Глобальные Новости Высоких Технологий.

Нанотехнологии.

Молекулярная нанотехнология. Подход Э. Дрекслера 

Введение.

История концепций молекулярной нанотехнологии

Идею о том, что возможно создавать нужные нам устройства и другие объекты, собирая их "молекула за молекулой" и, даже, "атом за атомом" обычно возводят к знаменитой лекции одного из крупнейших физиков ХХ века Ричарда Фейнмана «Там внизу — много места» [1]. Эта лекция была прочитана им в 1959 году; большинство современников восприняли её как фантастику или шутку.

Современный вид идеи молекулярной нанотехнологии начали приобретать в 80-е годы XX века в результате работ К. Э. Дрекслера [2,3], которые также сначала воспринимались как научная фантастика. В данном курсе мы будем опираться на представления, сформировавшиеся в более поздних работах Дрекслера [4]и его последователей - таких, как Р. А. Фрейтас, Р. Меркле и др. При этом фундаментальная монография "Наносистемы. Молекулярная техника, производство и вычисления" [4] имеет, несомненно, основополагающее значение.

Терминология

Сам термин нанотехнология стал популярен именно после выхода в свет знаменитой книги Дрекслера "Машины творения" [3] и последовавшей за этим дискуссии. Оказалось, однако, что этот термин был ранее предложен Норио Танигучи [5], который понимал под этим любые субмикронные технологии (тогда - дело отдалённого будущего). В конечном счете, Дрекслер стал использовать термин молекулярная нанотехнология[1] (МНТ) для различения предлагаемых им решений с нанотехнологией в смысле Танигучи.

На сегодняшний день мы не знаем каких либо физических принципов, которые исключали бы возможность реализации идей Дрекслера. Это не означает, что такие запреты не будут открыты в будущем. Сегодня такая возможность остаётся под вопросом, однако постоянное использование оборотов типа "если это окажется возможным" сделало бы текст курса трудночитаемым. Поэтому принципы изготовления работы молекулярных наносистем излагаются так, как если бы они уже существовали. Следует понимать что сама возможность построения развитой молекулярной нанотехнологии в том виде, как это понимают Дрекслер и его последователи будет доказана только тогда, когда будут продемонстрированы первые наноустройства.

Оценки ожидаемых параметров наномеханических устройств (по  Э. Дрекслеру)

В своих работах Э. Дрекслер и его последователи оценивали параметры в основном механических устройств, которые они могли бы иметь при приближении размера компонент к молекулярному масштабу. Это обусловлено не тем, что они недооценивают важность электрических, оптических и т. д. эффектов, а тем, что механические конструкции гораздо проще и достовернее масштабируются. При этом, разумеется, осознаётся что электрические и прочие эффекты могут дать значительные дополнительные возможности.

Произведя соответствующее масштабирование Дрекслер получил следующие численные оценки:

Позиционирование реагирующих молекул с точностью ~0.1 нм

Механосинтез с производительностью ~10⁶ опер/сек на устройство

Молекулярная сборка объекта массой 1 кг за ~10⁴ сек

Работа наномеханического устройства с частотой ~109 Гц

Логический затвор объёмом ~10-26 м³ (~10^-8 ј3), с частотой переключения ~0.1 нсек и рассеиваемым теплом ~10^-21 Дж

Компьютеры с производительностью ~10¹⁶ опер/сек/Вт; компактные вычислительные системы на 10¹⁵ MIPS

"Нанотехнология" в биологических системах

Прежде, чем обсуждать возможность реализации молекулярной нанотехнологии в том варианте, в котором её видят Э. Дрекслер и его последователи будет полезно получить представление о том, как работают "устройства" аналогичного масштаба в живых организмах. В рамках данного обзора приведём лишь один из наиболее ярких примеров.

АТФ-Синтаза

АТФ-синтаза является ферментом, преобразующим разность концентраций протонов по разные стороны мембраны в энергию, запасённую в молекулах аденозинтрифосфата (АТФ). Последния используется практически всеми механизмами клетки в качестве универсального носителя энергии.

АТФ-синтаза присутствует в "энергетических станциях" растительных и животных клеток - хлоропластах и митохондриях и представляет собой довольно сложную конструкцию из нескольких типов единиц - белковых молекул. Одна из этих единиц - а-единица - прочно закреплена в мембране хлоропласта или митохондрии. Из неё выступает двойной "кронштейн" - пара b-единиц. С помощью ґ-единицы на кронштейне крепится блок из чередующихся ±- и І-единиц.

Рядом с а-единицей в толще мембраны свободно вращается цилиндрический блок с-единиц. Очередная с-единица может захватывать протон из пространства под мембраной, где их концентрация высока. При этом она начинает притягиваться к отрицательно заряженной а-единице. С-блок проворачивается до тех пор, пока заряженная с-единица не сблизится с а-единицей. При этом протон через имеющийся в а-единице канал переходит в пространство над мембраной, где их концентрация низка.

 рис1. АТФ-синтаза

 Выделяющаяся при переходе из нижнего пространства в верхнее энергия и приводит с-блок во вращение.

 На этом блоке закреплена очередная молекула - і-единица. Она играет роль коленчатого вала. По мере вращения она давит на очередную І-единицу, заставляя её переходить из одной конформации - закрытой - в другую - открытую. В открытой конформации І-единица захватывает пару молекул - аденозиндифосфат (АДФ) и неорганический фосфат. При закрытии она с силой прижимает их друг к другу; это приводит к механосинтезу АТФ. При очередном открытии готовая молекула АТФ выходит в окружающую среду и І-единица готова к очередному циклу.

Таким образом можно сказать, что АТФ-синтаза представляет собой довольно сложную молекулярную машину, состоящую из электромотора (ротор - с-блок; статор - а-единица), коленчатого вала (і-единица) и блока рабочих инструментов (І-единиц), осуществляющих механосинтез молекул АТФ из двух исходных компонент.

Интересно, что АТФ-синтаза может работать и "в обратную сторону". Если над мембраной исходная концентрация АТФ высока, то уже І-единицы будут вращать с-блок через і-единицу, закачивая протоны под мембрану. Таким образом, "электромотор" может работать и как "электрогенератор".

Это только один из примеров расшифрованных  природных наноустройств. К сожалению здесь невозможно подробно рассмотреть ряд других - таких, как "электромотор", двигающий флагеллы бактерий,  "сборочный конвейер" - рибосому, ферменты-"нанороботы", находящие ошибки в информации, записанной на ДНК и исправляющие их. С каждым годом мы обнаруживаем новые молекулярные механизмы, выполняющие самые разнообразные функции. Это позволяет предположить, что устройства, аналогичные по масштабам могут быть изготовлены и искусственно - то, что было сделано, может быть повторено.

Особая роль углерода

Всё живое на Земле состоит из соединений углерода. Значение этого элемента трудно переоценить. Оно определяется огромным разнообразием его форм в соединениях. Углеродные цепочки могут образовывать линейный скелет молекул, циклические и сложные объёмные скелетные структуры; углерод представляет огромный интерес и в чистом виде, принимая различные формы от алмаза до молекулярных волокон и нанотрубок. Ковалентная связь углерод-углерод является наиболее прочной из известных.

До сравнительно недавнего времени известны были только две разновидности упорядоченного чистого углерода - алмаз и графит. Потом были обнаружены и другие - сначала были синтезированы молекулярные волокна, затем открыты полые сферические молекулы  - фуллерены; при поиске эффективных методов синтеза последних были обнаружены углеродные нанотрубки.

Именно материалы на основе углерода Дрекслер рассматривает в качестве основных кандидатов для изготовления конструкций наномеханизмов (хотя, разумеется, свои места находят и другие элементы - водород, азот, кислород, фосфор, кремний, германий и т. д.)

Простейшие конструкции на основе углерода

В нанотехнологических устройствах будущего, разумеется, могут быть использованы самые разнообразные явления - магнитное и электростатическое взаимодействия, перенос электронов, электромагнитной энергии (фотонов), различных квазичастиц. Однако в рамках "дрекслерианского" подхода обсуждаются в основном чисто механические конструкции. Делается это не потому, что остальные явления недооцениваются. Просто, такой подход позволяет наиболее наглядно продемонстрировать возможности молекулярной нанотехнологии, дать им как бы "пессимистическую оценку". Использование же всех остальных явлений а также квантовомеханических свойств нанокомпонент должно позволить значительно эти возможности расширить.

На рисунках 2-4 приведены некоторые из множества конструкций нанокомпонентов, рассчитанных

методами молекулярной динамики - от простейших до довольно сложных.

Рис. 2. Простейшие шестерёнчатые передачи (разработка NASA)

Рис. 3. Различные варианты наноподшипников

Рис. 4. Вариант конструкции наноманипулятора

Наномеханические вычисления

Миниатюризация компонент вычислительной техники, увеличение частоты их функционирования представляют собой магистральное направление развития нанотехнологий. На сегодняшний день продемонстрирована работоспособность целого ряда активных компонент - транзисторов, диодов, ячеек памяти - состоящих из нанотрубок, нескольких молекул или даже из единственной молекулы. Передача сигнала может осуществляться одним единственным электроном. Пока не решены проблемы, связанные со сборкой таких компонент в единую систему, соединения их нанопроводами. Тем не менее, можно не сомневаться, что решение этих проблем - вопрос времени. Оценки показывают, что компьютер, собранный из наноэлектронных компонент и по своей сложности эквивалентный человеческому мозгу сможет иметь объём в 1 см³ - но будет работать в 10⁷ раз быстрее[2] (быстродействие будет ограничено возможностью отвода тепла). Компьютер (точнее, процессор + память), эквивалентный современному "Пентиуму" будет, предположительно, иметь объём в 10^-6 см³ - 0.1ґ0.1ґ0.1 мм³.

Вероятно, наиболее быстрые и производительные компьютеры будущего будут использовать именно наноэлектронную технологию, возможно они будут использовать спинотронику или фотонику. Однако не исключено, что самые маленькие компьютеры будут созданы на совершенно другой элементной базе. Дрекслер предполагает, что такой базой может стать наномеханика.

Дрекслер предложил механические конструкции для основных компонент нанокомпьютера - ячеек памяти, логических гейтов. Основными их элементами являются вдвигаемые и выдвигаемые стержни, взаимно запирающие движение друг друга. При ширине стержня в несколько атомных размеров (например, при использовании углеродных нанотрубок) компьютер эквивалентный современному, содержащему 1 млн. транзисторов может иметь объём в 0.01 мк³, компьютер с памятью в 1 терабайт - объём в 1 мк3. Как и в случае с наноэлектроникой, быстродействие наномеханического компьютера будет определяться возможностью отвода тепла. Расчёты Дрекслера ([4]) показывают, что при температуре окружающей среды ~300°К на один ватт рассеиваемой мощности такой компьютер будет осуществлять ~10¹⁶ операций в секунду. При мощности 100 нВт (предполагается, что такую мощность сможет без специального охлаждения рассеять упомянутый выше компьютер с объёмом 0.01 мк³) это даёт производительность 109 операций в секунду, что примерно эквивалентно мощному современному настольному компьютеру.

Если эти показатели будут достигнуты, то этого будет вполне достаточно для того, чтобы оснастить бортовым компьютером микронного размера наноустройство, например, медицинского назначения.

Возможные применения МНТ

Дрекслер (начиная с книги [3]) и сторонники его подхода наметили целый ряд возможных применений МНТ. Среди них:

Медицинские применения. Устройства микронного размера смогут перемещаться по организму человека, разрушая атеросклеротические бляшки в сосудах, уничтожая раковые клетки и возбудителей инфекционных заболеваний ([3, 6]).

Молекулярное производство макроскопических объектов. Оценки показывают, что устройство весом около 60 кг ("настольная нанофабрика") сможет с молекулярной точностью изготовлять объект, объёмом около 1 л и весом около 4 кг примерно за 3 часа. Это позволило бы за 2 дня изготовить вторую такую же нанофабрику; удвоение их количеств каждые 2 дня позволило бы за 2 месяца обеспечить собственной нанофабрикой каждого жителя Земли ([8]).

И даже такие применения, как терраформирование планет с помощью саморазмножающихся нанороботов.

Стратегии реализации МНТ

Разрабатывается целый ряд подходов, которые могут позволить приблизится к развитой молекулярной нанотехнологии. Среди них:

Использование биологических молекул - белков, нуклеиновых кислот - и других макромолекул. Такие молекулы могут как послужить готовыми деталями для наносистем промежуточного уровня, так и "молекулярными роботами" для сборки нанокомпонент, изготовленных другим способом.

