитие криминального бизнеса «аборты за деньги»);
Снятие ограничений на безответственное поведение с последующим ростом нагрузки на систему здравоохранения
6. Дистанционная медицина (Телемедицина)
Глобальные социальные вызовы, связанные с процессом старения населения и ростом числа сердечно сосудистых и других хронических заболеваний, потребуют серьезной адаптации системы здравоохранения. Одним из ключевых направлений такой адаптации, вероятно, станет быстрое развитие и внедрение телемедицины — технологий дистанционного предоставления медицинских услуг (в части как диагностики и медицинского наблюдения, так и лечения).
Горизонт распространения: до 2035
Возможности:
- Удешевление медицинского обслуживания и повышение его доступности;
- Повышение эффективности оказания скорой медицинской помощи в случае широкого внедрения уже имеющихся телемедицинских технологий;
- Дистанционное наблюдение за больными с использованием мобильных устройств и имплантируемых микрочипов, передающих необходимую биологическую информацию, мониторинг состояния здоровья в реальном времени;
- Дистанционное лечение (в том числе, хирургические операции) с использованием робототехники;
- Использование микроимплантируемых устройств, управляемых извне, для длительной микродозирования лекарств у людей с хроническими заболеваниями, что позволит существенно снизить риск смерти.
Риски:
Бытовая химия и здоровье человека
... и применения бытовой химии. 2. Изучить основные группы бытовой химии и проанализировать их компоненты. 3. Выявить и установить степень влияния химических компонентов синтетических моющих средств и оценить их влияние на окружающую среду и здоровье человека. ... о мыле в европейских странах встречается у римского писателя и ученого Плиния Старшего (23...79 гг.). В трактате «Естественная история» ...
- Дискриминация по медицинским показателям и проблема защиты персональной медицинской информации;
- Микрочипирование людей несет в себе риски, связанные с возможностью установления новых форм контроля над личностью;
- Биологическая зависимость от государства и крупных корпораций, необходимость постоянного обновления микроимплантируемых устройств с внешним управлением (в том числе, в части программного обеспечения), биологическая зависимость от интернета;
- Риск злонамеренного вмешательства (хакерские атаки, создание компьютерных вирусов) в работу микроимплантируемых устройств с внешним управлением;
- Возникновение «черных рынков» микроимплантируемых устройств и программного обеспечения для них.
Открытия 2017 года
7. Нанороботы находят и убивают рак
На первый взгляд, это звучит как научная фантастика, тем не менее — уже реальность.
В статье журнала Nature Biotechnology ученые смогли описать, как крошечные автономные боты способны работать в качестве интеллектуальных устройств доставки лекарств для лечения рака у мышей.
Эти ДНК-нанороботы находят раковые опухоли, после чего вводят инъекцию препарата, который способен отрезать их кровоснабжение, ослабить и, наконец, уничтожить.
«Используя исследовательских мышей, имеющих злокачественные опухоли, мы показываем, как внутривенно введенные ДНК-нанороботы доставляют тромбин специально к связанным с опухолями кровеносных сосудов и вызывают внутрисосудистый тромбоз, что приводит к некрозу опухоли и торможение ее роста», — объясняют эксперты.
ДНК-нанороботы — это новая концепция доставки лекарств. Они работают по запрограммированной ДНК, в то же время, они компактно складываются, как это делается в искусстве оригами, а потом разворачиваются, как крошечный робот, готовый к действиям.
Ученые, которые провели это исследование, проверили действие таких роботов путем вживления их грызунам с опухолями рака молочной железы человека. В течение 48 часов работы успешно нашли сосудистые клетки на участках опухоли, вызвали свертывание крови в сосудах этой опухоли и тем самым отсекли кровоснабжение, что привело к гибели злокачественных клеток.
Следует отметить, что при этом боты не вызвали свертывание крови в других здоровых частях тела, а только в тех раковых клетках, которые были запрограммированы, как цель для поражения. Более того, ученые также смогли продемонстрировать, что работы не вызывают свертывание крови в здоровых тканях других опытных образцов, в качестве которых были взяты миниатюрные свиньи Бама. Таким образом, они отвергли беспокойство, что у крупных животных такое лечение может привести к побочных проблем.
