Глобальные Новости Высоких Технологий.

Нанотехнологии.

Инспекторы из трубок находят трещины в мостах

Ещё один мост рухнул. Теперь в Китае. Незадолго до этого мост обрушился в Штатах. Вообще же выясняется, что проблемные мосты в отдельных странах исчисляются десятками тысяч. И, разумеется, о безопасности данных сооружений говорят нынче все кому не лень. Стало быть, на этом трагическом фоне полезно обратить внимание на перспективную разработку американских учёных.

В инженерном колледже университета Мичигана (College of Engineering) придумана новая "краска" для самолётов, мостов и различных зданий. Группа учёных под руководством профессора Джерома Линча (Jerome Lynch) разработала покрытие, которым можно "покрасить" поверхность, требующую контроля на предмет внутренних, а также поверхностных, но невидимых глазу дефектов, трещин и ржавчины.

В пресс-релизе университета отмечено, что подобное изобретение не только облегчит жизнь инспекторов, проверяющих строения и летательные аппараты визуально, но и поможет предотвратить катастрофу, схожую с той, что недавно произошла в Миннеаполисе (напомним, что там 1 августа обрушился мост через Миссисипи).

Сегодня большинство мостов в мире внимательно изучается лишь раз в два года (а в нашей стране, пожалуй, и того реже), и тщательная проверка проводится лишь в том случае, если инспектор (на глаз) заметит некие "сигналы опасности". Самолёты и ракеты проверяются чаще, но в ходе планового осмотра сложно заметить все потенциальные проблемы.

Чтобы решить эту проблему, учёные использовали устойчивый к механическому воздействию композитный материал, который представляет собой сети углеродных нанотрубок, расположенные между слоями полимерного материала. Каждый такой слой нанотрубок способен реагировать на изменение различных параметров, например, pH, механическое напряжение проверяемой поверхности, влажность или свет.

Таким образом, данный материал обладает сенсорными свойствами и может применяться в разных областях.

Линч в сотрудничестве с профессором химического машиностроения Николасом Котовым (Nicholas Kotov) и его командой придумал, как заставить различные слои проявлять разные сенсорные свойства. Например, один слой нанотрубок стал чувствителен к изменению кислотности металла (что сигнализирует о начале коррозийного процесса), другой – к изменению напряжений внутри него.

По периметру "окрашенной" поверхности специалисты расположили электрические контакты, которые соединены с микропроцессором или крошечным компьютером. Чтобы считать информацию о том, что происходит на поверхности, а также под ней, учёный (или инспектор) посылает электрический ток через слой нанотрубок. Коррозия (так же, как и различные трещины) изменяет поведение электронов, проходящих через слой, что, в свою очередь, вызывает изменение объёмной электропроводности этих слоёв.

Затем микропроцессор строит двумерную визуальную картину распределения электропроводности, на которой сразу становятся заметны любые изменения. И благодаря высокой чувствительности новинки даже те, что не видны человеческому глазу.

Одним из достижений данной группы учёных является использование метода биоимпедансной томографии (Electrical Impedance Tomography — EIT) для построения двумерной картины распределения объёмной электропроводности композита.

Внешний вид нового материала (слева): белые полосы, видимо, показывают местоположение трещин в повреждённом элементе из цемента; а так выглядит "карта" электропроводности (справа) (фото University of Michigan).

Этот метод позволяет не только определять отклик структуры на внешние факторы, но и измерять его величину.

Кстати, подробности о работе прототипа читайте в статье, опубликованной в журнале Nanotechnology.

Однако картину мало построить, её ещё надо передать. Для этого учёные предлагают систему беспроводных "узлов связи", помещённых вдоль всего моста.

Каждый такой узел также будет иметь микропроцессор, анализирующий поступающую информацию и периодически пересылающий её через беспроводную сеть на ближайший сервер. Серверный компьютер будет выделять те участки, которые требуют пристального осмотра. Кроме того, он может подавать сигналы тревоги: от предположения о необходимом ремонте до экстренного закрытия моста.

Кстати, такая система узлов разработана Линчем и его командой уже достаточно давно и даже испытывалась на мосту Geumdang в Южной Корее (смотрите PDF-документ) и на Alamosa Canyon Bridge в Нью-Мехико, США (ещё один PDF). Но это был ранний вариант системы, развитие которой далеко не окончено.

Информацию о работе этого необычного устройства можно найти в этой статье (журнал Structure and Infrastructure Engineering).

Сам образец (a) материала и "карта" проводимости материала, подверженного действию растворов с различным значением pH: (b) от 7 до 9, (с) от 7 до 5. Чем темнее цвет, тем больше проводимость (иллюстрация Jerome Lynch).

"Подобная система будет давать вам полное представление о "состоянии здоровья" моста или здания", — полагает Джером Линч.

По его словам, использование данной разработки, во-первых, значительно удешевит процесс контроля над строением, а во-вторых, может свести работу инспектора к нажиманию нужной кнопки. Система сама будет считывать данные и строить изображение, а затем передавать его по беспроводной связи инспектору.

Таким образом, удастся сэкономить не только его время, но и деньги, которые обычно тратятся на дополнительные физические проверки, не говоря уже о повышении безопасности проверяемых объектов.

Как утверждает Линч, "новизна данной разработки в том, что проверяющий человек может получить не точечную, а распределённую картину исследуемой поверхности".

Внешний вид "узлов связи" (фото Jerome Lynch, University of Michigan).

Учёный надеется, что его изобретение найдёт своё применение и во внеземном пространстве, где визуальная проверка различных поверхностей на предмет повреждений порой связана с рискованным выходом в открытый космос. В случае же оснащения некоторых из них изобретением Линча риска в работе космонавтов стало бы значительно меньше.

Правда, не только плюсы, но и минусы есть у новинки. Например, пока не ясно, какие ошибки будут появляться в картине распределения электропроводности, если считывающие электроды расположить не равноудалено друг от друга (в прошедших тестах электроды находились точно на расстоянии 2 миллиметров). Также не ясно, как огромные площади конструкций моста покрыть полимерным слоем равномерно (для правильной работы томографического анализа необходимо точно знать, какова толщина слоя "краски").

Ещё один непонятный момент: какое количество электродов понадобиться для подобных площадей? Ведь от числа электродов зависит разрешение, а значит — и точность проводимого анализа поверхности. При этом для квадрата "краски" всего лишь 25 на 25 миллиметров учёными было использовано 32 электрода.

А может ли данный материал с той же точностью анализировать состояние подводной части моста, если на него влияет влажность? (фото с сайта bridgeandtunnelclub.com).

Внешне материал непрозрачный и чёрный, видимо, чтобы на результат измерений не повлиял солнечный свет. Но что будет с ним под постоянным воздействием солнечных лучей (скажем, если мост будет в Калифорнии)? И как это отразится на результатах измерений?

Вопросов много. Но сейчас учёные работают над созданием полнофункциональной системы на беспроводных сенсорах и, по всей видимости, хотят дать таким образом на них ответы.

Кроме того, они ищут партнёров для вывода новинки на рынок. И, скорее всего, найдут, так как сегодня трещины и коррозия (как скрытые, так и внешние) угрожают более чем 73 тысячам мостов в одних только Штатах.

Самосборка наночастиц как инструмент отображение опухоли

Опубликовано dimvovich в 26 июль, 2007 - 17:40.

Созданы самособирающиеся наночастицы, которые содержат два различных типа агентов отображения, а также покрыты пептидом, который избирательно связывается с клетками опухоли. Используя различные возможности молекул для взаимодействия и связи между собой, команда исследователей из Центра Превосходства Нанотехнологии Рака (Carolina Center of Cancer Nanotechnology Excellence) создала наночастицы, которые собирают себя слой слоем. Венбин Лин (Wenbin Lin) из Университета Северной Каролины в Чапер Хилл (The University of North Carolina at Chapel Hill) проводит исследования по развитию относительно простой и универсальной стратегии создания многофункциональных наночастиц, способных к связыванию с определенными типами клеток. Исследователи использовали стратегию самосборки, при которой по-разному заряженные компоненты наночастиц соединяются, максимизируя взаимодействие положительных и отрицательных зарядов. Мягкое химическое окружение, требуемое для самосборки слой за слоем, позволила исследователям создать многофункциональные наночастицы, не волнуясь о повреждении рецепторов и молекул отображения, которые они также хотели включить в наночастицы. В данной работе Лин и коллеги создали наночастицы на основе кварца, содержащего флуоресцентный краситель и контрастное вещество для магнитного резонанса. Исследователи добавили пептид, избирательно связывающийся с опухолью, известный как RGD, к поверхности наночастицы. Испытания с полученными наночастицами показали, что наночатицы были способны различить человеческие раковые клетки толстой кишки и нормальные клетки. А наночастицы, покрытые пептидом, который не связывается избирательно с раковыми клетками, не показывали такую специфичность. Исследователи контролировали поведение наночастиц флуоресцентными методами и магнитным резонансом. Эта работа поддержана Союзом для Нанотехнологии в Раке Национального Института Рака (National Cancer Institute's A­lliance for Nanotechnology in Cancer) и описана в статье «Самособирающиеся гибридные наночастицы для многомодального отображения рака» («Self-assembled hybrid nanoparticles for cancer-specific multimodal imaging»). Резюме статьи доступно через PubMed.

Источник(и): http://nano.can­cer.gov/…7—07—2­3a.asp

Нейрочип впервые будет полностью управлять нервной клеткой

Опубликовано Svidinenko в 10 июль, 2007 - 18:32.

Живой нейрон трудно "приручить"

Как установили ученые из NASA, отдельно стоящие углеродные нановолокна (CNFs) могут улучшить биологическую совместимость нейроимплантантов.