Механосинтез с использованием зондовой микроскопии. Предложен ряд подходов, которые могут позволить собирать углеродные конструкции буквально атом за атомом.

Метод молекулярных строительных блоков ([9]). Этот метод "промежуточного уровня" активно разрабатывается в последнее время; его суть состоит в том, что наноустройства собираются из заранее синтезированных химически молекул - строительных блоков, способных соединяться друг с другом. Предложен целый ряд возможных конструкций таких блоков (наноманипулятор на рис. 4 собирает конструкцию из блоков на основе молекул адамантана со включениями атомов азота и бора).

Заключение

Пока рано говорить, будут ли нанотехнические устройства середины XXI века похожи на те, которые рисуют сейчас последователи Дрекслера. Возможно, какие-то неизвестные пока фундаментальные ограничения помешают их построить. Однако, более вероятным представляется, что использование многочисленных электрических, магнитных, фотонных, квантово-механических и других эффектов сделает наномир ещё богаче и позволит построить технологию ещё более удивительную, чем та, которую увидел Дрекслер.

Литература

R. P. Feynman, "There's Plenty of Room at the Bottom" Engineering and Science (California Institute of Technology), February 1960, pp.22-36. Текст лекции доступен в Интернет на страницеhttp://nano.xerox.com/nanotech/feynman.html. Русский перевод опубликован в журнале "Химия и жизнь", № 12, 2002, стр. 21-26.

K. Eric Drexler, "Molecular Engineering: An Approach to the Development of General Capabilities for Molecular Manipulation". Proc. Natl. Acad. Soc.
USA, 1981, #78 pp. 5275-5278

K. Eric Drexler, "Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology". NY, 1986, Ancor Press/Doubleday. Русский перевод доступен в Интернете по таким ссылкам, как
- http://mikeai.nm.ru/russian/eoc/eoc.html
- http://www.fictionbook.ru/en/author/dreksler_yerik/mashiniy_sozdaniya/.

K. Eric Drexler. "Nanosystems: Molecular Machinery, Manufacturing and Computation". John Wiley and Sons, NY, 1992.

N. Taniguchi, "On the Basic Concept of 'Nano-Technology", Proc. Intl. Conf. Prod. Eng. Tokyo, Part II, 1974, Japan Society of Precision Engineering.

Freitas R. A., "Nanomedicine, Volume I: Basic Capabilities". Landes Bioscience, 1999.

Ralph C Merkle, "Molecular building blocks and development strategies for molecular nanotechnology".  Nanotechnology 11 (2000) pp. 89-99.

Chris Phoenix. "Design of a Primitive Nanofactory". Journal of Evolution and Technology, Vol. 13 - October 2003.

Ralph C Merkle, "Molecular building blocks and development strategies for molecular nanotechnology".  Nanotechnology 11 (2000) pp. 89-99.

[1] Другой вариант: Молекулярное производство (Molecular Manufacturing)

[2] Следует понимать, что современные оценки сложности и "вычислительной мощности" человеческого мозга носят очень приближённый характер.

Авторы: И. В. Артюхов, *В. Н. Кеменов, *С. Б. Нестеров
Москва, Институт биомедицинских технологий, Нагорный пр., 7
*Москва, ГосНИИ ВТ им. С. А. Векшинского, Нагорный пр., 7
e-mail: Этот адрес e-mail защищен от спам-ботов. Чтобы увидеть его, у Вас должен быть включен Java-Script

Материалы с сайта Международного трансгуманистического Движения Имморталистов   E-mail: rtd-info@mail.ru.

Фото с сайта Наноцентр.ру

БИОТЕХНОЛОГИИ

Генная инженерия — это область биотехнологий, включающая в себя действия по перестройке генотипов. Уже сегодня генная инженерия позволяет включать и выключать отдельные гены, контролируя таким образом деятельность организмов, а также — переносить генетические инструкции из одного организма в другой, в том числе – организмы другого вида.

Тилацина, тасманийского сумчатого волка (тигра), вымершего в 1936 году, клонируют в Австралии

По мере того, как генетики всё больше узнают о работе генов и белков, всё более реальной становится возможность произвольным образом программировать генотип (прежде всего, человеческий), с лёгкостью достигая любых результатов: таких, как устойчивость к радиации, способность жить под водой, способность к регенерации повреждённых органов и даже бессмертие.

Генетическая информация

Генетическая информация (геном) содержится в клетке в хромосомах (у человека их 46), состоящих из молекулы ДНК и упаковывающих её белков, а также в митохондриях. ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) является последовательностью нуклеотидов, каждый из которых содержит одно из четырех азотистых оснований — гуанин (G), аденин (A) (пурины), тимин (T) и цитозин (C).

С функциональной точки зрения ДНК состоит из множества блоков (последовательностей нуклеотидов), хранящих определенный объем информации — генов.

Ген — участок молекулы ДНК, в котором находится информация о первичной структуре какого-либо одного белка (один ген — один белок). Поскольку в организмах присутствуют десятки тысяч белков, существуют и десятки тысяч генов (в организме человека их примерно 20-25 тысяч). Совокупность всех генов организма составляет его генотип. Все клетки организма содержат одинаковый набор генов, но в каждой из них реализуется различная часть хранимой информации. Лишь те гены активны, которые необходимы для функционирования данной клетки, поэтому, например, нейроны и по структурно-функциональным, и по биологическим особенностям отличаются от клеток печени.

Роль белков в организме

Белки являются наиболее важными молекулами в каждом живом организме, химической основой живой материи. По определению Энгельса "жизнь есть способ существования белковых тел". Белки осуществляют обмен веществ (перенос веществ в организме) и энергетические превращения, обеспечивают структурную основу тканей, служат катализаторами химических реакций, защищают организмы от патогенов, переносят сообщения, регулирующие деятельность организма. Химически белки представляют собой цепочку аминокислот, свёрнутую в пространстве особым образом.

Информация о последовательности аминокислот в полипептидной цепи белка содержится в генах в форме последовательности нуклеотидов. Например, последовательность CAA (цитозин, аденин, аденин) или CAG (цитозин, аденин, гуанин) кодирует аминокислоту глутамин. Эта информация копируется на молекулы РНК, которые передают в рибосомы (которые тоже состоят из белков) инструкции для синтеза белков. Синтезируемые белки начинают выполнять свои функции, обеспечивая работу клетки и всего организма.

Одна из функций белков - активация генов. Некоторые гены содержат фрагменты, притягивающие к себе определённые белки. Если такие белки содержатся в клетке, они присоединяются к этому участку гена и может разрешать или запрещать его копирование на РНК. Наличие или отсутствие в клетке подобных регулирующих белков определяет, какие гены активируются, а значит, какие новые белки синтезируются. Именно этот регулирующий механизм определяет, должна ли клетка функционировать как мышечная или как нервная клетка или какая часть тела должна развиваться в этой части эмбриона. Каждая клетка руководствуется подобными простыми инструкциями ("если имеется белок X и Y, синтезируй белки Z, W и U, но не синтезируй белок V"). Однако в целом процесс развития организма из одной клетки до 100 триллионов клеток (у человека) - это очень сложный процесс. Чтобы разобраться в нём до конца учёным может потребоваться 10-20 лет.

Генная инженерия

Если внести в организм (растение, микроорганизм, животное или даже человек) новые гены, то можно наделить его новой желательной характеристикой, которой до этого он никогда не обладал. Изменения генов прежде всего связано с преобразованием химической структуры ДНК: изменение последовательности нуклеотидов в хромосомной ДНК, выпадение одних и включение других нуклеотидов меняют состав образующихся на ДНК молекулы РНК, а это, в свою очередь, обуславливает новую последовательность аминокислот при синтезе. В результате в клетке начинает синтезироваться новый белок, что приводит к появлению у организма новых свойств.

Генная инженерия берет свое начало в 1973 году, когда генетики Стэнли Кохен и Герберт Бойер внедрили новый ген в бактерию кишечной палочки (E. coli).

Начиная с 1982 года фирмы США, Японии, Великобритании и других стран производят генно-инженерный инсулин. Клонированные гены человеческого инсулина были введены в бактериальную клетку, где начался синтез гормона, который природные микробные штаммы никогда не синтезировали.

Около 200 новых диагностических препаратов уже введены в медицинскую практику, и более 100 генно-инженерных лекарственных веществ находится на стадии клинического изучения. Среди них лекарства, излечивающие артрозы, сердечно-сосудистые заболевания, некоторые опухолевые процессы и, возможно, даже СПИД. Среди нескольких сотен генно-инженерных фирм 60% работают над производством лекарственных и диагностических препаратов.

Генная инженерия в сельском хозяйстве

К концу 1980-х удалось успешно внедрить новые гены в десятки видов растений и животных — создать растения табака со светящимися листьями, томаты, легко переносящие заморозки, кукурузу, устойчивую к воздействию пестицидов.

Одна из важных задач - получение растений, устойчивых к вирусам, так как в настоящее время не существует других способов борьбы с вирусными инфекциями сельскохозяйственных культур. Введение в растительные клетки генов белка оболочки вируса, делает растения устойчивыми к данному вирусу. В настоящее время получены трансгенные растения, способные противостоять воздействию более десятка различных вирусных инфекций.

Еще одна задача связана с защитой растений от насекомых-вредителей. Применение инсектицидов не вполне эффективно, во-первых, из-за их токсичности, во-вторых, потому, что дождевой водой они смываются с растений. В генно-инженерных лабораториях Бельгии и США были успешно проведены работы по внедрению в растительную клетку генов земляной бактерии Bacillus thuringiensis, позволяющих синтезировать инсектициды бактериального происхождения. Эти гены ввели в клетки картофеля, томатов и хлопчатника. Трансгенные растения картофеля и томатов стали устойчивы к непобедимому колорадскому жуку, растения хлопчатника оказались устойчивыми к разным насекомым, в том числе к хлопковой совке. Использование генной инженерии позволило сократить применение инсектицидов на 40 - 60%.

Генные инженеры вывели трансгенные растения с удлиненным сроком созревания плодов. Такие помидоры, например, можно снимать с куста красными, не боясь, что они перезреют при транспортировке.

Список растений, к которым успешно применены методы генной инженерии, составляет около пятидесяти видов, включая яблоню, сливу, виноград, капусту, баклажаны, огурец, пшеницу, сою, рис, рожь и много других сельскохозяйственных растений.

Генная терапия человека

На людях технология генной инженерии была впервые применена для лечения Ашанти Де Сильвы, четырёхлетней девочки, страдавшей от тяжёлой формы иммунодефицита. Ген, содержащий инструкции для производства белка аденозиндезаминазы (ADA), был у неё повреждён. А без белка ADA белые клетки крови умирают, что делает организм беззащитным перед вирусами и бактериями.

Работающая копия гена ADA была введена в клетки крови Ашанти с помощью модифицированного вируса. Клетки получили возможность самостоятельно производить необходимый белок. Через 6 месяцев количество белых клеток в организме девочки поднялось до нормального уровня.

После этого область генной терапии получила толчок к дальнейшему развитию. С 1990-х годов сотни лабораторий ведут исследования по использованию генной терапии для лечения заболеваний. Сегодня мы знаем, что с помощью генной терапии можно лечить диабет, анемию, некоторые виды рака, болезнь Хантингтона и даже очищать артерии. Сейчас идёт более 500 клинических испытаний различных видов генной терапии.

Неблагоприятная экологическая обстановка и целый ряд других подобных причин приводят к тому, что все больше детей рождается с серьезными наследственными дефектами. В настоящее время известно 4000 наследственных заболеваний, для большинства из которых не найдено эффективных способов лечения.

Сегодня существует возможность диагностировать многие генетические заболевания ещё на стадии эмбриона или зародыша. Пока можно только прекратить беременность на самой ранней стадии в случае серьёзных генетических дефектов, но скоро станет возможным корректировать генетический код, исправляя и оптимизируя генотип будущего ребёнка. Это позволит полностью избежать генетических болезней и улучшить физические, психические и умственные характеристики детей.

Сегодня мы можем отметить, что за тридцать лет своего существования генная инженерия не причинила никакого вреда самим исследователям, не принесла ущерба ни природе, ни человеку. Свершения генной инженерии как в познании механизмов функционирования организмов, так и в прикладном плане весьма внушительны, а перспективы поистине фантастичны.