Нанотехнологии и нанороботы
... нанороботов. В данной научно-исследовательской работе рассматривается история возникновения нанотехнологии, общий принцип действия, а также пути развития в ... изготовили наноманипулятор – робот размером с человека, состыкованный с атомным микроскопом и управляемый ... манипулировать ими. 1986 г. Американский ученый Эрик Дрекслер, работавший в лаборатории искусственного интеллекта Массачусетского ...
По словам ученых, главная цель — доказать, что нанороботы способны делать то же самое и в организме человека. Конечно, прежде чем испытать таких роботов на людях, исследователям придется немало потрудиться.
Тем не менее, это огромный прорыв в исследовании рака. Нынешние методы лечения, такие как химиотерапия, которая уничтожает все клетки, чтобы убить также и раковые, которые выглядят просто варварскими. Использование специализированных лекарств также не настолько точное, как прекращение кровоснабжения и уничтожения раковых клеток локально и целенаправленно. Если новая технология успешно пройдет все испытания, то это станет большой помощью всем тем, кто страдает этой болезнью.
Перспективы развития
} Ученые из штата Мичиган утверждают, что с помощью нанотехнологий можно будет встраивать микроскопические датчики в кровяные клетки человека, которые будут предупреждать о признаках радиации или развития болезни. Так в США, по предложению NASA, ведется разработка таких наносенсоров. Джейм Бейнер представляет себе «наноборьбу» с космическими излучениями так перед стартом астронавт используя шприц для подкожных инъекций, вводят в кроваток прозрачную жидкость, насыщенную миллионами наночастиц на время полета он вставляет себе в ухо маленькое устройство (наподобие слухового аппарата).
В течение полета это устройство будет использовать маленький лазер для поиска светящихся клеток. Это возможно, т.к. клетки проходят по капиллярам барабанной перепонки. По беспроводной связи информация клеток будет передаваться на главный компьютер космического корабля, а затем обрабатывается. В случае чего будут приниматься необходимые меры.
Как будет реагировать организм человека на нанороботы?
Как известно, наша иммунная система реагирует на чужеродные тела. Поэтому размер наноробота будет играть важную роль. Утверждается что проблема биосовместимости не очень сложна. Выходом из этой проблемы будет создание роботов на основе алмазоидных материалов. Благодаря сильной поверхностной энергии и алмазоидной поверхности и сильной ее гладкости внешняя оболочка роботов будет химически инертной.
Что может быть сделано неправильно в течение лечения нанороботами человека?
Считается, что первостепенной опасностью для пациента будет некомпетентность лечащего врача. Но ведь ошибки могут происходить и в неожиданных случаях. Одним из непредвиденных случаев может быть взаимодействие между роботами при их столкновении. Чтобы таких ситуаций не возникало, лечащий врач должен постоянно следить за работой нанороботов и в случае чего перепрограммировать их. Поэтому квалификация врача является очень важным фактором
8. Клей для органов тела человека
Ученые разработали новый клей, что может удерживать вместе края раны на внутренних органах.
Вещество состоит преимущественно из автогенного белка эластина и при световом воздействии образует высокоэластичный слой, благодаря которому лучше заживают те участки, которые трудно оперировать обычными методами — например, на сердце или легких. Новаторский пластырь для тканей уже протестировали на свиньях. Теперь должны состояться тесты на людях.
Газообмен в легких. Жизненная емкость легких. Показатели сердечной деятельности
... Газообмен в легких Газообмен в легких совершается между альвеолярным воздухом и кровью путем диффузии. Альвеолы легких оплетены густой сетью капилляров. Стенки альвеол и капилляров очень тонкие, что способствует проникновению газов из легких в кровь и наоборот. Газообмен ... в 1 мм рт. ст. у взрослого человека, находящегося в покое, в кровь может поступить 25-60 мл кислорода в 1 мин. Человеку в ...
Чтобы закрыть раны на внутренних органах, хирурги обычно используют скребки и провода. Однако на некоторых органах (в частности легких или сердце) такие процедуры — настоящий вызов. Ведь эти ткани постоянно двигаются: они то растягиваются, то сокращаются и расслабляются. Также не всегда удается полностью закрыть раны на сгибах — и со временем швы расходятся.