Как сообщает Джун Ли (Jun Li), исследователь из NASA, его командой разработан новый вид наноматериала, который обладает достаточно хорошей биологической совместимостью с нервной тканью.

Кроме того, в перспективе ученые планируют изготовить нейрочип, способный выполнять различные нервные функции. Например, с его помощью можно будет облегчить жизнь людям с заболеваниями Паркинсона.

Вообще-то, биологически совместимые нейроинтерфейсы достаточно трудно изготовить из-за различных технологических трудностей. Ранее ученые из Германии демонстрировали in vitro прототип нейрочипа, однако пока рано говорить о его клиническом использовании, не говоря уже о массовом производстве.

Производство нейроимплантантов требует специальных наноматериалов, которые будут отличаться рядом специфических характеристик: начиная от электропроводимости и заканчивая механической гибкостью.

Рис. 1. Нейрон на поверхности из вертикально-ориентированных нановолокон (CNFs)

Как сообщает Ли, часть трудностей по созданию нейроимпланта удалось преодолеть, используя новый наноматериал – матрицу вертикально расположенных нановолокон.

Углеродные наноструктуры обычно трудно получить в «упорядоченном» виде, чаще всего у ученых получаются «пучки» из нановолокон и нанотрубок. Однако Джуну и его коллегам удалось получить упорядоченную структуру из нановолокон методом химического осаждения пара, используя плазму и никелевые катализаторы.

Катализатор разместили на покрытой пленкой хрома (толщиной 200 нанометров) кремниевой подложке (вафле). После процедуры химического осаждения на подложке вырос «лес» из отдельно стоящих нановолокон диаметром от 30 до 1150 нанометров и длиной около 7 микрон.

Как сообщает Ли, нановолокна отличаются гибкостью, а это очень важный критерий для нейроимплантов. Чем жестче наноматериал, тем хуже его биологическая совместимость с нервной тканью.

На полученную поверхность с ворсяной структурой, отдельные «ворсинки» которой являлись углеродными нановолокнами, ученые поместили культуру человеческих нейронов PC12.

Открытая архитектура поверхности наноматериала позволяет достигать точного контакта для отдельно взятой нервной клетки и определенных волокон. Более того, культура нейронов, которую ученые в эксперименте исследовали на углеродном «ворсе», смогли сформировать нейросеть, что говорит о хорошей биологической совместимости нового материала.

Так как каждый контакт отдельного волокна с нейроном достаточно мал, то ученые надеются разработать мультиплексную систему, которая сможет обмениваться большим количеством данных с клеткой. Помимо электрической стимуляции, будущий нейрочип сможет записывать электрическое состояние нейрона и вести запись электрохимического процесса образования нейротрансмиттеров.

Как говорит Ли, нейрочип сможет обрабатывать всю информацию, полученную от клетки, в реальном времени, что еще на один шаг приблизит ученых к созданию рабочих нейроимплантантов.

Свидиненко Юрий

Источник(и):

Nanotechweb: Vertical nanofibres point towards neural interface

Квантовые кораллы - не только наука, но и искусство

Опубликовано Svidinenko в 17 август, 2007 - 13:16.

Квантовый "стадион"

Выставка компании IBM в Александрии началась с демонстрации компьютерных изображений квантовых кораллов нового типа. Тем самым компания IBM хочет показать, что до сих пор является флагманом в манипулировании материей на атомном уровне.

Не секрет, что специалисты именно IBM впервые в мире смогли манипулировать отдельными атомами, и в восьмидесятых годах прошлого века составить из атомов ксенона логотип компании.

Теперь же, на выставке в Музее Патентов и Торговых Марок США в Александрии, штат Виржиния, продемонстрировали новую hand-made наноструктуру, которую удалось создать с помощью специального микроскопа. За его разработку и конструирование низкотемпературного сканирующего туннельного микроскопа Герд Бинниг (Gerd Binnig) и Генрих Рорер (Heinrich Rohrer) из лаборатории IBM's Zurich Research Laboratory в Швейцарии, получили в 1986 году Нобелевскую премию.

Рис. 1. Логотип IBM из атомов ксенона

С тех пор ученые работали над совершенствованием технологии манипулирования материей на атомарном уровне. Работы ученых касаются не только новых материалов и логотипов, в основном их усилия направлены на создание вычислительных систем нового поколения, в которых молекулярные ключи будут работать в качестве транзисторов. Такая молекулярная электроника не только откроет невиданные ранее перспективы для потребительского рынка, но и станет основой для совершенно новых устройств, которые невозможны на базе современной электроники.

Рис. 2. СТМ-изображение одного из первых квантовых кораллов

Кроме микроскопии, сканирующий туннельный микроскоп также может отображать плотность распределения электронов на поверхности металлов. Благодаря этому полезному свойству СТМ, ученые Мишель Кромми (Michael Crommie), Крис Латц (Chris Lutz) и Дон Эйглер (Don Eigler) смогли изменять квантовое состояние электронов для того, чтобы в результате получить «квантовый коралл» необходимой конфигурации.

На выставке в Александрии ученые продемонстрировали несколько работ, связанных с различными квантовыми состояниями «квантовых кораллов». Так, например, еще раньше круговой квантовый коралл был создан «вручную» из 48 атомов железа. СТМ-изображения круговых колец внутри коралла хорошо отобразили состояния электронов, захваченных внутри.

Рис. 3. Квантовый коралл, представленный на выставке

Новым словом в квантовых кораллах было моделирование с их помощью квантового хаоса. Это достижение само по себе можно охарактеризовать не только как достижение квантовой физики, но и как новое слово в искусстве, благодаря фантастическим изображениям квантовых кораллов. Доном Эйглером и его коллегами был создан квантовый коралл в виде «стадиона», в котором ученые смогли обнаружить специфические для квантового хаоса конфигурации электронных состояний, известные как «рубцы» (scarring).

Как говорят ученые, изучение и создание этих квантовых систем и их вариаций позволит значительно приблизиться к молекулярным компьютерам и устройствам на их основе. Следующим шагом ученых будет создание более сложных квантовых кораллов.

Свидиненко Юрий

Источник(и):

PhysOrg: Next Up The Nano Lisa

Биотехнологии.

Матка на чипе

Опубликовано: chub , Дата размещения: Jul-27-2007

«Искусственная матка» (правда, пока микроскопическая) – микрожидкостной биочип, содержащий клетки эпителия матки, может повысить эффективность экстракорпорального оплодотворения. В нем созданы лучшие, чем при существующих методах, условия для развития эмбриона до стадии, на которой их можно перенести в организм настоящей или суррогатной матери или заморозить для последующей имплантации.

Несмотря на прогресс в области оплодотворения яйцеклеток и культивации преимплантационных эмбрионов, условия «в пробирке» далеко не полностью имитируют условия в материнском организме. Особенно сильно влияют на состояние яйцеклеток и эмбрионов неизбежные изменения температуры и кислотности среды, что приводит к сбоям в процессе развития оплодотворенной клетки.

Ученые Токийского университета под руководством профессора Теруо Фуджи (Teruo Fujii) разработали биочип, в который, несмотря на миниатюрные размеры (2×2×0,5 мм), могут поместиться до 20 яйцеклеток. Их можно одновременно оплодотворить и дорастить эмбрионы до нужного числа клеток.

Главное отличие разработки японских ученых от существующих методик состоит в том, что миниатюрном биореакторе находится культура клеток человеческого эндометрия, которые выделяют натуральные факторы роста и другие биологически активные вещества, имитирующие естественную для развивающихся эмбрионов среду.

Эксперименты на мышах показали бОльшую эффективность биочипа по сравнению с традиционным способом «микрокапли», при котором оплодотворенные яйцеклетки вместе с небольшим количеством культуральной жидкости помещаются в оболочку из минерального масла. В «матке на чипе» из 50 оплодотворенных мышиных яйцеклеток 30 образовались полноценные эмбрионы, а в «микрокаплях» удалось получить лишь 26.

В другом эксперименте, в котором исследователи имплантировали выращенные обоими способами эмбрионы в матки мышей, здоровые зародыши образовались из 44% эмбрионов, культивированных в искусственной матки и только 40% эмбрионов из «микрокапель».

Эксперименты с человеческими эмбрионами группа Фуджи планирует начать уже в конце этого года. Кроме того, этот метод можно использовать для клонирования и выращивания генетически модифицированных животных, а также для работы со стволовыми клетками.

Специалисты могут прочитать тезисы доклада J. Mizuno et al. Human ART on chip: development of microfluidic device for IVF & IVC на недавней конференции European Society of Human Reproduction and Embryology.

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

Мечтаете о долголетии и активной старости? Снизьте количество инсулина в мозге!
Препараты, избирательно регулирующие количество инсулина в мозге, могут не только предотвратить развитие многих ассоциированных со старением заболеваний, но и увеличить продолжительность жизни. А пока их разрабатывают, не забывайте о диете и физкультуре :)

Инсулин стимулирует поглощение содержащейся в крови глюкозы клетками. При снижении чувствительности клеток к инсулину, что часто происходит при старении организма и увеличении массы тела, поджелудочная железа в качестве компенсации начинает синтезировать большее количество этого гормона. Долгое время считалось, что усиление синтеза инсулина оказывает положительное влияние на организм.

Недавно специалисты высказали мнение, что избыток инсулина может оказывать отрицательное влияние на мозг. Эксперименты на червях Caenorhabditis elegans и мушках-дрозофилах показали, что снижение уровня инсулина увеличивает продолжительность жизни. Однако подавление инсулинового сигнального механизма в организме млекопитающих может вызвать развитие смертельно опасного диабета.