Проект "Геном человека"

В 1990 году в США был начат проект "Геном человека", целью которого было определить весь генетический год человека. Проект, в котором важную роль сыграли и российские генетики, был завершён в 2003 году. В результате проекта 99% генома было определено с точностью 99,99% (1 ошибка на 10000 нуклеотидов). Завершение проекта уже принесло практические результаты, например, простые в применении тесты, позволяющие определять генетическую предрасположенность ко многим наследственным заболеваниям.

Высказаны, например, надежды, что, благодаря расшифровке генома, уже к 2006 году будут разработаны препараты для лечения такого опасного заболевания, как СПИД, к 2009 году будут определены гены, которые связаны со злокачественными новообразованиями, а к 2010-2015 году будут установлены механизмы возникновения почти всех видов рака. К 2020 году может быть завершена разработка препаратов, предотвращающих рак.

Ближайшие задачи генетиков

Хотя генетика и генная инженерия уже играют огромную роль в медицине и сельском хозяйстве, основные результаты ещё впереди. Нам ещё очень многое предстоит узнать о том, как работает сложная генетическая система в нашем организме и у других видов живых существ.

Необходимо определить функции и назначение каждого гена, определить, каковы условия его активации, в какие периоды жизни, в каких частях тела и при каких обстоятельствах он включается и приводит к синтезу соответствующего белка. Далее, необходимо понять, какую роль играет в организме этот белок, выходит ли он за пределы клетки, какие сообщения несёт, какие реакции катализирует, как влияет на запуск биологических процессов в других частях организма, какие гены активирует. Отдельной сложной задачей является решение проблемы сворачивания белков - как, зная последовательность аминокислот, составляющих белок, определить его пространственную структуру и функции. Эта проблема требует новых теоретических знаний и более мощных суперкомпьютеров.

Но учёные не пасуют перед масштабом этой задачи. Расшифровка генома человека потребовала более десяти лет, решение проблемы сворачивания белков может занять чуть дольше, но когда она будет решена, человек сможет полностью контролировать жизненные процессы в любых организмах на всех уровнях.

Перспективы контроля над генами

Развитие генной инженерии сделает возможным улучшение генотипа человека. Масштабные задачи, стоящие сегодня перед человечеством требуют людей талантливых во многих отраслях, совершенных и высокоразвитых личностей, обладающих идеальным здоровьем, высочайшими физическими и умственными способностями. Таких людей можно будет создать методами генной, генетической и клеточной инженерии. Эти методы будут применимы как к только появляющимся на свет детям, так и к уже взрослым людям. Человек сможет многократно усилить свои собственные способности, и увеличить способности своих детей. С объективной точки зрения в этом нет ничего плохого или не этичного. Уже сегодня многие всемирно известные учёные, такие как Уотсон, один из первооткрывателей ДНК, говорят о том, что человеческая глупость, например, является по сути своей генетическим заболеванием и в будущем будет излечима.

Будут полностью ликвидированы генетические причины заболеваний, все люди будут совершенно здоровыми. Старение будет остановлено и никому не придётся сталкиваться с увяданием, с упадком сил, с дряхлостью. Люди станут практически бессмертными - смерть будет становиться всё более редким явлением, перестав быть неизбежностью.

Известно, например, что одной из причин старения является сокращение теломер при каждом делении клетки. Теломеры - это копии фрагмента TTAGGG, расположенные на концах всех хромосом и защищающие ДНК как металлические наконечники шнурков. Обычно клетка умирает, пережив около 50 процессов деления, однако учёным удалось добиться неограниченного деления клеток. В конце 1990-х ученым удалось внедрить в клетки открытый ими ген, отвечающий за выработку белка теломеразы, восстанавливающего теломеры, и тем самым сделать их бессмертными.

Конечно, отдельные группы, не отягченные соответствующими знаниями, но, преследующие какие то личные, идеологические или лоббистские цели могут пытаться запретить подобные технологии, но как показывает история развития науки, надолго это сделать им не удастся.

Прогресс вряд ли остановится на исправлении недостатков. Излечив болезни и остановив старение, человек примется за улучшение собственного организма, за его перестройку по собственным планам и желаниям. Люди смогут произвольным образом лепить свое собственное тело и мозг, добавлять себе новые способности, возможность жить под водой, летать, питаться энергией солнечного света, добавлять новые отделы мозга, новые органы тела. Любители модификации своего тела смогут сделать свои тела похожими на тела животных или даже химер, таких как кентавры или русалки.

Человек вряд ли ограничится собственной перестройкой. Он сможет воссоздать организмы, исчезнувшие ранее с лица Земли - мамонтов, птицу дронта, динозавров, а также создавать совершенно новые организмы - драконов, единорогов, живые дома, летающие деревья. Любой организм, существование которого не противоречит законам природы, сможет быть создан. Новые виды животных, растений и даже совершенно новых существ будут создаваться в промышленных целях, как форма творчества, для освоения космоса. Кроме того, человек наверняка захочет помочь братьям своим меньшим подняться с животного уровня. С помощью генной модификации можно будет усилить интеллект собак, шимпанзе, дельфинов, других животных. Человек больше не будет одинок в царстве жизни на Земле.

Но генная революция не будет длиться бесконечно. Идущий параллельно прогресс в области нанотехнологий приведёт к тому, что границы между живым и неживым будут стёрты. Нанороботы и роботы смогут выполнять все функции биологических объектов, кибернетические организмы будут сочетать в себе биологические и машинные части, андроиды будут неотличимы от биологических людей. Искусственный интеллект и загруженные в компьютер люди будут разумны так же как и личности, существующие в живых мозгах. В конце концов, неизбежна перестройка всей косной материи в умную материю, организованную на нано-уровне, обладающую способностью перестраивать себя и служить носителем разума. Но это уже совсем другая история.

Материалы с сайта Международного Трансгуманистического Движения Имморталистов  E-mail: rtd-info@mail.ru.

Клонирование

Технология клонирования позволяет нам получать популяцию генетически идентичных молекул, клеток, растений или животных. Область применения клонирования чрезвычайно широка. При разработке и осуществлении любого законодательного или распорядительного акта, регулирующего работы в области клонирования, необходимо уделять пристальное внимание точному определению употребляемого термина. Это позволит пресечь осуществление определенных видов деятельности, в то время как другие не будут необоснованно запрещены.

Молекулярное, или генетическое клонирование

Молекулярное, или генетическое клонирование – процесс создания генетически идентичных молекул ДНК – является основой молекулярной биологии, фундаментальным методом биотехнологических исследований, а также основой развития и коммерциализации биотехнологии. Подавляющее большинство практических приложений биотехнологии, начиная с разработки лекарственных препаратов и заканчивая созданием трансгенных культур, основывается на методах генетического клонирования.

К открытиям, сделанным с помощью молекулярного клонирования, относятся:

– идентификация, локализация и описание генов;

– создание генетических карт и секвенирование целых геномов;

– проведение параллелей между генами и ассоциированными с ними признаками;

– установление молекулярной основы проявления признаков.

Источник: Интернет-журнал «Коммерческая биотехнология» http://www.cbio.ru/ по материалам BIO.org.

Терапевтическое клонирование

Бластоциста

В терапевтическом клонировании используется процесс, известный как пересадка ядер соматических клеток, (замена ядра клетки, исследовательское клонирование и клонирование эмбриона), состоящий в изъятии яйцеклетки (ооцита) из которой было удалено ядро, и замена этого ядра ДНК другого организма. После многих митотических делений культуры (митозов культуры), данная клетка образует бластоцисту (раннюю стадию эмбриона состоящую из приблизительно 100 клеток) с ДНК почти идентичным первичному организму.

Данный метод часто вызывает споры в ученой среде, под вопрос ставится термин, описывающий созданную бластоцисту. Некоторые считают, что неверно называть это бластоцистой или эмбрионом, так как оно не было создано оплодотворением, но другие утверждают, что при соответствующих условиях из него может развиться плод, и, в конечном счете, ребенок – поэтому уместнее называеть результат эмбрионом.

Цель данной процедуры – получение стволовых клеток, генетически совместимых с донорским организмом. Например, из ДНК больного болезнью Паркинсона можно получить эмбриональные стволовые клетки, которые можно использовать для его лечения, при этом они не будут отторгаться имунной системой больного. В настоящее время такая терапия нигде в России не осуществляется, и развитие технологии клонирования было приостановлено до того момента, когда в правительстве, наконец, решат разрешить исследования в этой области.

стволовые клетки мыши

В Великобритании терапевтическое клонирование разрешено в научно-исследовательских целях и включено в Human Fertilization and Embryology Act (Акт об Оплодотворении и  Эмбриональном клонировании человека) в 2001 году. Во многих других странах, терапевтическое клонирование запрещено, хотя законы постоянно обсуждаются и изменяются. 8 декабря 2003 страны ООН проголосовали против запрета на репродуктивное и терапевтическое клонирование, предложенного Коста-Рикой.

Потенциал для применения терапевтического клонирования в области медицины просто огромен. Некоторые противники терапевтического клонирования выступают против того факта, что данная процедура использует человеческие эмбрионы, при этом разрушая их. Другим же кажется, что подобный подход инструментализирует человеческую жизнь или что тяжело будет разрешить терапевтическое клонирование, не разрешая при этом репродуктивного клонирования.

Поэтапное описание процесса терапевтического клонирования (в картинках)

Источник: www.cnews.ru

Клонирование животных

Уже в 50-х годах клонирование животных стало важным исследовательским приемом, а за последние два десятилетия позволило существенно улучшить характеристики поголовья крупного рогатого скота. Не всем известно, что получившая широкую огласку клонированная в 1997 году овца Долли была не первым клонированным животным. Создание Долли было признано научным прорывом не потому, что она была клоном, а потому, что в качестве генетического материала для ее создания была использована не эмбриональная клетка, а клетка взрослого организма.

Метод рекомбинантных ДНК, совместно с методом клонирования животных, обеспечивает нас превосходными животными моделями для изучения заболеваний человека, процессов старения и формирования злокачественных новообразований. В будущем эти приемы могут быть использованы для разработки новых лекарственных средств и оценки эффективности таких методов лечения как генная и клеточная терапии. Клонирование животных также предоставляет возможность спасения видов, находящихся под угрозой вымирания.

Источник: Источник: Интернет-журнал «Коммерческая биотехнология» http://www.cbio.ru/ по материалам BIO.org.

Южнокорейский ученый Ву Сук Хванг (Woo Suk Hwang) успешно клонировал афганскую борзую, что стало первым случаем получения клона собаки в мире.

Ядро соматической клетки самца борзой было внедрено в оплодотворенную собачью яйцеклетку с удаленным ядром. В ходе эксперимента такая операция была проведена с 1095 яйцеклетками, которые были введены в матки 123-х суррогатных матерей. В результате было зафиксировано только 3 случая беременности, 2 из которых закончились родами. Один из родившихся клонов умер в 22-дневном возрасте от пневмонии. В живых остался клон, названный Снаппи, полученный от самки лабрадора.

На фотографии — семейный портрет: клон Снаппи, его «папа» и суррогатная мать.

Успешное клонирование вызвало подъем среди любителей собак, которые получили возможность получать копии своих любимцев.

Клонировать собак сложнее, чем других млекопитающих. Уже получены клоны таких млекопитающих, как овцы, мыши, крысы, кошки, коровы, козы, свиньи, лошади, мулы, кролики, и, по некоторым данным, люди.

Источник: www.membrana.ru

Учёные из Великобритании хотят использовать межвидовое клонирование

Текст: Николай Карташев

Три группы учёных из Великобритании хотят получить разрешение на эксперименты, связанные с межвидовым клонированием. Основная их цель, - обеспечить свои исследования нужным количеством яйцеклеток (для последующего получения эмбрионов и стволовых клеток) без привлечения женщин-доноров. Имея необходимое количество биологического материала учёные надеются лучше изучить генетические причины различных заболеваний и продвинуться в сфере индивидуальной медицины.

Впервые такую технику опробовал около десяти лет назад Хосе Цибелли из Университета штата Мичиган, который ввёл свою собственную ДНК в яйцеклетку коровы. Однако тогдашний президент США - Билл Клинтон - назвал этот подход неэтичным. Цибелли со своими коллегами запатентовал технику межвидового клонирования, но вскоре после этого отказался от дальнейшего проведения этих исследований, - тем более, что они наделали немало шума.