Чтобы решить эту проблему, ученые в течение длительного времени исследовали, какой защитный слой лучше бы держался и проще наносился на поврежденные участки ткани. Важный шаг на этом пути совершила команда во главе с Назимом Аннабу (Nasim Annabi) из Северо-Восточного университета в Бостоне.
В поисках ответа исследователи экспериментировали с белком, который присутствует в человеческом организме — эластином. Молекула принадлежит к так называемых структурных протеинов и в частности, отвечает за способность расширяться кожи, легких и крупных кровеносных сосудов наподобие аорты.
В своем изобретении ученые соединили предшественника эластина, тропоеластин, с молекулой, называется ангидридом метакриловой кислоты. Благодаря этому веществу тропоеластин реагирует на ультрафиолетовое излучение. В этом растворе различные протеиновые молекулы объединяются в полимеры — возникает высокоэластичный гидрогель.
Незадолго ученые продемонстрировали гель, который назвали «MeTro» и применяли преимущественно на сердечных клетках и как клей к ран. Во время актуального исследования они экспериментировали с различными соединениями геля. Цель: выработать клей, имеет эластичные свойства различных тканей и не теряет способности к склеиванию через воздействие жидкостей, в частности крови.
Оптимизирован до различных тканей клей для ран Аннабу с командой протестировали сначала на крысах. С помощью геля ученые успешно лечили артерии, дыры в легких, не пользуясь дополнительными скребками или иглами. Затем тканевый пластырь доказал свою пригодность на свиньях, что имели сложные раны в легких, а их анатомия очень похожа на человеческую. Оказалось, что гель выдерживает нагрузки при легочном расширении лучше, чем сейчас доступны защитные материалы.
«Хорошо, что «MeTro» эффективно закрывает раны и благодаря световому воздействию сразу образует очень стабильный слой», — рассказал Аннабу. В эксперименте пластырь оставался на ране до тех пор, пока не завершался процесс заживления. Затем вещество медленно разлагалась, не оставляя ядовитых остатков.
Ученые надеются, что «MeTro» одного дня сгладит последствия операций, а также будет применяться как средство первой помощи в экстремальных ситуациях, например на местах несчастных случаев или в регионах вооруженных конфликтов.
«Мы на том этапе, когда можем испытать нашу разработку на человеке. Я надеюсь, что «MeTro» уже скоро будет спасать человеческие жизни», — констатирует соавтор исследования Энтони Вейс (Anthony Weiss) из Сиднейского университета.
генный наномедицина биотехнология заболевание
Заключение
Сегодня мир находится в состоянии крайнего напряжения и обострения противоречий между наиболее влиятельными государствами, политическими блоками и экономическими альянсами. Это не позволяет снизить градус конфликтов в «горячих точках», а порой вмешательство сверхдержав только усугубляет ситуацию. Сегодня в абсолютном большинстве стран накалена и внутренняя социальная и политическая обстановка. Большое и далеко не всегда благоприятное воздействие на окружающую человека социальную и природную среду оказывает научно-техническое развитие.
Производство желатина и клея
... или аммиачного запаха). Несмотря на существенные различия в деталях, в целом производства желатина и клея имеют много общего и могут быть расчленены на четыре основных ... и свойств вырабатываемой продукции и способа обезжиривания сырья. На мясных предприятиях производство желатина и клея целесообразно организовывать преимущественно на основе использования собственного сырья. Поэтому их вырабатывают ...
Да и сама окружающая природная среда, климат, погодные условия часто грозят коллапсами. Но все же основной угрозой для современной цивилизации сегодня являются рукотворные риски, созданные самими людьми. Это геополитические проблемы, связанные с усилением социально-экономической и политической нестабильности, системное усиление противостояния государств-политических оппонентов, утрата доверия основных мировых игроков друг к другу, неуважение ими базовых дипломатических принципов. Кроме того, во многих важных для мировой экономики странах разрушается доверие и взаимные обязательства между властью и гражданами.
Это приводит к правительственным кризисам, социальным столкновениям, региональной и международной дестабилизации, ухудшает инвестиционный климат и подрывает стабильность финансовой системы стран, блоков и альянсов. Поэтому, как никогда, остро стоит проблема оценки глобальных рисков, необходимость их анализа, рассмотрения сценариев развития и управления ими.