Ученые Бостонской детской больницы, работающие под руководством доктора Морриса Уайта (Morris White), решили проверить гипотезу, согласно которой для объяснения этого парадокса и одновременного увеличения продолжительности жизни и улучшения состояния здоровья необходимо локально снизить активность инсулина в мозге.

Авторы оценили продолжительность жизни и другие характеристики трех пород мышей. Для одной породы был характерен нормальный уровень инсулина в тканях мозга, две другие (генетически модифицированные) отличались низкой активностью инсулин-опосредованных механизмов в мозге за счет сниженного уровня белка Irs2, выполняющего роль посредника между инсулином и клетками.



По мере старения и увеличения массы тела чувствительность животных к инсулину снижалась, и, соответственно, большее его количество воздействовало на мозг. При этом трансгенные мыши со сниженной активностью инсулина в мозге жили на 18% дольше нормальных животных. Кроме того, такие животные были гораздо более активными в пожилом возрасте, сохраняли характерные для молодого организма метаболические циклы (сжигание углеводов в дневное время и жиров – в ночное) и высокие уровни антиоксидантных ферментов, в том числе супреоксиддисмутазы, обеспечивающих защиту организма и мозга в частности от окислительного стресса.

Для мышей группы контроля, напротив, было характерно снижение подвижности, утрата метаболических ритмов молодого возраста и антиоксидантных ферментов. Последний фактор способствует усилению повреждающих клетки процессов, ассоциированных с развитием атеросклероза, болезни Альцгеймера и онкологических заболеваний.

Авторы считают, что препараты, избирательно регулирующие активность белка Irs2 в мозге, могут не только предотвратить развитие многих ассоциированных со старением заболеваний, но и увеличить продолжительность жизни. Однако, к сожалению, на настоящий момент таких средств не существует.

Наиболее простой выход из положения – следовать традиционным советам врачей: умеренность в еде и упражнения. Регулярная физическая активность возвращает клеткам утрачиваемую при старении и увеличении веса чувствительность к инсулину, а употребление небольших порций пищи поддерживает низкий уровень инсулина в крови и, соответственно, снижает его воздействие на мозг.

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

Виртуальное анатомическое пособие

               Микропроцессоры позволят врачам лучше узнать человеческий организм

Он дышит, он из плоти и крови. Его можно ранить, с него можно снять покровы и расчленить. Он манекен, подопытный кролик и доброволец для испытания лекарств в одном лице. Вскоре можно будет проводить медицинские эксперименты на "живой кукле", не рискуя попасть за решетку, не причиняя никому ни толики страданий и не мучаясь угрызениями совести. Так говорит доктор Марко Вицеконти из Rizzoli Orthopaedic Institute в Болонье.

Способы тестирования, которыми мы в настоящее время располагаем, проводятся на трупах, животных и людях, что вызывает споры об их этичности и приемлемости. На этой неделе доктор Вицеконти и сотни экспертов со всего мира собрались в Брюсселе, чтобы обсудить проект по созданию виртуального физиологического человека (virtual physiological human – VPH), который должен объединить усилия по компьютерному моделированию работы органов человека и созданию виртуального тела.

Ученые мечтают, что в один прекрасный день их усилия приведут к созданию компьютерной модели, в жилах которой будет течь такая же кровь, как и у нас. Она будет обладать теми же свойствами свертываемости, с соответствующим движением лейкоцитов к поврежденному месту. Биохимические реакции стресса будут происходить с выделением гормонов. На виртуальном человеке можно испытывать лекарства против образования рубцов, ожогов и заживляющие средства. Его можно расчленять и исследовать в таких подробностях, какие раньше и представить себе было нельзя: увидеть расширение кровеносных сосудов, ток крови и хлопанье поврежденного сердечного клапана. Программное обеспечение виртуальной реальности позволит ученым совершить прогулку по его органам изнутри, пуститься в фантастическое путешествие по отдельной клетке, рассмотреть ее "энергетические станции" - митохондрии или экспериментально менять молекулы местами. Можно будет даже увидеть, как кровь меняет цвет, проходя через легкие.

Хотя невозможно создать настоящую виртуальную модель человека – начиная от генов и белков внутри клетки и заканчивая телесной системой в целом, доктор Вицеконти полагает, что даже частичное воплощение поможет научным исследованиям. Врачам необходимо такое компьютерное анимированное существо, потому что пока они мало знают о мириадах взаимодействий и зависимостей, которые происходят в нашем организме: как кровь, поступающая к месту перелома, влияет на скорость срастания кости, как на работу сердца влияет выраженность некоторых генов и каким образом на физическую активность и гормональный баланс влияют излишний вес или остеопороз.

Традиционный способ изучения человеческого тела предполагает сведение его к более простым элементам. Ученые охотятся за десятками тысяч генов и их вариантами, которые образуют еще большее количество белковых составляющих, изучают сердце и сердечно-сосудистую систему «в отрыве» от мышц и костей, рассматривают мышечные сокращения отдельно от генов в мышцах и так далее. Короче говоря, они рисуют грубую карикатуру на то, как работают различные части тела.

Благодаря развитию современных компьютерных технологий и поразительным достижениям клеточной биологии мы можем собрать Шалтая-Болтая из тысячи кусочков. Виртуальные органы обретают форму внутри микропроцессоров по всему миру. Хоть это и звучит дико футуристически, у VPH уже бьется сердце. Оно разработано начиная от отдельных клеток до его четырех отделений. За это нужно сказать спасибо профессору Денису Ноблу из Оксфордского университета, который положил начало данным разработкам двумя статьями, описывающими первые математические модели клеток сердца. Они были опубликованы в 1960 году в журнале Nature.

Все процессы – электрические, химические, механические, – связанные с сокращением сердечной мышцы, были сравнительно хорошо изучены к 1980-м годам, когда профессор Нобл создал компьютерную модель живой сердечной клетки совместно с Дарио ди Франческо из Милана. Для этого они написали программу, основанную на математической модели, которая отражает ключевые химические процессы в клетке. Среди них самыми важными являются каналы, по которым проводятся электрические импульсы от клеток и к ним. Проводники сигналов - специальные белки, которые переносят атомы с электрическим зарядом, называемые ионами. Наибольшее значение имеет кальциевый канал, который переводит «аккумулятор энергии» - молекулы ATФ - через сложную цепочку процессов в биение сердца.

20 лет назад компьютеры требовали очень много времени, чтобы имитировать движение даже отдельной клетки: компьютер Нобла затрачивал около 100 секунд на воссоздание одной секунды сердечной деятельности. В 1993 году Нобл стал работать совместно с профессором Рэймондом Уинслоу из Университета Джона Хопкинса и биоинженером Питером Хантером из Университета Окленда, чтобы представить настоящее виртуальное сердце. Команда Kiwi миллиметр за миллиметром исследовала устройство сердца, измеряя и моделируя расположение мышечных волокон каждого слоя. Все это воспроизводилось на мощном компьютере. Теперь миллиарды клеток отражаются в миллиардах точек системы координат на кремниевом кристалле, так что виртуальное сердце может обрабатывать виртуальные глюкозу и кислород.

«Что касается воссоздания сердечного приступа, то это вполне реально, - говорит Нобл. – Мы подозреваем, что смоделировали только около 2% генов и белков, вовлеченных в этот процесс, так что за нами еще 98%». Работы еще хоть отбавляй, но тем не менее уже сделаны важные открытия.

Когда компания "Хоффман-Ла Рош" проводила клинические испытания своего препарата Posicor (мибефрадил) в 1997 году, на электрокардиограммах некоторых подопытных появился всплеск. Нобл «скормил» это вещество своему виртуальному сердцу, и с ним произошло то же самое. Поэтому профессор согласился с благотворным эффектом препарата. Его объяснение было принято, а лекарство - одобрено. Но новые клинические данные показали, что мибефрадил снижает активность ферментов печени. Мораль проста: модели органов полезны, но если бы Нобл в своих опытах связал созданное им сердце с искусственной печенью, он смог бы это предвидеть.

10 лет назад Нобл участвовал в создании компании Physiome Sciences, которая позже стала называться EPIX Pharmaceuticals. Она занималась моделированием человеческих органов и клеток для фармацевтической индустрии. К процессу воссоздания человеческих органов присоединились и другие ученые. Координируемый французами международный проект Renal Physiome Project в настоящее время занимается разработкой виртуальной почки. Проект Giome, возглавляемый Дейнсом, пытается воспроизвести пищеварительную систему. А проект Living Human Project, руководимый доктором Вицеконти, должен создать виртуальную копию мускулов и скелета, которые придадут форму виртуальному телу.

Американская компания Entelos даже разрабатывает простых «виртуальных пациентов», чтобы отследить влияние лекарств на ряд жизненно важных систем организма - от печени до мочевого пузыря. Но возможностей ученых пока не хватает, чтобы сымитировать мозг. Испанская ассоциация Aneurist моделирует систему кровообращения мозга, чтобы выяснить, какие аневризмы его артерий операбельны. Но ученые пока на расстоянии многих световых лет от того, чтобы повторить самый сложный объект во Вселенной, поражающий воображение своей замысловатостью.

Проект VPH опирается на компьютерную инфраструктуру следующего поколения - глобальную информационную базу данных о мировых ресурсах (Grid). По словам профессора Питера Ковни из лондонского University College, она позволит людям воспользоваться возможностями мощнейших компьютеров так же легко, как вилкой, втыкаемой в розетку. В случае с виртуальным пациентом база данных поможет разбросанным повсюду лабораториям взаимодействовать и подпитывать свои компьютерные модели клиническими данными, изображениями, результатами анализов и лабораторными наблюдениями, собранными в больницах и исследовательских институтах по всей Европе. Они позволят протестировать компьютерные модели органов и всего тела, чтобы довести их до совершенства. Таким образом, говорит Вицеконти, «технология XXI века воплотит мечту о подлинной холистической медицине, которая рассматривает человеческое тело в его целостности и уникальности».