По замыслу учёных из Великобритании, ДНК людей, страдающих заболеваниями наподобие болезни Альцгеймера, должна будет внедряться в коровью яйцеклетку с удалённым генетическим материалом. Учёные надеются, что ДНК спровоцирует начало деления клетки. Через пять дней эмбрион будет уничтожен и из него будут экстрагированы стволовые клетки.

В дальнейшем эти клетки планируют выращивать в лаборатории - и использовать для выявления причин генетических заболеваний, а также испытаний медицинских препаратов против этих недугов. По словам директора Лаборатории стволовых клеток в Королевском колледже в Лондоне, таким образом, станет возможно моделировать болезнь Альцгеймера или Паркинсона в лабораторных условиях.

Несмотря на благие намерения учёных, запрашивающих разрешения на межвидовое скрещивание, у подобных методов исследований находится немало оппонентов. Профессор философии Джорджтаунского университета и член Президентского совета по Биоэтике Альфонсо Гомез-Лобо считает, что использование межвидового клонирования наносит удар по человеческому существу на его или её ранних стадиях. По мнению Гомез-Лобо, уничтожение такого организма не изменяет нравственной ошибочности изначального действия. Он также называет такие исследования насилием над человеческим достоинством, сообщает Assotiated Press.

Источник: www.compulenta.ru

Взрослые фибробласты превращаются в эмбриональные стволовые клетки

Игорь Валентинович Артюхов

С помощью комбинации четырех факторов транскрипции мышиные фибробласты удалось превратить в клетки, аналогичные по свойствам эмбриональным стволовым клеткам.

Сам факт существования этой химерной мыши даёт основания полагать, что клетки, использованные при её "изготовлении" вели себя как полноценные эмбриональные стволовые. Фотография с сайта http://www.nature.com/ .

Ученые университета штата Калифорния (Лос-Анджелес) и Гарвардского университета выделили из кожи мышей фибробласты и с помощью четырех факторов транскрипции, связывающихся с определенными фрагментами ДНК, превратили их в плюрипотентные клетки, идентичные эмбриональным стволовым клеткам.

В более ранних работах ученым удавалось с помощью факторов транскрипции, регулирующих экспрессию генов, возвращать клеткам взрослого организма определенную степень полипотентности, однако такие клетки не могли, подобно эмбриональным стволовым клеткам, дифференцироваться во все типы клеток взрослого организма.

Авторы избрали другой подход: они отобрали из получающейся в результате репрограммирования популяции клетки, отличающиеся высоким уровнем экспрессии генов Oct4 и Nanog, характерным для эмбриональных стволовых клеток.

Полученные в результате селекции клетки не только обладали свойствами эмбриональных стволовых клеток, но и имели аналогичную биологическую структуру, включая профиль экспрессии генов.

Возможности, предоставляемые описанным методом репрограммирования клеток, практически безграничны. Если ученым удастся повторить процедуру с использованием человеческих клеток, в будущем репрограммированные клетки взрослого организма можно будет использовать для регенерации практически любых тканей и органов, поврежденных в результате травм или заболеваний, без риска иммунологической несовместимости донорского материала и тканей реципиента, и других проблем, связанных с использованием эмбриональных стволовых клеток.

Интернет-журнал «Коммерческая биотехнология» http://www.cbio.ru/ по материалам ScienceDaily.

Дата размещения: Jun-08-2007

http://www.cbio.ru/modules/sections/index.php?op=viewarticle&artid=2976

Я благодарю сайт Вечный разум за предоставленный материал

Крионика.

Крионикой называется сохранение всего тела или мозга человека после его смерти в состоянии глубокого охлаждения с целью его оживления и излечения (в том числе, и от последствий старения) в будущем, когда достижения медицины это позволят.

Как правило, такое сохранение осуществляется при температуре жидкого азота (–196°С) в специальных ёмкостях — сосудах Дьюара. Перед охлаждением в кровеносную систему вводится раствор, защищающий клетки организма от повреждений, вызываемых охлаждением до сверхнизких температур.

Первый пациент Джеймс Бедфорд был заморожен в США в 1967 году и хранится сегодня в криохранилище компании Alcor. Всего в хранилищах двух крупнейших компании — Alcor и Института Крионики находится 140 криопациентов. Договор о будущем криосохранении заключили свыше 1300 человек.

Глубокое охлаждение позволяет полностью остановить процессы разложения на неопределённо долгий срок. С помощью создаваемых сегодня биомедицинских технологий, таких как нанотехнология, клеточные технологии, инженерия органов и тканей, генная инженерия и др. можно будет устранить повреждения от замораживания и саму причину смерти, омолодить и оживить пациента.

Джеймс Бедфорд

Специалисты с мировым именем в области нанотехнологий, такие как Эрик Дрекслер («отец нанотехнологий», автор монографии «Наносистемы») и Ральф Меркль (ведущий специалист Zyvex, первой нанотехнологической компании в США), Роберт Фрейтас (автор фундаментального труда «Наномедицина») выступают в защиту крионики и сами заключили контракты на замораживание.

По прогнозам экспертов, оживление криопациентов может стать возможным уже в середине XXI века.

Услуги крионики в России

С 2005 года в России действует компания КриоРус, оказывающая услуги по криосохранению. На данный момент компанией крионировано четыре человека, несколько десятков человек изъявили желание быть крионированными в компании КриоРус в случае своей смерти.

Крионика в России легальна — человек имеет право определять условия своего сохранения после смерти. Законы разрешают сохранение крионированного тела в России или отправку в американские криофирмы.

Согласно существующим прогнозам, оживление может состояться уже в 2030—2050 годы. Пациентам, выбравшим криосохранение мозга, можно надеяться на возможность создания нового тела, например, с помощью активно разрабатывемых уже сейчас методов (см. выращивание органов сегодня) или нанотехнологии.

КриоРус предлагает варианты криосохранения, доступные для клиентов с разным уровнем доходов.

Крионирование мозга (или головы) пациента. Осуществляется перфузия мозга криопроектором и его заморозка. Контейнер с мозгом помещается на бессрочное хранение в компании КриоРус в России. Стоимость услуги — $9,000 единовременно или от $50/мес при оплате через страхование жизни. При заключении договора клиент вносит первоначальный взнос в размере $1,500, который покрывает расходы КриоРус по экстренным мероприятиям, связанным с криосохранением, до того, как переводится основная сумма. Расходы по перевозке пациента оплачиваются дополнтельно.

Крионирование тела. При возможности осуществляется перфузия тела, далее осуществляется перевозка в хранилище, замораживание тела сначала до температуры сухого льда (–78°C), а затем — до температуры жидкого азота. Осуществляется бессрочное хранение тела пациента в криостате при температуре жидкого азота (–196°C). Стоимость услуги — $25,000. При этом минимальный первоначальный платёж — $10,000. Расходы по перевозке пациента оплачиваются дополнительно.

Криосохранение в Институте Крионики (США). В России осуществляется подготовка тела и охлаждение до температуры сухого льда, а затем тело отправляется в Институт Крионики в США на бессрочное хранение. Институт Крионики осуществляет только хранение тела целиком, поэтому общая стоимость услуги (включая полностью оплаченное хранение в Институте Крионики) составляет — $49,000. В стоимость услуг включено выполнение стандартных работ по подготовке тела пациента, процедура перфузии криопротектором, охлаждение тела, организация его временного хранения в специальном контейнере в одном из моргов города с охлаждением сухим льдом, организация и осуществление перевозки тела в США и оплата услуг Института Крионики. В стоимость услуг также включена оплата непредвиденных расходов в размере 4000$. В случае превышения непредвиденными расходами этой суммы, они оплачиваются дополнительно.

Четвёртое крионирование в России

6 апреля 2007 г. состоялось четвертое крионирование в России. В данном случае было крионировано тело 48-летней женщины по имени Татьяна, умершей от рака. Инициатором крионирования выступил муж пациентки уже в первые сутки после смерти женщины. Он также сумел убедить сестер покойной согласиться на крионирование. Инициатива была также поддержана взрослыми детьми криопациентки. Исполнителем крионирования явилась фирма "Криорус".

На данный момент тело хранится во временном изоляционном контейнере в одном из областных центров Сибири, на родине усопшей. Осуществляется изготовление дьюара (специального криоконтейнера) для постоянного хранения криопациентов. по разработанному нашей компанией проекту. Строится здание криохранилища.

В американских компаниях сейчас находятся на хранении тела двух россиян, имена которых не разглашаются. Таким образом, уже не менее шестерых россиян ждут оживления в хранилищах криофирм мира.

Я благодарю сайт Российского Трансгуманистического Движения Имморталистов за предоставленный материал.

Чипизация.

У кого-то до сих пор нет даже самого простого телефона, однако  жизнь не стоит на месте, научный прогресс не ждет и в настоящее время идет полным ходом. Развитие новых технологий дает такую колоссальную  возможность, благодаря  которой  огромную  личную базу данных можно иметь  всегда при себе. Ее невозможно потерять, украсть, забыть и подделать.

Согласно легенде, технология радиоидентификации родилась в 60-х годах прошлого века в лабораториях Министерства обороны США. Она предназначалась для маркировки и контроля за перемещениями контейнеров с радиоактивными материалами. В середине 70-х ее рассекретили, и вскоре предприимчивыми людьми было проведено первое опытное "чипование" домашних животных. Суть технологии в следующем. Специальный чип, представляющий собой антенну и крохотный радиопередатчик, вживляется под кожу и при необходимости выдает содержащуюся в нем информацию специальному сканеру. Устройство миниатюрное, совсем крохотное, а информацию с чипа можно считывать на расстоянии в несколько метров.

Тогда в 70-х это было настоящей находкой для фермеров. Технология сулила помощь в правильном уходе и слежении за перемещением животных. Сегодня, спустя три десятка лет, трудно даже перечислить все области, в которых используются продукты на основе радиоидентификации. Многие компании настаивают на массовом применении ее в розничной торговле. Особенно ратуют за внедрение чипов в денежные купюры и товары. Польза, приносимая технологией, очевидна - снижение числа магазинных краж, усложнение подделки денег и т.д. Но беспокоит то, что область применения микрочипов расширяется настолько, что страшно становится за свободу личности: многие ратуют за чипизацию всех людей. Пока, правда, добровольно.

Джекоб Боесков, специализирующийся на так называемом "научно-фантастическом искусстве" вынашивает идею специального ружья, с помощью которого чип под кожу можно будет занести на расстоянии. И не себе, а прохожему. Изобретение предназначено для подозрительных личностей. Если кто-нибудь из таковых попытается скрыться в толпе, полицейский выстрелит в него из спецружья, и помеченный таким образом со временем будет изловлен. Потому что как ни скрывайся, а чип выдаст тебя, кому следует. Трудно поверить, что какое-либо общество смирится с таким тоталитарным кошмаром. Но Джекоб, похоже, слишком уж обожает свою идею, чтобы не разрекламировать ее. Впрочем, само изобретение не разработано и существует только в теории.

Уникальный идентификационный номер, хранящийся в чипе под кожей, может заменить собой номер кредитки, а это как раз то, в чем сегодня возникла острая необходимость. В мире давно разрабатываются новые технологии оплаты. Были идеи вмонтировать чипы в брелоки для ключей, в наручные часы, в авторучки, сережки и прочие вещицы. Подойдет с такой безделушкой покупатель к специальному сканеру, и деньги за покупку снимутся с его банковского счета в пределах нескольких секунд. Но тут есть серьезный недостаток - брелок и авторучку можно потерять, или кто-нибудь может их украсть. Чип, имплантированный под кожу, как раз решает такие проблемы. И вообще, он заменит и кошелек, и паспорт и многие другие документы, если везде и повсюду будут стоять специальные сканеры - в магазинах, больницах, аэропортах, вокзалах и полицейских участках.

Хотя подкожные портмоне пока что не в ходу, но подкожные "медицинские книжки" уже распространяются. Даже в России одна серьезно настроенная компания в нынешнем году запланировала закупить с тысячу чипов-имплантов и сотню сканеров. Пока в основном для людей, страдающих тяжелыми заболеваниями, а также для сотрудников МЧС и силовых ведомств.