 Автор: РОДЖЕР ХАЙФИЛД Источник: "Газета"

 По материалам ГОУ ВПО ММА
им. И.М. Сеченова Росздрава

КЛОНИРОВАНИЕ.

В Японии клонировали свинью в четвертом поколении

Текст: Эльвира Кошкина

На прошлой неделе японские исследователи заявили, что они стали первыми в мире, кому удалось клонировать свинью в четвертом поколении. Ученые из Университета Мэидзи верят, что их работа поможет в создании новых методик трансплантационного лечения человеческих заболеваний, сообщает агентство France Presse.

По словам руководителя проекта Хироси Нагасимы, генетикам впервые удалось клонировать в нескольких поколениях такое большое животное. Хряк, чьи предки, начиная с прадедушки, были клонированы в лаборатории, родился в Токио 23 июля.

До сих пор ученые предполагали, что клонирование животных в нескольких поколениях может быть проблематичным, поскольку генетический материал в ядрах дорнорских клеток ухудшается с каждым последующим поколением. Впрочем, прежде исследователям уже удавалось "произвести" на свет мышей, клонированных в шестом поколении. Однако Нагасима уверяет, что эксперимент, проведенный его командой, более полезен для науки, ведь свиньи гораздо ближе к человеку с точки зрения анатомии и физиологии, чем мыши.

Если исследования в данной области будут успешно продолжены, в недалеком будущем станет возможной пересадка человеку органов и клеток от клонированных свиней. К примеру, людям, страдающим диабетом, можно будет трансплантировать свиные поджелудочные железы.

Клонированием свиней занимаются не только японские ученые, но и биотехнологи в Великобритании, США, Австралии, Южной Корее и Германии. В 2005 году к этому списку присоединился и Китай: клонировать поросенка удалось специалистам Китайского сельскохозяйственного университета.

© ИД "Компьютерра"

В Малайзии хотят клонировать кожистых черепах

Текст: Эльвира Кошкина

Малайзия рассматривает проект по клонированию кожистых черепах - древнего вида, который находится под угрозой вымирания. Однако некоторые биологи называют проект непрактичным и считают, что он вряд ли будет успешным, поскольку рептилий еще никто не клонировал, сообщает Associated Press.

Инициатором программы по клонированию кожистых черепах является Министерство рыбной ловли. Затея обойдется стране в 9 миллионов долларов США. По словам главы министерства Джунаиди Че Аюбы, количество черепах этого вида сокращается с каждым днем из-за чрезмерного промысла и загрязнения окружающей среды. Некоторые черепахи возвращаются к берегам Малайзии для гнездования, однако их яйца оказываются бесплодными, и потомство не появляется. Джунаиди Че Аюба уверен, что восстановить популяцию этих рептилий можно только с помощью клонирования. Поначалу методику планируется испробовать на зеленых черепахах, которые в изобилии водятся в Малайзии.

Кожистые черепахи существуют на Земле со времен динозавров. Они шли по отдельному пути эволюции, поэтому отличаются от друих видов черепах - их панцирь покрыт кожей, не связан со скелетом и состоит из соединенных между собой пластинок. Вес кожистой черепахи может достигать тонны, а длина туловища иногда превышает два метра. Еще в 60-х годах прошлого века в Малайзии насчитывалось около 5000 гнездовий этих рептилий. А в последние годы мест, где гнездятся кожистые черепахи, насчитывается не более десяти.

Скепсис противников затеи понятен: до сих пор еще ни в одной стране мира ученые не рисковали клонировать рептилий. Эксперименты по клонированию проводились только с млекопитающими - собаками, кошками, овцами и коровами. Биологи полагают, что средства, предназначенные для проекта, можно пустить на природоохранные мероприятия, что может принести гораздо большую пользу.

Терапевтическое клонирование становится все более реальным

Американские ученые из Национального центра исследования приматов в Орегоне сумели получить стволовые клетки из клонированных эмбрионов обезьян. Сообщение об этом достижении было сделано на конференции Международного общества исследований стволовых клеток в Кейрнсе (Австралия), пишет New Scientist.

На мероприятии член команды исследователей Шухрат Миталипов рассказал, что он и его сотрудники изъяли хромосомы из 278 яйцеклеток резус-макак и заменили их ядрами клеток кожи обезьян. Таким образом, специалисты получили две колонии стволовых клеток из 21 эмбриона, которые развились в бластодермический пузырек - бластоцисту.

В предыдущих экспериментах по клонированию обезьян во время изъятия хромосом из яйцеклеток использовался ультрафиолетовый свет. Однако исследователи из Орегона посчитали, что ультрафиолет губительно действует на получающиеся эмбрионы, поэтому решили прибегнуть к другой технологии. Чтобы сделать видимым содержимое яйцеклетки, они применяли поляризованный свет. В результате, их эксперимент оказался успешным.

Ученые из Национального центра исследования приматов в Орегоне еще должны продемонстрировать, что полученные ими стволовые клетки имеют все характеристики эмбриональных стволовых клеток. Однако уже сейчас специалисты из других стран заявляют о готовности опробовать аналогичную методику на человеческих клетках. Если эти опыты завершатся удачно, человечество получит лекарства нового поколения, которые помогут победить многие неизлечимые ныне недуги, включая болезни Паркинсона и Альцгеймера.

По материалам © ИД "Компьютерра"

КРИОНИКА.

История крионики

Фото Alcor По прогнозам, во второй половине следующего века будет достигнут значительный прогресс в увеличении продолжительности жизни человека, вплоть до того, что человек сможет жить неопределенно долгое время (т.е. станет практически бессмертным). Однако, уже сейчас существует экспериментальный метод, который дает шанс достичь этой цели. Этот метод основан на использовании холодового анабиоза и заключается в глубоком замораживании человека сразу после его смерти для переноса его таким образом в будущее, когда средствами молекулярной медицины его организм может быть оживлен (т.е. восстановлен, омоложен, разморожен и реанимирован). Хотя в научной среде нет единого мнения в оценке вероятности такой процедуры, этот метод, под названием крионика, в ограниченном масштабе применяется в США с конца 60-х годов.

Поскольку история анабиоза достаточно хорошо отражена в монографиях и обзорах по данному предмету (сведения из которых кратко суммированы в следующих двух разделах), акцент здесь будет сделан на истории возникновения и становления метода крионики - как практической реализации идеи анабиоза. Тем более, что этот вопрос еще не подвергался серьезному историческому исследованию: в отечественной литературе он вообще не освещался, а зарубежные публикации далеко не полны. Помимо всего прочего, история этого метода служит еще одним примером того, как трудно проникают радикально новые идеи в сознание людей.

Предпосылка возникновения идеи: открытие анабиоза

Под анабиозом в настоящее время понимается состояние полного, но обратимого прекращения жизнедеятельности. Термин "анабиоз" был предложен в 1873 году немецким ученым Вильгельмом Прейером в его сводке по исследованию феномена временного прекращения жизнедеятельности. Это название происходит от греческих слов "ана" - вверх и "биос" - жизнь и переводится как возврат к жизни . Поэтому этот термин считается не очень удачным и вместо него (особенно в зарубежной литературе) используются другие термины такие как биостаз, абиоз, криптобиоз, мнимая смерть, скрытая жизнь и т.п.

Считается, что анабиоз был открыт в начале 18 века голландским ученым Антони ван Левенгуком. При микроскопическом исследовании проб песка, взятого из водосточного желоба, он обнаружил, что мельчайшие животные (из класса коловратки, тип круглые черви) будучи полностью высушенными и не подававшие никаких признаков жизни, при добавлении воды оживали. Хотя сам Левенгук считал, что полного высушивания и остановки жизни не происходит, уже в середине 18 века на основе экспериментов по высушиванию, проведенных другими учеными, сложилось мнение, что приостановка жизни все-таки возможна. В последующее время были проведены многочисленные опыты по обратимому высушиванию и замораживанию (в том числе почти до абсолютного нуля и в вакууме) разных микроскопических (длиной не более нескольких миллиметров) биологических объектов приспособленных к перенесению анабиоза в естественных условиях (круглые черви - коловратки и нематоды, тихоходки, сине-зеленые водоросли, семена). Но несмотря на то, что эти опыты убедительно доказывали реальность существования анабиоза, фактически дискуссия о возможности обратимого прекращения жизнедеятельности не прекращалась до 50-х годов нашего века, когда накопленные экспериментальные данные и сложившееся к этому времени понимание физико-химических основ жизни (в том числе того факта, что структура живой материи полностью определяет ее функцию) развеяли последние сомнения в возможности анабиоза.

Формирование идеи применения анабиоза для продления жизни

Открытие анабиоза обозначило тот факт, что жизнь может быть в принципе обратимо приостановлена при помощи высушивания или замораживания. Хотя и предлагалось применять высушивание (и бальзамирование) для введения человека в состояние анабиоза и проводились успешные опыты по кратковременному высушиванию отдельных органов и тканей позвоночных, однако попыток развить эту идею дальше и реализовать ее не предпринималось, поскольку и из экспериментов и из практической деятельности, было очевидно, что значительное высушивание убивает большие организмы. С другой стороны, еще в древности (первые упоминания относятся к началу нашей эры) было известно, что некоторые замороженные рыбы могут оживать после оттаивания. С середины 17 века эти наблюдения стали дополняться успешными научными экспериментами по замораживанию до температур несколько ниже 0 градусов и последующему оживлению животных, приспособленных для перенесения сильного охлаждение в естественных условиях: рыб, земноводных, круглых червей, куколок бабочек. Состояние, в котором находились животные в этих экспериментах, нельзя назвать анабиозом, т.к. в действительности это было не полное замораживание, а сочетание частичного замораживания с переохлаждением, т.е. вода в организме замораживалась не полностью и, соответственно, жизнедеятельность прекращалась не полностью, а только значительно замедлялась.

До сих пор не изобретены методы, позволяющие произвести обратимое полное замораживание животных больших размеров. Однако, идея, что такие методы могут быть созданы высказывалась многократно. Так еще во второй половине 17 века на основании наблюдений и экспериментов по замораживанию - переохлаждению английским физиком Робертом Бойлем было высказано предположение о возможности успешного замораживания - размораживания млекопитающих. Затем, после открытия анабиоза, английским хирургом и анатомом Джоном Хантером во второй половине 18 века было высказано более радикальное предположение, что можно продлить жизнь человека на любой срок, путем его циклического замораживания и оттаивания. Чтобы проверить свою гипотезу Хантер провел эксперимент по замораживанию рыб, но, так как он окончился неудачно (по всей вероятности это было полное замораживание), Хантер оставил эту идею.

Другие эксперименты по замораживанию больших животных, предпринимавшиеся в течение 19 века, также были неудачными. Однако, в начале 20 века русский физик Порфирий Бахметьев, основываясь на своих успешных опытах с куколками бабочек (где опять-таки было переохлаждение, а не анабиоз), снова высказал предположение, что все-таки можно найти такие условия, при которых окажется возможным осуществить замораживание и оттаивание человека и использовать эту практику для продления жизни. (Поскольку известно, что Бахметьев решил стать физиком во многом под влиянием работ Бойля, можно допустить, что эта идея сформировалась у него также под влиянием Бойля.) Бахметьев активно пропагандировал эту идею и получал частные пожертвования для проведения опытов на животных. Однако, эти опыты были прерваны в самом начале из-за его неожиданной смерти в 1913 году.

Затем теоретические и экспериментальные исследования 20-х - 40-х годов убедительно показали, что обратимо полностью заморозить большие организмы нельзя, так как процессы, происходящие при образовании льда разрушают ткани и клетки при замораживании, что снова остановило развитие этой идеи. Однако, в ходе этих исследований в конце 40-х годов было заново открыто действие глицерина, как криопротектора (вещества, предотвращающие или уменьшающие образование кристаллов льда и повреждения клеток от потери воды). (Защитные свойства глицерина при замораживании растительных тканей были открыты в начале 20 века шведским ботаником Лидфорссом и русским ботаником Максимовым.) Использование глицерина позволяло безопасно замораживать небольшие фрагменты тканей млекопитающих и человека. Это дало новый импульс развитию криобиологии и в 50-х годах уже многие ученые, работающие в этом направлении, стали высказывать мысль, что путь от простейших организмов до млекопитающих будет успешно пройден и наступит время, когда ученые смогут успешно замораживать и размораживать людей и хранить их в течении очень долгого времени в практически неизменном состоянии.

Трансформация идеи в метод: возникновение крионики

Предпосылки к практической реализации идеи применения анабиоза для продления жизни окончательно сложились в 50-х годах. Безусловно, основной предпосылкой явился значительный прогресс в области криобиологии, обозначивший теоретическую достижимость замораживания человека и давший направление для поисков наиболее безопасного метода для этой цели. Но выдающиеся достижения того времени в других областях науки также имели большое значение.

Благодаря успехам реаниматологии (что во многом связано с работой отечественной школы реаниматологии и с большим, опытом накопленным врачами во время Второй мировой войны) стало ясно, что смерть это не мгновенный акт, а сложный, длительный, многоуровневый процесс, многие стадии которого являются обратимыми. Это позволило сформулировать положение о том, что теоретически возможно размораживание и оживление человека, замороженного в течение достаточно долгого промежутка времени после его клинической и биологической смерти, а это означало, что не существует юридических препятствий для осуществления замораживания людей в настоящее время.

Открытия 50-х годов в области молекулярной биологии в основном прояснили картину клеточной и молекулярной природы жизни. Это позволило высказать ключевое предположение о том, что повреждения клеток, происходящие в начальные стадии смерти и от замораживания, теоретически не могут быть настолько велики, чтобы наука будущего не могла их репарировать (восстановить).

Сложилось представление о старении, как о процессе постепенного ухудшения функционирования организма на клеточном и молекулярном уровне, как о болезни, которая в принципе поддается лечению - из чего следовало, что медицина будущего сможет побороть старение.

Помимо этих основополагающих моментов начало формироваьтся представление о жизни и о разуме, как об информационном феномене, возникло понимание того, как устроен и работает мозг на клеточном уровне, стал ясен огромный потенциал информатики. Это позволило сформулировать теоретико-информационный критерий смерти и понимание того, что личность представляет собой в основном информационный феномен.

И, наконец, криогенные технологии охлаждения газов до сверхнизких температур (до жидкого состояния) обрели промышленный масштаб, что явилось необходимой технико-экономической предпосылкой реализации идеи.

Роберт Эттингер Все это сложенное вместе и дало толчок созданию метода замораживания человека для переноса его в будущее, где его можно будет разморозить и оживить с помощью передовых медицинских технологий. Впоследствии этот метод получил название крионика (от греческого слова "криос" - холод).

В первую очередь возникновение крионики связано с деятельностью профессора физики колледжа Хайленд Парк (штат Мичиган, США) Роберта Эттинджера и с его книгой "Перспектива бессмертия", вышедшей в 1964 году. В предисловии к ней (издание 1987 года) он так описывает возникновение этой идеи.

"Я рос, читая старые "Удивительные истории" Хьюго Гернбека, и предполагал как само собой разумеющееся, что однажды, задолго до того как я состарюсь, биологи узнают секрет вечной молодости. Когда в 30-х годах мое детство закончилось, я начал подозревать, что для этого может понадобиться немного больше времени.

Затем я прочитал рассказ Нила Джонса "Спутник Джеймсона", в котором труп некого профессора Джеймсона был послан на земную орбиту, где он должен был сохраняться неопределенно долго при температуре около абсолютного нуля (как автор ошибочно думал). И так это происходило в рассказе, пока миллионами лет позже, когда человечество вымерло, раса механических существ с органическим мозгом случайно не нашла его. Они оживили и восстановили мозг Джеймсона, установили его в механическом теле, и он стал одним из них.

Мне сразу стало очевидно, что автор упустил основной момент своей собственной идеи! Если бессмертие достижимо через помощь развитых инопланетян, восстанавливающих замороженный человеческий труп, тогда почему каждый не может быть заморожен, чтобы ожидать последующего оживления производимого людьми?

Или посмотрим на это по-другому: истории о приостановленной жизни (через замораживание или иными способами) не новы; и если живой человек может быть оживлен после замораживания, то почему не может быть оживлен слегка мертвый, чьи повреждения слишком велики для сегодняшней медицины, но (даже с добавочными повреждениями от замораживания) вероятно будут детской игрой для будущей технологии?"

Эттинджер считал эту идею в высшей степени очевидной и ожидал, что вскоре она будет реализована. Поэтому сначала он предпринимал только эпизодические попытки привлечь к ней внимание. Так в 1948 году он опубликовал научно-фантастический рассказ "Предпоследний трубный глас", в котором была описана основная концепция крионики. Позже, в 1960 году, он описал идею крионики на нескольких страницах и послал это описание паре сотне людей, выбранных из "Кто есть кто в Америке".

Поскольку эти попытки не привлекли внимания, и против его ожидания никто другой не проявлял активности в этом направлении, Эттинджер в 1962 году опубликовал за свой счет тиражом около 200 экземпляров предварительное издание "Перспектив бессмертия" и разослал их многим известным людям. Некоторые из них проявили интерес и в результате стали появляться интервью с Эттинджером в прессе и на радио.

Вскоре после этого выяснилось, что другой американец, Эван Купер, в 1962 году также частным образом опубликовал книгу близкого содержания "Бессмертие: физическое, научное, сейчас". Эттинджер и Купер познакомились и вместе с другими заинтересованными людьми основали в 1963 году в Вашингтоне Общество продления жизни.

Интересно отметить, что на возникновение у Купера идеи крионики, о которой он всерьез начал думать в 1957 году, оказала влияние пьеса Владимира Маяковского "Клоп", главный герой которой был случайно заморожен в 1929 году, а через 50 лет найден, разморожен и оживлен. По всей вероятности Маяковский знал о работах и идеях Бахметьева, которые через его произведения оказали влияние на зарождение крионики в Америке.

Поскольку публикация предварительного издания "Перспектив бессмертия" даже ограниченным тиражом принесла ощутимый результат, Эттинджер решил издать ее большим тиражом в каком-нибудь известном научном издательстве. Он предложил ее нескольким издательствам и в издательстве "Даблдей" ему ответили, что они ее опубликуют, если будет увеличен объем книги. Эттинджер расширил книгу и издательство послало ее на рецензию Айзеку Азимову. Он ответил, что с научной точки зрения все в порядке, и книга была опубликована.

Она вышла 5 июня 1964 года с предисловиями французского криобиолога (первооткрывателя действия глицерина как криопротектора для клеток животных) Жана Ростана и американского историка науки (специалиста по истории геронтологии) Джеральда Грумана. В книге были представлены основные идеи крионики. Начиналась она с вывода того, что большинство ныне живущих людей имеют хороший шанс на возобновления их физической жизни после смерти. Этот вывод следовал из того факта, что замороженные и хранимые при криогенных температурах тела подвержены лишь незначительным изменениям, и из предположения, что перспективные технологии в конечном счете позволят осуществить оживление и омолаживание замороженных организмов. Далее в книге рассматривались 3 основных вопроса: 1) осуществима ли технически идея замораживание для последующего оживления; 2) может ли замораживание и неограниченно долгое хранение тел быть осуществлено практически; 3) будет ли последующее оживление благом для общества. На все эти вопросы был дан утвердительный ответ, причем подчеркивалось, что посмертное замораживание осуществимо уже сейчас - на основе современных методов. Представление о структуре книги дает список названий ее глав: 1) замороженная смерть, замороженный сон и некоторые следствия; 2) эффекты замораживания и охлаждения; 3) репарация и омоложение; 4) сегодняшний выбор; 5) замороженные люди и религия; 6) замороженные люди и закон; 7) экономика бессмертия; 8) проблема идентичности; 9) польза бессмертия; 10) нравы завтрашнего дня; 11) общество вокруг замораживания.