На микрочипы медицина возлагает большие надежды. Как известно, недавно, в Соединенных Штатах был успешно проведен эксперимент по вживлению чипов в мозг нескольких пациентов, что позволило полностью парализованным людям управлять бытовой техникой. Один из участников эксперимента, двадцатичетырехлетний мужчина, после нескольких тренировок смог "отдавать приказы" телевизору и компьютеру "силой мысли", это позволило ему, в частности, проверять электронную почту и играть в несложные игры. Но главное - микрочип спасет жизнь больному, если тот без сознания попадет в больницу. По сигналу сканера его чип сообщит врачам код, по которому медики легко найдут в базе данных его фамилию и историю болезни.

Чипизация грядет семимильными шагами, начиная с братьев наших меньших. Европарламент и Совет Европы всерьез озаботились идентификацией домашних животных, перевозимых через границы стран-членов ЕС. Теперь при переезде из страны в страну от них будут требовать настоящие документы. В качестве паспорта могут выступать вытатуированный номер или микрочип-имплант. А в Португалии даже существует национальный проект по принудительной идентификации собак. В соответствии с ним к 2007 году чипы будут вживлены примерно двум миллионам португальских псин, и все сведения будут внесены в государственную базу данных.

После животных на очереди, вероятно, люди. В Японии еще в прошлом году учащиеся одной из начальных школ были укомплектованы индивидуальными RFID-метками. Правда, чипы не вшивались им под кожу, их всего лишь разместили в ранцах и на одежде детей. А RFID- сканеры были установлен по всей школьной территории, что позволило при желании всегда узнать, где в данный момент находится конкретный ребенок.

В Мексике примерно с того же времени чиновникам высшего ранга, участвующим в работе судебных органов Мексики, чипы начали вшивать именно под кожу. Чип им нужен, прежде всего, для доступа к секретной базе данных, но по слухам, он же позволяет службе безопасности следить за перемещениями носителя на местности. Единственно слабое место проекта - малый радиус действия микрочипов. Но ведь это только начало. Пройдет немного времени, и глядишь, зона действия увеличится до нескольких километров. А это означает одно: где бы ты ни был, тебя легко можно обнаружить.

С одной стороны система хороша, - если речь идет о безопасности, - с другой боязно: кто может ручаться, что это не будет использовано для слежки за неугодными? И не воспользуются ли этим злые, коварные люди? К примеру, для создания тоталитарного строя. Для любого тирана что-либо лучше, чем радиоидентификация сложно даже придумать.

(По материалам Шорсткина Олега Александровича "Чипизация всей Земли")

Кстати, 19 мая 2007 года в газете "Зеркало недели", появилась публикация "Студентов кодируют в чипы", в которой речь идет о внедрении в высших учебных заведениях Украины принципиально новых студенческих удостоверений.

По инициативе министерства образования и науки Украины, а также национального банка Украины в скором времени украинские студенты будут снабжены студенческими билетами с имплантированными микрочипами, содержащими, как сообщает издание, "всю информацию о владельце".

Новое студенческое удостоверение также  будет наделено функциями платежной карточки со своим номером, при помощи которой можно осуществлять самые разнообразные банковские операции, а также расплачиваться за товары и услуги.

Изготовление экспериментальной партии студенческих билетов осуществляется на базе научно-исследовательского института прикладных информационных технологий. На сегодняшний день, электронными студенческими удостоверениями пользуются около 10 тысяч украинских студентов Киева и Львова.
Следует отметить, что главным аргументом инициаторов "кодирования в чипы" учащейся молодежи, является имеющие место злоупотребления в сфере пользования студенческими льготами. Поэтому, параллельно с выдачей новых документов, предполагается создание электронной базы данных, включающей всю информацию о лицах, имеющих право на льготы.

Предполагается, что в случае успешного внедрения студенческих документов нового типа, ускоренной "микрочипизации" подвергнутся все пользующиеся какими-либо субсидиями и льготами лица, т. е. большинство граждан Украины.

Интересно, что внедрению обновленных студенческих билетов сопутствует создание системы контроля над их владельцами. Как сообщает "Зеркало недели", для этого на юго-западном направлении "Укрзализныци" в скором времени будут установлены специальные пропускные устройства, способные считывать информацию о владельце с удостоверения.

Информационные технологии.

Виртуальная реальность

Кибергеограф воспроизвёл городскую толпу

Пытаясь понять поведение толпы, учёные создали множество теорий. Однако применить их на практике практически невозможно. Пол Торренс (Paul Torrens), доцент из университета Аризоны (Arizona State University — ASU), специализирующийся по таким специфическим областям знания, как городская география и кибергеография, предложил разобраться с этой проблемой посредством компьютерной модели.Его разработка представляет собой симуляцию трёхмерного пространства. Оно может быть сконфигурировано посредством размещения различных объектов, имитирующих городские здания и улицы.

Главные действующие лица – виртуальные человечки, играющие роль обычных пешеходов. Модель позволяет назначать их количество, а также задавать для них особенности движения и выбирать из готового "набора" тип их поведения.

В модели Торренс используется то, что он называет "агент-центрированной методологией". Это значит, что каждый из агентов – компьютерных человечков – может быть в индивидуальном порядке наделён целым рядом характеристик, таких как пол, возраст, телосложение, особенности здоровья.

В соответствии с этими параметрами агенты оценивают информацию и ведут себя по-разному. Это, по словам Торренса, позволяет приблизить модель к реальности. Это очень важно, ведь, как говорит учёный, когда человек идёт в толпе, то даже если ему ничего не угрожает, его мозг постоянно оценивает ситуацию, анализируя путь и возможные препятствия.

Текущая версия модели имитирует пока что только бегство городской толпы во время пожара при наличии единственного пункта выхода из опасной зоны. Однако Торренс сообщает, что он смог использовать симуляцию также для воспроизведения передачи заболеваний в толпе, распространяющихся "через повседневные контакты".

В будущем исследователь планирует смоделировать поведение толпы, когда она становится неуправляемой. Эта разработка может оказаться полезной для планирования городского пространства и организации движения пешеходов в городе.

Известно, что проект Торренса в течение ближайших пяти лет будет спонсироваться Национальным научным фондом (National Science Foundation), готовым предоставить учёному сумму в $400 тысяч.

Источник: LiveScience

Путешествие в Дом 3

К наиболее популярной и рейтинговой виртуальной игре нынешней молодежи можно отнести игру Дом 3, которая является ярким примером захватывающей виртуальной реальности. Попасть в виртуальный мир просто – легкая регистрация, простое подключение – и ты уже житель виртуального мегаполиса.

Это своего рода мир, который ты строишь сам, имея неограниченные возможности, свободу выбора и творческий потенциал. Здесь ты можешь многое: знакомиться, отдыхать и веселиться, общаться, можешь даже встретить свою любовь, для того чтобы продолжить отношения в реале. Ты можешь менять свою внешность и  моделировать виртуальное «я» самостоятельно. Благо для этого есть все условия без ограничений: всевозможные модные салоны и магазины. Тебе остается лишь выбрать себе лицо, цвет глаз, прическу, даже пирсинг и татуировки, макияж, одежду. Ты можешь купить себе квартиру своей мечты и со вкусом обставить ее по собственному желанию. Твои способности дизайнера и хороший художественный вкус помогут в этом. Также здесь ты можешь приобрести собственное авто, самое модное и быстрое в этом сезоне. Покупка одежды, косметики, еды, квартиры и предметов интерьера, цветов, игрушек и даже джакузи требует определенных затрат. А для того чтобы заработать, необходимо просто устроиться на работу адвокатом или врачом, фотомоделью или музыкантом, барменом или актрисой. Огромный выбор вакансий никого не может оставить равнодушными!

Виртуальный город предлагает тебя почувствовать себя преуспевающим, модным, активным и общительным. Ты можешь почувствовать себя просто свободным и счастливым, потому что здесь есть для этого все! Ты сам творишь свою реальность и выбираешь себе друзей, и все то, о  чем раньше мог только мечтать.

«ДОМ 3» - это виртуальный мир, в котором тебе предстоит познать все радости общения и дружбы, популярности и лидерства, где  так просто знакомиться и заводить новых друзей.Новый онлайн проект

«ДОМ 3» - это не просто развлечение. В интерактивном режиме можно знакомиться и общаться при помощи чатов, смартфонов и многими другими способами. Жители города могут участвовать в играх и конкурсах, победы в которых значительно повышают их социальный статус, давая возможность войти в элиту виртуального мира.

Не последнюю роль играет рейтинг твоего персонажа, который складывается из множества показателей. Здесь важны здоровье и настроение, гардероб и квартира и, конечно, друзья.
Именно от рейтинга зависит место твоей анкеты в списке сервиса знакомств, возможность попасть на лучшие вечеринки и в модные клубы, получить престижную работу. Здесь можно открыть свое дело и сделать головокружительную карьеру.

Жизнь в «ДОМ 3» еще более яркая и насыщенная, чем обычная, в ней нет места скуке. Ночные клубы, рестораны, бары и дискотеки, многочисленные места отдыха в парках и скверах помогут быстро познакомиться и найти друзей по интересам. ы можешь позвать в «ДОМ 3» всех своих знакомых и создать виртуальную тусовку! Можно целыми днями гулять по улицам, а вечерами тусоваться в клубах. Можно ходить по магазинам, ресторанам и салонам красоты. Кататься на метро, купаться в фонтане и участвовать в уличных гонках. Нужно только не забывать заботиться о своем персонаже и удовлетворять его потребности в еде и сне.

«ДОМ 3» - симулятор молодежной жизни, в которой тебе придется заботиться о своем персонаже, почти так же, как ты заботишься о себе. Чем разнообразнее жизнь твоего персонажа, тем разнообразнее его желания. Важно, что твоя индивидуальность в «ДОМ 3» не только сохраняется,  но и подчеркивается так, как ты хочешь.

Создавай своего виртуального двойника, придумывай индивидуальный стиль одежды, танцуй на улицах города, участвуй в конкурсах, устраивай спортивные соревнования – это поможет тебе стать самым известным человеком среди всех участников проекта. «ДОМ 3» – это безграничное общение

Яркий и запоминающийся мир уже открыл двери для тебя и твоих друзей. Стань жителем «ДОМ 3» - и ты попадешь в удивительный мир безграничного общения и развлечений!

Особенности:

Широкие игровые возможности: информационные сервисы, развлекательные заведения, клубы знакомств.

Развитая фэшн–система: внешний вид персонажа, его местожительство в городе, интерьер квартиры.

Многочисленные каналы общения: система быстрых сообщений, чат, форум, SMS.

Безграничные возможности для знакомства: возможность создать пару или просто организовать престижную тусовку.

Соперничество игроков: самая популярная пара сезона становится обладательницей виртуальной комнаты в «ДОМе».

Система индивидуальных желаний и потребностей персонажа: управление персонажем как в игре, так и через мобильный телефон.

Возможность многоступенчатого развития: улучшение собственного жилья и приобретение новых предметов и квартир.

Развитая структура игровых миссий: выполнение одиночных и групповых заданий различных уровней сложности.

(По материалам://www.dom3mir)

РОБОТОТЕХНИКА

Роботы – это механические помощники человека, способные выполнять операции по заложенной в них программе и реагировать на окружение. Трансгуманистическое значение робототехники состоит не только в том, что эта область связана с киборгизацией и искусственным интеллектом, но кроме того, – развитие роботов сможет значительно изменить образ жизни человека, хотя и не меняя при этом его самого.

С момента своего появления полвека назад роботы прошли путь от примитивных механизмов до сложных, эффективных устройств, во многом превзойдя по своим возможностям человека. В ближайшие десятилетия всё более совершенные роботы станут незаменимыми помощниками людей и смогут взять на себя обеспечение большей части потребностей цивилизации.

История роботов

Unimate – первый промышленный робот на заводе General Motors

Первым современным роботом стал Unimate, робот с механической рукой, разработанный для General Motors в 1961, выполнявший последовательность действий, записанную на магнитный барабан.

Активное производство роботов началось в 1970-е годы. Прежде всего, они стали использоваться в производстве, для выполнения однообразных (и часто опасных) операций. Больше всего промышленных роботов используется в автомобильной промышленности, где они работают на штамповочных и сварочных участках, в покрасочных камерах, на сборке. Разумеется, роботы не могли сразу заменить людей в промышленности, но доля человеческого труда в производстве с тех пор неуклонно сокращается. Полностью автоматизированные фабрики, такие как фабрика IBM для сборки клавиатур в Техасе, называются "фабрики без освещения". Люди там уже не нужны: абсолютно всё производство, от момента выгрузки материалов и до получения готовой продукции у погрузочных ворот, полностью роботизировано и может работать круглосуточно и без выходных.