Эта книга явилась по существу программным документом для всего последующего развития крионики. С ее выходом заканчивается этап формулировки, детализации и научно-технического обоснования крионики и начинается период ее практической реализации.

Начало применения метода: первые замораживания

Публикация "Перспектив бессмертия" и ее последующий перевод на другие языки (французский, голландский, немецкий, итальянский) инициировало крионическое движение в США и в некоторых других странах. Стали создаваться крионические организации для пропаганды крионики и для обеспечения возможности практического осуществления замораживания (т.е. для привлечения финансовых средств и оборудования, покупки или строительства депозитариев для хранения замороженных тел, юридического и организационного обеспечения). Основными крионическими организациями, существовавшими в США в этот период и осуществлявшими замораживания были: Нью-Йоркское крионическое общество (термин "крионика" впервые был предложен для названия этого общества в 1965 году Карлом Вернером), корпорация Крайокэр и Калифорнийское крионическое общество. Последнее в 1967 году осуществило первое замораживание в истории крионики, произведенное "по всем правилам". Этим первым пациентом был американский профессор психологии Джеймс Бедфорд. Данное событие широко освещалось в мировой прессе, не прошло оно незамеченным и в нашей стране. Причем, как это обычно бывает, когда дело касается крионики, мнения о об этом событии были достаточно противоречивыми. Пропагандист идеи продления жизни В.Ф. Купревич (ботаник, президент Академии наук Белоруссии) поддерживал точку зрения скептиков, в то время как известный геронтолог В.В. Фролькис понимал важность проблемы и выражал осторожный оптимизм. В частности он писал:

"Существует множество нерешенных проблем на этом пути и главная - умение вернуть к жизни организм, который был заморожен. Как бы то ни было поставлена заманчивая проблема, - умирая, заснуть, пробудиться через десятилетия и оказаться в новом мире."

Всего первыми крионическими организациями в период до 1980 года было осуществлено 20 замораживаний. Почти все пациенты (кроме Бедфорда, который в настоящее время находится в Фонде продления жизни Алькор) были разморожены и похоронены обычным образом. Размораживание пациентов и, вследствие этого, прекращение существования этих трех организаций были вызваны неправильной финансовой политикой, которую они применяли для обеспечения хранения пациентов. Деньги на хранение выплачивали родственники пациентов, и, как показала практика, они в конечном счете отказывались платить, что с неизбежностью влекло за собой размораживание.

В этот же период были основаны другие крионические организации, которые первое время оставались в тени вышеперечисленных, но после их краха они вышли на сцену и дали старт современному этапу в развитии крионики. Среди этих организаций важнейшими являются: Американское крионическое общество, компания Транс Тайм, Фонд продления жизни Алькор, Институт крионики.

Всего в мире (в Америке, Западной Европе и Австралии) в тот период существовало более 20 крионических организаций. Большинство из них прекратили свое существование после краха Крайокэр, Нью-Йоркского и Калифорнийского крионических обществ. Были попытки внедрить крионику и в СССР. С этой целью в 1971 году президент Французского крионического общества Анатоль Долинов приезжал в СССР и встречался с ведущим советским реаниматологом Владимиром Неговским. Но тот лишь дал согласие быть одним из учредителей Европейской крионической корпорации (проект не был осуществлен из-за бюрократических проблем).

На сегодняшний день лишь небольшая часть научного сообщества рассматривает крионику как реальную технологию. Это вызвано несколькими причинами.

1.                               Чтобы принять решение в пользу достоверности крионики необходимо квалифицированно оценить ее научные основы, а для этого надо очень хорошо разбираться (так как многие базовые предположения основываются не на экспериментально установленных фактах, а на научных теориях и гипотезах, на анализе перспектив развития науки) в нескольких достаточно далеко отстоящих друг от друга областях науки: нейробиологии и нейропсихологии, криобиологии, реаниматологии и танатологии, нанотехнологии (или атомной и молекулярной физики), молекулярной и клеточной биологии, информатике. Таких универсально образованных специалистов в настоящее время очень мало, а мнение о крионике, основанное на отдельных фактах из какой-либо одной области науки, как правило, может быть только негативным.

2.                               Эмоционально очень сложно анализировать проблемы, связанные со смертью, и очень немногие люди способны разумно и взвешенно рассуждать об этом, не пытаясь найти защиту в иронии и т.п. Многие возражения против крионики основаны на чисто эмоциональных аргументах, а не на критике ее научных основ.

3.                               Так как в 60-е годы еще было не понятно, как можно будет оживлять замороженных людей, в научной среде сложилось устойчивое мнение, что крионика не имеет перспектив. Поскольку это мнение сложилось у авторитетных ученых, которые сейчас занимают руководящие позиции, бороться с этим мнением очень сложно (например, в Американском криобиологическом обществе существует положение об исключении из общества ученых, занимающихся исследованиями, связанных с крионикой - но, тем не менее криобиологи ею занимаются, что, конечно, требует от них известного мужества).

4.                               Консерватизм мышления свойственный как отдельным людям (по данным американским психологов для принятия ответственного решения человеку может понадобится несколько лет), так и человеческому обществу в целом. История науки и техники изобилует примерами, когда открытия и изобретения, вызвавшие впоследствии значительные изменения в развитии общества, в первое время оценивались как нереальные или бесполезные. Наиболее характерным примером из истории медицины является история внедрения анестезирующих веществ. Их обезболивающие свойства были известны еще в средние века, на возможность их использования при хирургических операциях было указано в конце 18 века, стали применяться они только в середине 19, а за несколько лет до начала их применения многие медики еще считали, что хирургия без боли невозможна. Такой консерватизм во многом связан с жесткой бюрократической структурой больших научных, корпоративных и государственных организаций - когда чиновник, принимающий решение, думает прежде всего о сохранении своего места, и поэтому любое решение, связанное с потенциальной угрозой его карьере, будет отвергнуто. А поскольку крионика чрезвычайно сложный и неоднозначный предмет, любое ответственное решение, связанное с ней, безусловно будет рискованным. Также, важную роль играет многовековая культурная традиция, согласно которой смерть неизбежна. Ко всему этому, есть еще много ученых, выступающих против крионики по религиозным соображениям.

Однако, несмотря на это, в последние несколько лет наблюдается постоянный рост крионики (т.е. количества замороженных людей, членов крионических организаций и сторонников крионики), который имеет тенденцию к ускорению - особенно после недавних научных достижений в области нанотехнологии, которые дали понимание того, как можно оживлять замороженных пациентов. Не последнюю роль в недавнем росте членов крионических организаций сыграл постоянный интерес к крионике со стороны средств массовой информации: члены крионических организаций участвуют в телевизионных и радиошоу, проводятся конкурсы на получение возможности бесплатного замораживания, выходят книги, телесериалы и художественные фильмы с крионическими сюжетами (такие фильмы как "Разрушитель" и "Вечно молодой" шли и на наших экранах) - причем, если раньше отношение к крионике было в основном ироничным, то в последнее время оно стало серьезным и объективным, а в недавнем обзоре, посвященном продлению жизни, опубликованном в журнале "Тайм" (один из самых известных и солидных американских журналов), крионика, наряду с нанотехнологией, названа наиболее перспективным методом для достижения "вечной молодости".

Роберт Эттинджер так охарактеризовал состояние крионики на настоящий момент в своей речи по поводу 30-летия выхода "Перспектив бессмертия".

"Ошибочно допускать, что если ничего не видно на поверхности, то ничего и не происходит. Люди, которые находятся на различных стадиях принятия решения - их много. Мы не знаем о них, но они есть. О нас было много сообщений в средствах массовой информации. Миллионы и миллионы людей знают совсем немного о крионике. Миллионы и миллионы имеют подспудную мысль, что когда-нибудь они соберутся что-нибудь предпринять в отношении крионики. Все эти процессы роста и ферментации постоянно происходят под поверхностью и однажды все это прорвется, выйдет наружу. В какой-то момент должно произойти психологическое переключение. Мы будем продолжать расти с умеренной скоростью, а при благоприятном стечении обстоятельств и с возрастающей скоростью, и в какой-то момент произойдет переключение, которое мы не можем предсказать заранее, и даже, возможно, будем не в состоянии впоследствии понять, когда оно было, но тем не менее оно произойдет. И будет взрыв активности."

Материалы с сайта  Криорус

Чипизация и Киборгизация.

Оживлённый чип отдаёт приказы нервным клеткам

Учёные давно научились снимать электрические импульсы с нервных клеток. Уже придумана масса таких устройств. Но, кажется, никто до сих пор не попробовал пойти в обратном направлении: к электронике, способной произвольно влиять на внутриклеточные биологические процессы.

Биологи из Германии, Италии и Швейцарии, совместно со знаменитым изготовителем чипов — компанией Infineon Technologies построили микросхему, способную, потенциально, взаимодействовать сразу более чем с 16 тысячами нейронов, что намного больше, чем во всех прежних сходных экспериментах.

Ранее либо чипы работали с очень ограниченным числом нейронов, либо – с большим числом, но не с каждым по отдельности, а с их группами.