Роботы давно стали важной частью научной фантастики. В 1921 году роботы стали героями пьесы Карела Чапека «Р.У.Р. » (Россумовские Универсальные Роботы). А через 20 лет Айзек Азимов сформулировал три закона робототехники, которые надолго определили наши представления о роботах:

Робот не может причинить вред человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинен вред.

Робот должен подчиняться командам человека, если эти команды не противоречат первому закону.

Робот должен заботиться о своей безопасности, пока это не противоречит первому и второму закону.

Роботы сегодня

Украинский робот на ликвидации последствий чернобыльской аварии

Сегодня в мире используются миллионы роботов. Применение им нашлось практически во всех сферах человеческой деятельности. Роботы управляют самолётами и поездами, спускаются в жерла вулканов и на дно океана, помогают в строительстве космической станции, в сборке автомобилей и производстве микрочипов, охраняют здания, используются военными для разведки и разминирования, помогают спасателям искать людей под завалами. Нет такой области, в которой человек не попытался создать себе автоматического помощника.

На производстве работают сотни тысяч роботов, но гораздо больше их трудится за пределами фабричных цехов. Автономные роботы, обладающие свободой передвижения, включают в себя автономные летательные аппараты, существуют роботы-сапёры (Mini-Andros), роботы-газонокосилки (Robomower), роботы-курьеры (HelpMate), доставляющие лекарства и документы в некоторых больницах, и т. д.

Научить роботов играть в футбол – непростая задача

Особая категория – андроиды или человекообразные роботы. Создать андроидов оказалось более сложным делом, чем ожидалось. Потребовались значительные достижения в области эффективных моторов, технологий машинного зрения и увеличение вычислительной мощности компьютеров, чтобы появились первые андроиды, способные передвигаться, ориентироваться в пространстве и что-то делать, такие как ASIMO и Qrio. Технологии машинного зрения позволяют роботам (пока ещё не очень хорошо) ориентироваться в пространстве, находить дорогу, распознавать предметы. Роботы могут узнавать людей по лицам и голосам. Технологии искусственного интеллекта позволяют роботам самостоятельно принимать решения и действовать автономно.

Нет чёткой грани между роботами и просто машинами. К роботам можно отнести и автоматические поезда и беспилотные летательные аппараты. Существующие технологии (автопилоты) даже позволяют компьютерам осуществлять полёты пассажирских самолётов от взлёта и до посадки. Можно считать функционально близкими к роботам банкоматы и более совершенные киоски для выполнения различных финансовых операций – они эффективно заменяют работника-человека.

Развлекательные роботы появились с выходом на рынок Aibo, робособаки от Sony. Теперь многие игрушки наделяются зачатками интеллекта – процесс, который скоро приведёт к появлению действительно разумных игрушек вроде медвежонка из фильма AI. Роботы-тюлени и роботы-кошки повышают настроение пожилых людей в японских домах престарелых. Начинается использование роботов для обучения и развлечения детей в детских садах и школах США и Южной Кореи.

В начале 2000-х роботы проникли в сферу домашнего хозяйства (что было предсказано футуристами в 60-е годы): газонокосилки, роботы пылесосы и мойщики пола. iRobot продала уже несколько миллионов робопылесов Roomba. Поумнели и неподвижные машины: стиральные, посудомоечные и т. п. Домашние роботы быстро входят в нашу жизнь. Скоро (примерно к 2015-2020 году) в среднем "умном" доме будет несколько интеллектуальных предметов бытовой техники и несколько автономных роботов.

iRobot продала более 2 миллионов роботов-пылесосов Roomba

Роботы в ближайшем будущем

Всё больше производственных операций будет роботизироваться. Использование программируемого производства (custom manufacturing) потребует универсальных мобильных роботов, способных не только выполнять заранее заданный набор операций на рабочем месте, но и свободно передвигаться по производственным помещениям, переносить между рабочими местами компоненты и готовые изделия и гибко реагировать на изменения в производственном процессе. Скоро такие физически простые дела как работа аптекаря или библиотекаря в книгохранилище будут отданы роботам.

Большое количество почти полностью роботизированных фабрик и заводов начнёт появляться к 2020. К 2010-2015 роботы начнут активно использовать в сельском хозяйстве. Специализированные роботы, помогающие человеку в тяжёлой физической работе (но не полностью автономные) появятся к 2015 году. Роботов на улицах наших городов мы увидим уже к 2010-2015 году. Это будут роботы-уборщики, роботы-погрузчики.

Большая часть транспорта будет автоматизированной к 2020-2030 году. Сегодняшние автомобили значительно поумнеют: сперва они будут лишь помогать водителям выполнять некоторые операции (сложная парковка, контроль за безопасностью, движение по шоссе), но потом они возьмут на себя весь процесс вождения. Чуть раньше мобильные роботы появятся в транспортной отрасли (например, погрузочные) и горнодобывающей. Мы увидим полностью автоматизированные логистические терминалы.

Хирургический робот Da Vinci

Роботы будут всё больше использоваться в медицине. В некоторых областях они уже могут работать более эффективно, с большей точностью и меньшей вероятностью ошибки, чем доктора люди. Скоро можно будет совместить робохирургов с технологиями диагностирования (экспертные системы уже давно используются для постановки диагнозов, анализа рентгеновских снимков и т. п.). В этой области робототехника соприкасается с телехирургией, удалёнными операциями, выполняемыми человеком по видеосвязи. К 2020 году значительная часть операций будет выполняться роботами, а первые микророботы начнут вести наблюдения над здоровьем людей внутри их тел.

Роботизация будет не совсем такой, какой её описывали фантасты. Она будет сочетаться с автоматизацией (без автономности), переносом множества видов деятельности в онлайн (как заказ билетов), поумнением нашего окружения (дома, дороги, и т. п.). Например, не будет андроида-лифтёра, нажимающего кнопки, будет умный лифт. Не будет роботов-переводчиков, как 3PO из "Звёздных войн", будут функции синхронного перевода в телефонах, карманных и носимых компьютерах.

Робот, играющий в карты с людьми (будущее)

Тем не менее, появится огромное количество автономных специализированных роботов, но выглядящих совершенно по-разному и выполняющих очень разные функции. Роботы будут передвигаться на колёсах, на двух и более ногах, ползком, прыжками и другими способами, причём не только по земле, но и по поверхности других планет. Роботы будут плавать на поверхности рек и морей и в глубинах океана, летать в воздухе (некоторые без посадки), обеспечивая связь и наблюдение за окружающей средой. Многие роботы будут способны менять свою форму и структуру в зависимости от ситуации. Программы и форма роботов смогут создаваться с помощью эволюционных алгоритмов. Будут и похожие на человека двуногие и двурукие андроиды, универсальные помощники, созданные для взаимодействия с человеком в обычной среде, помощи ему в повседневной деятельности и любви. Первые подобные андроиды – это японский Asimo и корейский Hubo. Распространение на работе и в быту первые такие роботы получат после 2010 года.

Воздействие на экономику и общество

Робот-андроид в городе будущего

Появление роботов окажет огромное влияние на экономику. Физический труд человека станет ненужным во многих областях. Отношение людей к распространению роботов будет зависеть от политико-экономической системы. Например, международное исследование "Автоматизация и промышленные рабочие", проведённое в 15 странах с 1971 по 1979 годы, показало, что в капиталистических странах лишь 37% рабочих готовы активно поддерживать автоматизацию, а в социалистических 69% рабочих. Без активных действий, направленных на перестройку экономики и общества возможны негативные последствия. Но когда этот непростой процесс перехода будет завершён, наше общество преобразится. Практически весь физический труд будет автоматизирован. Большая часть управленческих работ низшего уровня будет выполняться компьютерными системами. Сверхдешёвый труд роботов сделает возможным увеличение расходов на переработку отходов, защиту окружающей среды, безопасность.

В тех странах, где общество пойдёт по коммунистическому пути развития, человек больше не должен будет работать, базовый уровень жизни для всех (жильё, питание, медицина) будет обеспечиваться трудом роботов. Люди будут значительно больше заниматься творчеством, отдыхать, наслаждаться жизнью.

Самовоспроизводство и нанороботы Автоматизированные фабрики сегодня развиваются в сторону увеличения универсальности. Развитие производственных технологий уже к 2020-2030 годам приведёт к появлению самовоспроизводящихся систем, то есть машин, способным производить собственные копии. Первоначально это будут небольшие настольные фабрики. Это окончательно сделает роботов доступными для всех, поскольку каждая такая фабрика сможет из простых и доступных материалов создать несколько своих копий, стремительно увеличив производственные возможности человечества.

Погрузка ящиков – недостойное человека занятие

К 2015-2020 активно будут использоваться микророботы, размером в сантиметры и миллиметры. Они будут использоваться в медицине, в сельском хозяйстве (как умные сенсоры) и во многих других областях. А лет через 10 получат распространение первые нанороботы (наноботы). Нанороботы смогут выполнять строительство нужных структур из молекул и атомов, что позволит обойтись без специальной подготовки исходных материалов. Это значит, что даже отдельные нанороботы будут достаточно независимыми.

Разведывательная робомуха (будущее)

Наноробот в кровеносном сосуде (будущее)

Нанороботы произведут ещё большую революцию, чем роботы обычные, благодаря своей универсальности и размерам. Так, нанороботы не будут нуждаться в каких-то особых материалах – для производства практически чего угодно они смогут использовать даже воду (состоящую из водорода и кислорода) и воздух (содержащий азот, кислород и углерод в углекислом газе). Нанороботы смогут легко создавать любые, самые сложные и совершенные материалы и продукты с абсолютной точностью. Разумеется, они смогут создавать и свои собственные копии, так что их всегда будет достаточно, чтобы выполнить любые задачи, которые поставит перед ними человек.

Наномашины смогут не только производить, но и чинить, в том числе и клетки человеческого организма. Именно медицинские нанороботы сделают человека не просто нестареющим и неболеющим, но и практически неуязвимым. Множество невидимых нанороботов в форме "конструктивного тумана" заполнят пространство у поверхности земли, готовые по первой мысленной команде человека мгновенно преобразоваться в любой предмет.

А через какое-то время человечество может принять решение о перестройке всей нашей планеты в гигантскую наносистему. Внешне планета изменится мало, но каждая песчинка, каждая капля, каждая крупица материи будет состоять из множества нанороботов и нанокомпьютеров.

Я благодарю Официальный сайт Российского Трансгуманистического Движения. E-mail: rtd-info@mail.ru. за предоставленные материалы.

КОГНИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ НЕЙРОСЕТИ

Искусственный интеллект

Иску́сственный интелле́кт (англ. Artificial intelligence (AI)) — раздел информатики, изучающий возможность обеспечения разумных рассуждений и действий с помощью вычислительных систем и иных искусственных устройств. При этом в большинстве случаев заранее неизвестен алгоритм решения задачи.

Теорией явно не определено, что именно считать необходимыми и достаточными условиями достижения интеллектуальности. Хотя на этот счёт существует ряд гипотез, например, гипотеза Ньюэлла-Саймона. Обычно к реализации интеллектуальных систем подходят именно с точки зрения моделирования человеческой интеллектуальности. Таким образом, в рамках искусственного интеллекта различают два основных направления:

символьное (семиотическое, нисходящее) основано на моделировании высокоуровневых процессов мышления человека, на представлении и использовании знаний;

нейрокибернетическое (нейросетевое, восходящее) основано на моделировании отдельных низкоуровневых структур мозга (нейронов).

Таким образом, сверхзадачей искусственного интеллекта является построение компьютерной интеллектуальной системы, которая обладала бы уровнем эффективности решений неформализованных задач, сравнимым с человеческим или превосходящим его. В качестве критерия и конструктивного определения интеллектуальности предложен мысленный эксперимент, известный как тест Тьюринга. В современной постановке можно рассматривать эту задачу как задачу приближения сингулярности в её сверхинтеллектуальном понимании.

На данный момент не существует систем искусственного интеллекта, однозначно отвечающих основным задачам, обозначенным выше. Успехи в исследовании аналоговых и обратимых вычислений позволят совершить большой шаг вперёд в построении систем искусственного интеллекта.

Наиболее часто используемые при построении систем искусственного интеллекта парадигмы программирования — функциональное программирование и логическое программирование. От традиционных структурного и объектно-ориентированного подходов к разработке программной логики они отличаются нелинейным выводом решений и низкоуровневыми средствами поддержки анализа и синтеза структур данных.

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Как сообщает MIGnews.com, Один из основателей компании Google Лари Пейдж заявил, что, если говорить в компьютерных терминах, человеческая ДНК содержит 600 мегабайтов памяти, что меньше любой современной операционной системы Linux или Windows.

Пейдж привел этот пример, как доказательство возможности создания искусственного интеллекта раньше, нежели полагают многие эксперты. При этом алгоритмы деятельности человеческого мозга могут быть описаны программным кодом размером в несколько сотен мегабайт.

В своем выступлении на конференции по вопросам развития науки, Пейдж сообщил, что его компания ведет работы по созданию искусственного интеллекта.

Роботов будут учить чувствам

Европейские ученые решили научить роботов общаться с людьми на эмоциональном уровне.

Британцы возглавили международный проект, в котором участвуют 25 робототехников, психологов и специалистов в сфере искусственного интеллекта из шести европейских стран.

Это исследовательский проект получил название Feelix Growing.

Его руководитель доктор Лола Канамеро, работающая в университете графства Хертфоршир.

Главная цель проекта - создать роботов, которые смогут научится у людей эмоционально реагировать на ситуации и поступать социально приемлемым образом.

На исследования, которые продлятся 3 года, выделено 2,3 млн. евро. "Мир человеческих эмоций очень сложен. Но мы реагируем на простые сигналы, которые мы либо не замечаем, либо просто не обращаем на них внимания",- говорит Доктор Канамеро.

Как дети

Проект предполагает создание серии роботов, способных улавливать эмоциональные сигналы человека и соответствующим образом адаптировать свои реакции.

Доктор Канамеро сравнивает роботов с детьми, которые формируют принципы своего поведения, основываясь на движении и эмоциональном состоянии окружающего мира.

Роботы являются довольно простыми машинами, во многих случаях это практически конвейерное производство. Важно то, какие программы в них установлены. Руководитель проекта говорит, что исследователи будут использовать простые машины, но для них будут сконструированы головы, способные отражать эмоции.

"Мы особенно заинтересованы в том, как программы помогают совершенствованию поведения робота, особенно в эмоциональном и социальном смысле",- говорит доктор Канамеро.

Роботы будут получать информацию об окружающем их мире с помощью обычных видеокамер, микрофонов и сенсоров.

Одна из задач исследователей - научить робота распознавать различные выражения лица человека и необходимым образом корректировать свои реакции.

Птичьи эмоции

Программы, которые будут использованы в роботах, приспособлены для того, чтобы распознавать и учитывать различные особенности поведения человека - его движения, голос и язык жестов.

Роботов, однако, не будут учить распознавать весь спектр человеческих эмоций. К примеру, они не будут реагировать на отвращение.

Ученые хотят научить роботов распознавать состояния гнева, радости, одиночества и прочих эмоций, на которые роботы должны будут реагировать.

"Очень важно, чтобы робот распознал, когда человек сердится на его неверные действия, и когда человек чувствует себя одиноким и робот может его приободрить",- говорят исследователи.

Первые роботы, с которыми работали участники проекта демонстрируют реакции, похожие на поведение птенцов и детенышей некоторых млекопитающих. Все они эмоционально привязаны к первому объекту, который они видят после появления на свет.

Обычно таким объектом является мать. Мы хотим, чтобы робот также следовал за человеком и перенимал его особенности поведения, учился общению с ним",- говорит доктор Канамеро.

Работа над проектом будет проводиться параллельно в нескольких европейских университетах и исследовательских центрах. По завершении исследований ученые намерены создать двух роботов, которые совместят в себе все, чему их научили в разных странах.

Источник:

http://news.bbc.co.uk/go/pr/fr/-/hi/russian/sci/tech/newsid_6390000/6390357.stm

Ноотропные препараты

Вещества нового класса психотропных средств - ноотропы - это лекарства и для больных, и для здоровых. Человечество желает стать моложе, полнее использовать возможности умственных способностей: усилить память, улучшить ее качество, чтобы в старости память служила человеку так же хорошо, как и его интеллектуальные способности.

Общими показаниями для применения ноотропов являются:

·         церебральная ишемия (острая стадия и период реабилитации),

·         черепно-мозговая травма (острая стадия и период реабилитации),

·         коматозное состояние,

·         расстройства интеллектуальной деятельности у детей, страдающих задержкой психического развития в слабой или умеренной форме,

·         трудности в обучении у детей с синдромом дефицита концентрации внимания,

·         синдром хронической усталости,

·         вегето-сосудистая дистония,

·         болезнь Альцгеймера,

·         сосудистая деменция.

Таким образом, особенностью применения ноотропных средств является возможность их использования в равной степени как для больных, так и для здоровых людей в экстремальных ситуациях, при естественном старении, при переутомлении, для проведения "терапии прикрытия" для снятия тяжелого течения "синдрома отмены", а также в качестве антиалкогольных средств ускоряющих выход из делириозного состояния и улучшающих течение постделириозного состояния.

Привлекательность термина "ноотроп" как раз и состоит в том, как отмечает проф. Г.В.Ковалев (1990), что "... ноотроп обращен к разуму, гаснущему либо в связи с патологическими процессами, либо в связи со стрессом, обусловленными физическими, химическими (в том числе алкогольными), биологическими или социальными факторами, действующими на организм человека". В зарубежной литературе, как синоним ноотропных препаратов, иногда используется термин "усилитель когнитивных функций" (cognitive enhancers). Наряду с непосредственным влиянием на нарушенные мнестичекие функции многие ноотропные препараты используются при снижении общего уровня жизнедеятельности человека, возникающего при различных экстремальных воздействиях и заболеваниях (ишемия и травмы мозга, интоксикация, депривация сна, утомление, болевые синдромы, стресс, перинатальные воздействия и др.).

Таким образом, ноотропные препараты улучшают: память, восприятие,  внимание, мышление, ориентацию, а также каждодневную активность.

Ноотропы также называют цереброактивными препаратами, активаторами церебрального метаболизма, препаратами против деменции, нейродинамиками и т. д. Термин ноотропные препараты был предложен Джурджеа в 1972 г. Он также разработал фармакологические характеристики этой гетерогенной группы веществ.

Группа ноотропов определилась в начале 80-х гг., когда после успешного внедрения в лечебную практику первого препарата этого класса пирацетама стали появляться другие ноотропные препараты пирролидонового ряда. В процессе поиска этих ноотропных препаратов было синтезировано более 1600 соединений, из которых более 600 изучено подробно. В настоящее время группа пирролидоновых ноотропных препаратов включает более 10 оригинальных препаратов, наиболее известными из которых являются: пирацетам, оксирацетам, анирацетам, этирацетам, прамирацетам, дупрацетам, ролзирацетам, цебрацетам, нефирацетам, изацетам, детирацетам.

Эти ноотропные препараты, исходя из их химического строения, получили название "рацетамы". Вслед за ними стали определяться и другие семейства ноотропных препаратов, включающие холин; ГАМК-, гпутсилат-, пептидергические и другие вещества, что значительно расширило представление о ноотропах. Как отмечают ТА. Воронина, С.Б.Середенин (1998), возникла серьезная проблема, состоящая в том, что для многих веществ, относимых к группе ноотропных препаратов, улучшение памяти является лишь одним, нередко даже и не доминирующим, компонентом спектра фармакологической активности. Например, ГАМК-ергические ноотропные препараты обладают выраженным противогипоксическим, анксиолитическим, седативным, противосудорожным, миорелаксантным и другими эффектами, что определяется механизмом их действия, а влияние на память не является основным в спектре их фармакологической активности.

Кроме того, ноотропный эффект может возникать как вторичный, например вследствие позитивного влияния на мозговое кровообращение (инстенон, кавинтон). Появление препаратов такого смешанного типа действия вызывает большие проблемы с их отнесением к группе ноотропных препаратов и определением показаний для клинического применения, а неправильное понимание препарата нередко является причиной расхождения результатов клинического и экспериментального изучения.

В связи с вышеизложенным ряд ученых предлагает выделить группу "истинных" ноотропных препаратов, для которых способность улучшать мнестические функции является основным, а иногда и единственным эффектом, и группу ноотропных препаратов смешанного действия ("неистинных" ноотропных препаратов), у которых мнестический эффект дополняется, а нередко и перекрывается другими, не менее значимыми проявлениями действия.

По материалам Никомед Россия-СНГ
www.nycomed.ru

Ноотропики и трансгуманизм

Трансгуманисты вообще очень положительно относятся к использованию ноотропных препаратов. В 1995 году была создана компания BLTC Research (Better Living Through Chemistry). Основатель - Дэвид Пирс, соучредитель Всемирной Трансгуманистической Ассоциации . Цель компании - развитие биохимических и нейрофизиологических технологий для расширения возможностей человека, создания возможности для сознательного контроля человека над собственными мыслительными, эмоциональными и психологическими процессами. Задача-максимум - долгосрочный технологический проект парадайз-инжиниринга, целью которого является справиться с биологическими основами страдания людей и вообще всех наделенными чувствами существ на Земле. Этого можно достичь с помощью исследований в области нейрофизиологии, генной инженерии и дальнейшей перестройки мозга.

Некоторые принципы работы нейропрепаратов.

Высвобождают или блокируют запасы нейротрансмиттеров (таких как допамин, серотонин и многие другие), ускоряют или замедляют их синтез, активизируют или блокируют синаптические рецепторы, стимулируют возвращение нейротрансмиттеров и т.п. Эффекты не всегда целевые, обычно комплексные, потому что любое изменение может влиять на многие аспекты нервной деятельности. Это же создаёт проблему побочных эффектов. Создание подробных моделей мозга (например, как в проекте IBM Blue Brain) позволит лучше понять его работу, следовательно позволит создавать более избирательные (а значит, более эффективные и безопасные) ноотропные препараты.

Побочные эффекты ноотропов

В целом ноотропики являются безопасным классом препаратов. Наиболее опасным  считается риталин. Перед применением Прозака настоятельно рекомендуется проконсультироваться с врачом.

Конкретные ноотропные препараты.

Глицин

ф-и: слабый Anti-depressant, Learning

Глицин - это аминокислота, способствующая улучшению обмена веществ в мозге. Его чрезвычайно много например в мясе курицы, а в одном курином яйце содержится глицина примерно столько же, сколько в упаковке таблеток. Препарат абсолютно безвреден. Обладает успокаивающим эффектом, никакого наркотического действия не имеет. Является пищевой добавкой (код - Е640).

Применение: нарушения мозгового кровообращения; нарушения памяти, мышления, при старении; алкоголизм; вегето-сосудистая дистония. Принимать по 1 таблетке под язык, рассасывать.

При приёме большого (10 и более) кол-ва таблеток - возможен эффект интенсификации сновидений.

Амфетамины

ф-и: Anti-depressant, Stimulant

Амфетамин(список 2), декстроамфетамин и метамфетамин(список 1) являются стимуляторами ЦНС. К 1937-му году амфетамин стал доступен в продаже по рецептам в виде таблеток и принименялся при лечении ADHD. В ВВС США со Второй Мировой войны, и до 1992 амфетамины применяли в качестве "пилюли боеготовности" для пилотов. Имеется информация, что они "негласно" применяются и сейчас (см. например инцидент в ираке). Для обратного эффекта, чтобы помочь пилоту заснуть после Амфетамина, применяли Ambien. Получили широкое распространение у дальнобойщиков, спортсменов, оффисных работников и студентов, а также как средство для лечения умеренной депрессии.

Широко распространены на "чёрном рынке", активно производятся в "подпольных" лабораториях. Амфетамины имеют ряд частых побочных эффектов и могут вызывать привыкание, поэтому их использование опасно и не рекомендуется. В России медицинское использование амфетаминов запрещено.

Пирацетам

ф-и:Cognitive Functions

Впервые синтезирован в 1963 году. Основной механизм действия пирацетама, как и многих других ноотропов, связан с изменением метаболических, биоэнергетических процессов в нервной клетке, повышением скорости оборота информационных макромолекул и активацией синтеза белка. Благодаря своим свойствам пирацетам нашел чрезвычайно широкое применение для лечения различных когнитивных нарушений, в том числе мнестических, возникающих вследствие гипоксии, интоксикации, острого или хронического алкоголизма, травмы и различных дегенеративных поражений мозга и т.п. Пирацетам применяется для увеличения умственной деятельности человека, особенно в пожилом и старческом возрасте; восстановления задержки умственного развития у детей; лечения дизлексии, вестибулярных нарушений, сосудистых заболеваний (ишемическая болезнь сердца, инфаркт миокарда, тромбофлебит, инсульт) и заболеваний крови (анемии), а также для повышения устойчивости организма к экстремальным условиям. Легко растворим в воде, растворим в спирте.