В рамках проекта NACHIP (смотрите также страницу проекта университета Падуи) исследователи планомерно идут к удивительной цели – взаимодействию компьютера с набором живых клеток (индивидуально), с возможностью не только получать от них информацию, но и влиять на работу генов в этих клетках.

Основные авторы NACHIP: Петер Фромхерц (Peter Fromherz) из отдела мембран и нейрофизики института биохимии Макса Планка (Department of Membrane and Neurophysics), Стефано Вассанелли (Stefano Vassanelli) из отдела физиологии и анатомии человека университета Падуи (Dipartimento di Anatomia e Fisiologia Umana) и Николас Грифф (Nikolaus G. Greeff) из института физиологии университета Цюриха (University of Zurich, Institute of Physiology).

Самое примечательное в проекте NACHIP то, что отличает его от предшествующих работ – "двусторонний подход" для решения проблемы тесного и эффективного взаимодействия живых нейронов и электроники.

Должна ли электроника стать более "живой", чтобы работать с нейронами, или нейроны нужно менять, чтобы научить их хорошо взаимодействовать с чипами?

А зачем выбирать? Нужно сделать и то, и другое. Так авторы проекта и поступили. С одной стороны, они использовали методы генной инженерии, чтобы подкорректировать строение нейронов, сделав их более "общительными", а с другой – применили новейшие методы микроэлектроники, чтобы максимально адаптировать чип к нейронам.

Один нейрон крысы на микросхеме. Ионный поток в клетке превращает её в составную часть полевого транзистора, позволяя клетке влиять на работу электроники. Опыт Петера Фромхерца (фото с сайта biochem.mpg.de).

Из этого движения навстречу получилось вот что.

Специальный чип с поперечником всего в 1 миллиметр содержит 16 тысяч 384 транзистора и сотни конденсаторов. Когда на него высаживаются нервные клетки, транзисторы получают от них сигналы, а конденсаторы, под управлением транзисторов, посылают сигналы от электроники – нейронам.

С точки зрения физики, взаимодействие нейронов и схемы происходит благодаря перемещению ионов натрия через клеточную мембрану, что меняет локальный её заряд, на который реагирует транзистор. В свою очередь, управляемый электроникой заряд на конденсаторе влияет на ионный ток через мембрану, заставляя нейрон реагировать на "запрос" извне.

Использовав генную инженерию, исследователи (а работали они сначала с нейронами улитки, как с более крупными и простыми, а потом – с нейронами крыс, как с более сложными и меньшими по размеру) модифицировали нейроны животных, увеличив в их оболочках число ионных каналов и повысив их активность.

Сам чип также получил новшества: его покрыли белками, которые в мозге связывают нейроны вместе (своего рода клей) и также активируют ионные каналы в нейронах. В чипе были применены транзисторы с уменьшенным шумом, участки для возбуждения нейронов и соседние с ними транзисторы были сближены до нескольких микронов, чтобы можно было посылать импульс и получать отклик от одного единственного нейрона.

Нейроны улитки "прицеплены" к одной из опытных схем, на поверхности которой радиально расходятся дорожки — искусственные синапсы (фото с сайта biochem.mpg.de).

Тесное взаимодействие нервных клеток и схемы позволяет исследователям рассчитывать на следующий шаг: "Должно быть, можно заставить сигналы чипа влиять на нейрон так, чтобы в нём включался новый ген, — говорит Вассанелли. — Чип создан. И мы планируем использовать его, чтобы попробовать включать и отключать гены ".

Как это будет происходить? Химический состав, который непосредственно выключал бы ген, должен быть добавлен в лабораторную чашку, содержащую гибрид нейронов с чипом. Электроника же будет, по замыслу биологов, определять какая из живых клеток, подсоединённых к чипу, отреагирует на раствор, а какая – нет, за счёт влияния на работу клеточных мембран.

Итальянский участник проекта говорит, что такие опыты, с одной стороны, дадут возможность лучше понять работу нейронов, а с другой, позволят создавать новые устройства, скажем, чипы с памятью на основе живых клеток.

Также возможно будет создание чипов-протезов, помогающих в работе организма при заболеваниях нервной системы, или просто – чипов, контролирующих состояние здоровья человека.

Ведь после опытов с нейронами животных экспериментаторы намерены прийти и к опытам с человеческими нейронами. Да и задача совмещения миниатюрной электроники с нервными клетками в организме (а не на лабораторном столе) – уже в том или ином виде решена.

Вспомним, хотя бы "выключатель боли" или управление электронной почтой при помощи мыслей.

Теперь вот на горизонте вырисовывается – коррекция работы генов в теле с вашего компьютера. Ещё один штришок к будущему Homo Electronics?

Источник: MEMBRANA

Имплантированный биочип сможет сообщить о состоянии человека     

Министерство обороны США наградило Центр биоэлектроники Университета Клемсана, Северная Каролина (Clemson University) премией в размере одного 1,6 миллиона долларов. Премия присуждена за разработку биочипа, который можно имплантировать в тело человека.

Чип имеет размер рисового зернышка. Он способен собирать оперативную информацию о физическом состоянии человека и передавать ее в медицинский центр. Военные намерены имплантировать эти чипы солдатам армии США, чтобы вовремя оказывать помощь в случае ранения. Врачи смогут использовать биочип для удаленных анализов крови у людей, попавших в аварию, и для контроля состояния больных диабетом. Ученые считают, что такой биочип позволит контролировать состояние здоровья космонавтов во время длительных экспедиций. Но до использования изобретения пока еще далеко: рабочий образец появится только через 5 лет.

Источник: Радио Свобода

Имплантанты

Киборг -  у многих ассоциируется c сюжетом фантастического фильма.

Вместе с тем,  киборгизация, это наиболее емкий термин, определяющий одно из направлений которое может способствовать увеличению продолжительности жизни, по меньшей мере, в несколько раз,  совсем  не обязательно  в “кино-терминаторском” варианте.

Сегодня  уже соединяют в единое работающее целое нервную ткань и элементы электронных устройств. Это сделало возможным создание искусственных органов: зрения, слуха,  и протезов конечностей нового поколения, приближающихся по своей функциональности к естественным.

В  перспективе гибридные схемы из комбинаций живых и неживых элементов позволят осуществить прорыв в медицине, заменяя поврежденные естественные биомеханизмы человека на искусственные имплантанты, управляемые нервной системой, либо даже частично подменяющие ее.

Образцы биоэлектронного симбиоза

Британский ученый Кэвин Уорвик на рубеже веков удивил общественность своими опытами по сращиванию человеческих нервов с компьютерными микросхемами.

Можно ли включать электрические приборы силой мысли?

Исследователь и вживил себе микрочип, настроенный на волну микросхемы электро выключателя. Теперь, чтобы осветить помещение, ему не нужно нажимать на кнопку или браться за дистанционный пульт. То же, с переключением программ телевизора.

Кэвин Уорвик

После Уорвику был вживлен в руку чип, способный поддерживать связь с компьютером. Передаваемой информации было достаточно, чтобы компьютеризованный дом профессора узнавал его и выполнял некоторые действия: открывал двери или включал персональный компьютер и.т.п.

Имплантация микрочипа.

Затем Уорвик пошёл ещё дальше. Электронный чип длиной около 3 миллиметров был вшит в левое запястье, а 100 электродов вживлены в срединный нерв. Ученый надеялся доказать возможность передачи нервных импульсов компьютеру и их последующего воспроизведения.

Записав последовательность импульсов, которая порождает движение руки, и воспроизведя её, компьютер может заставить руку двигаться против воли человека.

Уорвик планирует имплантировать себе несколько

 микросхем, которые позволят улавливать ультразвук, инфракрасный свет, рентгеновские и радиоволны.

Искусственные конечности

Движениями управляет не только электроника, но и мозг человека. Это принципиальное отличие протезов нового поколения.

Искусственные руки и ноги нового поколения имеют одну существенную особенность, электроника напрямую контактирует с  нервными окончаниями. Таким образом, соединяя протез с головным мозгом человека, заставляем вести его так, как вела бы себя настоящая рука, согласуясь с рефлексами.

Потенциально, по желанию заказчика, рука может быть в десяток раз сильнее (да и более умелой), чем настоящая.

Лондонская компания Shadow Robot разрабатывает автоматическую руку, которая должна будет действовать так же свободно, как и человеческая. 

На фото шотландец Кэмпбелл Эйрд (Campbell Aird), и его бионическая рука стоимостью $170000.

Во многом, никакой экзотики в области искусственной сенсорики нет уже сейчас.

Радиоуправляемая крыса

Ученым из университета штата создан универсальный солдат - радиоуправляемая крыса. Она идет прямо, поворачивает, спускается и поднимается по лестнице  и  все по команде человека. Человек при этом может находиться на расстоянии до семисот метров. Разработчики уверены, что крыса практически идеальная основа для биоробота. Обычные роботы могут преодолевать препятствия, передвигаться по разным поверхностям, но не по всем.

А крыса, она живет на этой планете - она может двигаться где угодно, - убежден в уникальности своих подопечных профессор Санжив Тальвар.

Кроме того, теперь усовершенствованный грызун способен обнаружить взрывчатку за несколько десятков метров, а размеры позволяет ему пробираться в труднодоступные места.

Технология имплантирования электродов будет работать практически с любыми другими животными, птицами, пауками и.т.д.

Нейрокомпьютерный интерфейс

Уже синтезированы вещества, позволяющие соединить ряд живых нервных клеток с элементами кремниевого чипа.

Многим людям можно будет вернуть утраченные или изначально отсутствующие функции: зрение, слух, подвижность.

Эти функции также можно будет заметно усилить, по сравнению с обычными.