Фенотропил

синонимы: карфедон

ф-и: Cognitive Functions

Оказывает выраженное антиамнестическое действие, активирует интегративную деятельность головного мозга, способствует консолидации памяти, улучшает концентрацию внимания и умственную деятельность, облегчает процессы обучения, ускоряет передачу информации между полушариями головного мозга, повышает устойчивость тканей мозга к гипоксии и токсическим воздействиям, обладает противосудорожным действием и анксиолитической активностью, регулирует процессы активации и торможения ЦНС, улучшает настроение.

Создан группой специалистов Института медико-биологических проблем РАН. Изначально разрабатывался для нормализации психоэмоционального состояния космонавтов и увеличения их работоспособности.

Режим дозирования устанавливают индивидуально.

Модафинил

ф-и: Stimulant

Был синтезирован в конце 70х годов прошлого века французской фармацевтической компанией Lafon Group. В 1986 г.в результате испытаний выяснилось, что препарат не только противостоит нарколепсии, но и просто отключает на некоторое время потребность во сне. В 1994 г. во Франции начался выпуск таблеток на его основе. В 1993 году Lafon Group продала права на использование этого лекарственного препарата на территории США фирме Cephalon. Под названием "провигил" в декабре 1998 г. FDA разрешило продажу модафинила как средства для лечения нарколепсии.

Не прошел регистрацию Минздрава РФ, поэтому купить его в российских аптеках нельзя.

При испытаниях на пилотах вертолётов, пилоты, получавшие 600 мг Модафинила за 3 дозы, сохраняли боеготовность в режиме сна "8 часов сна за 88 часов". На других испытаниях, пилоты истребителей F-117, лишённые сна и получившие 300 мг модафинила (3 дозы по 100), сохранили примерно 27 процентов навыка управления самолётом.

За время его исследований и продажи (Alertec, Provigil) не было выявлено побочных эффектов, кроме редких случаев легкой тошноты и головной боли.

На данный момент, модафинил считается безопаснее кофеина и эффективнее амфетаминов.

Дополнительно: см инструкция к применению и доп. информация

Риталин

ф-и: Stimulant

В США относится к классу Schedule II (без рецепта не купить), в России - внесён в 1 список.

Используется в лечении ADHD (от ADHD страдает 3-5% населения). Успокаивает, повышает концентрацию внимания. Используется как наркотический препарат ("детский кокаин") и стимулянт. Очень популярен (как для лечения, так и для иных целей). Используется многими студентами и школьниками в США для повышения успеваемости. Может вызывать побочные эффекты.(Осложнения обусловлены нерастворимыми наполнителями, используемыми в таблетках. При введении эти материалы блокируют маленькие кровеносные сосуды, причиняя серьёзный вред лёгким и сетчатке глаза .Также он производит увеличение уровня скорости сердца и кровяного давления вследствие приёма больших доз, и способен привести к серьёзной психологической зависимости ..)

Прозак

ф-и: anti-depressant

Один из самых знаменитых антидепрессантов в мире, предписанный к применению более 54 миллионам человек. Прозак начал продаваться в Бельгии в 1986 г. В США в январе 1988 г.

Активное вещество - флуоксетина гидрохлорид. Механизм действия связан со специфическим ингибированием обратного захвата серотонина. Стойкий клинический эффект развивается через 2 нед. постоянного приема препарата.

Побочные эффекты при приеме ПРОЗАКА развиваются редко, в слабой форме и полностью исчезают через 2-4 недели после начала приема препарата.

Семакс

ф-и:Cognitive Functions, Memory

Ноотропный препарат Семакс разработан в Институте молекулярной генетики Российской академии наук, где налажено его промышленное производство. Это препарат на основе природных аминокислот, не имеет гормонального воздействия на организм, не имеет аллергического и иммунотоксичного эффекта.

Семакс улучшает показатели интеллекта и памяти здоровых людей, в особенности у лиц, занятых на тяжелых физических работах и ответственных работах, требующих высокой сосредоточенности; при реабилитации пациентов с расстройствами памяти и моторных навыков в результате мозгового инсульта, вследствие травм головы, при болезнях Паркинсона, Хантингтона.

С 1994 по 1996 клинические испытания (1000 человек) доказали, что Семакс можно прописывать здоровым людям с целью поднять адаптационные способности организма для работы в условиях эмоциональных, психических и физических перегрузках. 28 марта 1996 г. препарат получил одобрение от Министерства Здравоохранения РФ.

Аминалон

ф-и: Memory, Learning

Повышает дыхательную активность тканей мозга, улучшает утилизацию глюкозы, улучшает кровоснабжение мозга. В основном применяют при недостаточном кровоснабжении мозга.

DMAE (2-диметиламиноэтанол)

ф-и: Memory, Learning, Anti-aging

Улучшает память и способность к обучению. Стимулирует продукцию холина, необходимого для нормальной функции мозга.

DMAE - это вещество, улучшающее память; оно встречается в ряде препаратов, которые известны тем, что стабилизируют клеточные мембраны. Деградация клеточной мембраны является одним из первичных механизмов старения организма, в то время как DMAE - это предшественник холина и ацетилхолина и, как было доказано, преодолевает гематоэнцефалический барьер быстрее, чем холин. Именно холин, находящийся внутри клеток, превращается в фосфатидилхолин, который используется для строения и восстановления клеточных мембран, особенно в головном мозге. DMAE при попадании в организм, превращается в ацетилхолин (от недостатка ацетилхолина возникают: вялость, усталость, депрессия, замедленная реакция, затруднения в мышлении, плохая память, раздражительность и проч.)

Повышает энергетический статус организма, в связи с этим используется спортсменами. Повышает упругость кожи, её тонус, внешний вид. В срок от нескольких месяцев до 2 лет удаляет из клеток организма до половины и более токсичного пигмента "липофусцин". Значительно улучшает свойства крови - захват и перенос кислорода к тканям.

Диапазон дозировок DMAE составляет от 100 до 1500 мг в сутки.

Для продления жизни рекомендуется ограничиться дозировкой 300-450 мг в сутки, длительными курсами по несколько месяцев. Для улучшения общего состояния, повышения умственных и физических способностей курсами по 1-3 мес. по 500-1000 мг и более в сутки. Начинать приём с небольших доз с постепенным увеличением. Принимают утром и днём. При хорошей переносимости можно до еды, в противном случае во время еды.

О том, что препарат действует эффективно, можно узнать по таким явлениям, как более глубокий сон и реалистичные сновидения, лёгкое подёргивание мышц, лучшая концентрация внимания. Эти эффекты, как правило наступают при употреблении препарата от 450 мг/день и более.

Мелатонин

Синоним: мелаксен

ф-и: sleep regulator, anti-aging

В организме мелатонин вырабатывается эпифизом, его главной функцией является способность руководить суточным ритмом организма человека. Исследованиями с 1960 гг. учёные обнаружили, что мелатонин обладает ещё целым рядом свойств - животные с удалённым эпифизом старели заметно быстрее, чем нормальные животные, а введение в организм обычных животных вытяжки полученной из железы эпифиза, приводило к существенному продлению жизни. Постепенно было установлено, что мелатонин, кроме того, что существенно продлевает жизнь, обладает следующими важными и полезными свойствами:

·         Обладает мощным антиоксидантным действием

·         Защищает организм от раковых опухолей.

·         Снижает уровень холестерина в крови.

·         Повышает иммунитет.

·         Действует как сильный адаптоген.

·         Продлевает активную сексуальную жизнь, купирует проявление климактерического синдрома

·          дольше сохраняет потенцию и т.п.

·         Способствует нормализации артериального давления.

·         Помогает при бессоннице, при сезонной депрессии и др.

Причина всех этих свойств - мелатонин повышает чувствительность гипоталамуса, что приводит к сдвигу обмена веществ в сторону характерную для более молодого организма. В достаточном количестве мелатонин вырабатывается лишь до 20 лет, а затем выработка этого гормона всё больше уменьшается, что неуклонно ведёт организм к старению.

Selegiline

Синонимы: Депренил, Селгин, Селегос, Элдеприл, Юмекс, Deprenyl, Eldepryl, Selgin, Selgos, Tumex, Jumex.

ф-и: Memory, Intelligence

МАО-ингибитор избирательного действия; применяется для лечения паркинсонизма. Назначается внутрь. Считается, что селегилин тормозит разложение дофамина в организме. Возможные побочные эффекты: обморок при резком изменении положения тела с горизонтального на вертикальное, тошнота, непроизвольные движения и спутанность сознания.

HGH

синоним: гормон роста

ф-и: Anti-aging

Инсулиноподобный фактор роста-1 - это гормон, который вырабатывается в печени под действием соматотропного гормона гипофиза. Большее количество его - вырабатывается ночью. После 30 лет выработка его снижается в среднем на 3-5% в год. Проведенные недавно исследования по применению HGh в клиниках США обнаружили повышение в организме фактора роста на 45,5%, что означает омоложение организма на 15-20 лет.

До недавнего времени инсулиноподобный фактор роста-1 вводили только в виде инъекций в специальных медицинских центрах, т.к. фактор является чистым белковым веществом, и при приеме внутрь разрушается ферментами желудочно-кишечного тракта. Ученые создали HGh в другой форме, которую можно применять через рот.

HGh можно применять детям после 12 лет при замедленном росте, а взрослым (после 30-35 лет) для предотвращения старения организма и развития тяжелых хронических заболеваний, для поддержания нормального веса, для активации мозга, нормализации сна и подъема настроения, для улучшения памяти, для увеличения физической силы и выносливости, для исчезновения морщин.

В состав HGh входит ниацин, который дополняет эффект омоложения, так как нормализует уровень холестерина в крови, участвует в реакциях, при которых сахар и жир превращается в энергию, участвует в превращении жиров в эйкозаноиды, способствующие разжижению крови.

Также повысить производство HGH помогает препарат XNGF (Xtreme Natural Growth Factor). Он содержит Mucuna pruriens, Alpha-GPC и Bacopa Monniera.

Травы и ягоды

Травы обладающие ноотропическим эффектом (эффективность, разумеется, мизерная):

Гинко билоба - увеличивает кровяной поток к конечностям и головному мозгу

Элеутерококк (Сибирский женьшень) - тоник и адаптоген, который нормализует состояние при стрессах, увеличивает умственные способности

Дополнительно: см. фотоленту "5 продуктов которые усиливают умственные способности"

Привычные "натуральные ноотропики"

Горький шоколад. Действующее вещество: серотонин. Это антидепрессант, поддерживает хорошее настроение, не влияет ни на концентрацию, ни на сон.

Крепкий кофе. Кофеин — стимулятор быстрого действия, на концентрацию внимания не влияет, в течение часа–полутора возбуждение сменяются торможением, поэтому немедленный повторный прием эффекта не дает, и для бессонной ночи он не годится. Кроме того, к кофеину очень быстро развивается привыкание, для достижения желаемого эффекта потребуется увеличение дозы, что для сердечной мышцы может стать фатальным.

Очень сладкий чай. Действующее вещество: сахароза. Это самый простой из сложных углеводов. Быстро и при мизерных энергозатратах она расщепляется на две идентичные молекулы глюкозы, энергетическая ценность каждой их которых, в свою очередь, напротив, чрезвычайно высока. Для мозга это чистейшее топливо, многократно повышающее концентрацию и работоспособность. Но за количеством глюкозы в крови следит поджелудочная железа, поэтому на резкое повышение количества глюкозы следует немедленная лошадиная доза инсулина, который её связывает. Но главное — поджелудочная не умеет вычислять, когда уровень глюкозы растёт, а когда падает, поэтому качает инсулин даже тогда, когда его количество уже в избытке. "Избыточный" инсулин связывает уже последнюю, жизненно необходимую для мозга глюкозу и последний начинает испытывать колоссальный энергетический голод. В результате вместо кратковременного повышения работоспособности получаем долговременную заторможенность и неодолимую сонливость.

По материалам сайта Российского Трансгуманистического Движения Имморталистов

Источник: http://dirty.ru/comments/51128/