Гибридные элементы сделают реальностью киборгов, приближающихся, а в последствии и превосходящих по своим способностям человека.  Пока сделан небольшой, но принципиальный шаг навстречу таким технологиям будущего.

Искусственное зрение

Возможно, первыми киборгами следует считать 15 слепых пациентов Балтиморского университета, которым в 90-е годы было имплантировано устройство, позволяющее видеть без помощи глаз.

Эти электронные приборы не позволяли  различить газетный текст, но люди стали видеть свет и распознавать цвета.

Каждый раз, когда экран в глазнице слепого регистрирует какой-либо несложный объект, миниатюрная ЭВМ в дужке очков преобразует изображение в импульсы.

В свою очередь электроды "переводят" их в иллюзорное ощущение света, соответствующее определенному пространственному образу.

Предстоит еще много сделать, чтобы подобные системы искусственного зрения стали высокоэффективными приборами, приносящими реальную пользу не отдельным пациентам, а тысячам и тысячам слепых (подробнее об успехах в новостях сайта).

Предполагается, что если дальнейшие опыты пойдут успешно, искусственные глаза,  по функциональности близкие к естественным,  станут реальностью уже в ближайшие годы.

Искусственное Сердце

Конструкция первого механического сердца была разработана еще в конце 1930-х гг. русским хирургом Владимиром Демиховым. Устройство это представляло собой насос, приводящийся в действие электромотором. Эксперименты показали перспективность идеи как таковой.

Спустя 30 лет после этих опытов была проведена первая подобная операция на человеке. Цель ее была сравнительно скромной - дать пациенту возможность протянуть несколько дней в ожидании донорского сердца. В начале 1980-х гг. было создано устройство, рассчитанное на длительный период работы.

Все современные технологические достижения постарались воплотить в конструкции портативного искусственного сердца, специалисты американской компании Abiomed Inc. Устройство, получившее название AbioCor, представляет собой механический насос с внутренними клапанами и четырьмя трубками, которые соединяются с сосудами.

Питается этот титановопластмассовый агрегат от батареи весом менее двух килограммов, ее предполагается повесить пациенту на пояс.

Причем никакие провода из груди торчать не будут, поскольку энергия передается прямо через кожу. В этом отношении у AbioCor просто нет аналогов. Внешний блок питания транслирует радиосигнал, который преобразуется в электрические импульсы детектором, имплантированным в брюшную полость.

Батарея требует подзарядки каждые четыре часа, и на время ее замены подключается внутренний блок питания, рассчитанный на 30 минут автономной работы. Кроме всего прочего, система оснащена миниатюрным передатчиком, позволяющим дистанционно отслеживать параметры работы всего устройства.

Специалисты из Abiomed потратили на свою разработку 30 лет, но и сегодня они говорят, что удалось сконструировать лишь экспериментальную модель. Цель дальнейших исследований - создать искусственное сердце, способное работать до пяти лет (подробнее об успехах в новостях сайта).

Искусственное ухо

Давно ведутся работы и по созданию электронных устройств для людей, частично потерявших слух. Значительно сложнее вернуть человеку слух при полной его потере.

Обычно глухим вживляют в улитку внутреннего уха одноканальные электроды (вместо нервов), что позволяет им слышать, например, звуки телефонного или дверного звонка.

С появлением микропроцессоров возникла возможность обработки воспринимаемых звуков для выделения составляющих тональных сигналов, подаваемых на отдельные каналы многоканального аппарата искусственного слуха, синтезирующие первоначальные сигналы в слуховом участке коры головного мозга.

Обоняние

Пентагон выделил $3 млрд. на программу по созданию сенсора запахов. Компьютер-нос уже умеет с точностью до 97% различать несколько десятков запахов. Переход к промышленной модели займет около 5-ти лет.

Сейчас, основные усилия направлены на имитацию уже существующих систем организма человека, но,  в принципе, кибернетическое тело совсем не обязательно должно имитировать человеческое, и быть ему адекватной заменой. 

Материал с сайта Starenie.Ru.

Информационные технологии.

Виртуальная реальность

Новая философская энциклопедия: В 4 т. / Ин-т философии РАН, Нац. общ.-научн. фонд; Научно-ред. Совет: предс. В.С. Степин, заместители предс.: А.А. Гусейнов, Г.Ю. Семагин, уч. секр. А.П. Огурцов. – М.: Мысль, 2000.- Т. 1.- 721 с.

* * *

ВИРТУАЛЬНОСТЬ (от лат. virtualis - возможный) - объект или состояние, которые реально не существуют, но могут возникнуть при определенных условиях. Эти условия по-разному эксплицируются в различных подходах к виртуальности. При онтологической трактовке виртуальность рассматривается как некоторое потенциальное состояние бытия, наличие в нем определенного активного начала, предрасположенность к появлению некоторых событий или состояний, которые могут реализоваться при соответствующих условиях. В физике виртуальными называются частицы, имеющие такие же квантовые числа, как и реальные, но для них не выполняется соотношение между энергией, импульсом и массой. Эти частицы являются переносчиками взаимодействия, способствующего превращению реальных частиц. Т.к. такой процесс происходит в промежуточных короткоживущих состояниях, то виртуальные частицы не удается регистрировать экспериментально. При частотной интерпретации вероятности виртуальность выступает как предрасположенность, или диспозиция, физических систем к появлению частот наблюдаемых случайных событий. Все это показывает, что виртуальные частицы, состояния и диспозиции являются определенными аспектами становления реального бытия. Другой подход к виртуальности сформировался под влиянием развития компьютерных и информационных технологий. С помощью современных технических средств можно погрузиться в виртуальную реальность, в которой субъект не будет различать вещи и события действительного и виртуального мира: мир дан ему непосредственно в его ощущениях, а они оказываются на этом уровне неразличимыми. Однако поскольку виртуальная реальность характеризует состояния сознания, то тем самым она отличается от реальности объективной, в т. ч. от мира нашей повседневной жизни. С аналогичной точки зрения следует рассматривать виртуальные реальности, встречающиеся в психологии, эстетике и в духовной культуре в целом. Исследование различных типов виртуальных реальностей и переходов между ними выдвигает новые проблемы перед философией, относящиеся к установлению критериев различия между разными типами реальности, их роли в познавательной и практической деятельности, взаимосвязи виртуальности с категорией возможности, объяснения в целом. В связи с этим особое значение приобретают проблемы внутренней активности материи и роль телеологических принципов в развитии мира.

Дорожка без направления ведёт в нереальное

 Представьте себе ровную поверхность широкой беговой дорожки, без видимых разрывов, которая бежит в любом направлении, куда бы ни повернул человек, идущий по ней. Он может направиться в любую сторону, даже пятиться и поворачиваться вокруг своей оси, дорожка исправно будет уходить из-под его ног "в бесконечность". Кажется, что такая дорожка просто не может существовать, но она есть.

Удивительное изделие — плод трудов компании Virtual Space Devices. Называется изобретение "Всенаправленная беговая дорожка" (omni-directional treadmill — ODT), которую её создатели продвигают ныне под торговой маркой iPlane. Это уже третье поколение системы, над которым Virtual Space Devices сейчас и работает, а первые два поколения трудятся на ниве виртуальной реальности уже много лет.

Сочетание бесконечной плоскости ODT с системой погружения в виртуальный мир (шлем с очками-экранами и наушниками) позволяет человеку свободно ходить по цифровому ландшафту. Полное погружение обеспечивается отсутствием у дорожки инерционности — смена направления движения человека на ней тут же приводит к смене направления бега дорожки, хоть назад, хоть по диагонали.

Компания пишет, что такая система будет очень полезной для безопасных, но эффективных тренировок пожарных, полицейских, солдат и строительных рабочих. И, конечно, заядлые геймеры должны оценить ODT по достоинству.

Третье поколение ODT, пока лишь — в виде рисунка (иллюстрация Virtual Space Devices).

Кроме того, эта дорожка может использоваться в развлекательно-образовательных программах. Ведь с ней возможно пешее путешествие по джунглям, достопримечательностям Земли (хотите увидеть Великие пирамиды или Великую китайсткую стену?) или по поверхности других планет, вымышленных или реальных (по Луне, например).

Такое погружение в виртуальную реальность может стать и чем-то вроде машины времени ("Хотите увидеть налёт на Пёрл-Харбор?" — вопрошают разработчики ODT).

Удивительно, но про ODT от Virtual Space Devices раньше не было как-то особо слышно. А ведь изобретение это не новое. Как же так получилось? Очень просто. Над этим проектом компания более 10 лет работала, как она пишет, "в основном с (и для) армией(и) США".

Первое поколение ODT, попавшее "на службу" в военную лабораторию. Как часто бывает, военные первыми получают самые интересные новинки техники (фото Virtual Space Devices).

Собственно US Army и спонсировала данную разработку, выделив некогда изобретателям из Virtual Space Devices $400 тысяч. Военные вскоре получили свой заказ, что называется на руки.

Впервые инженеры из Virtual Space Devices погрузились в вирутальную реальность при содействии своей всенаправленной дорожки №1 в 1996 году. А вскоре этот первый экземпляр попал в армейскую исследовательскую лабораторию (Army Research Lab), в управление исследований по взаимодействию человека и техники (Human Research and Engineering Directorate — HRED), где ODT благополучно используют до сих пор.

Позднее к работе над вторым поколением ODT подключилась американская корпорация MTS Systems. Сообща с Virtual Space Devices они освоили армейские же $8 миллионов.

Вышла дорожка крупнее, быстрее и тише прежней.

Второе поколение ODT — пока самый совершенный образец такого рода (фото Virtual Space Devices).

Но как всё устроено? В целом — довольно просто. Широкая дорожка, бегущая меж пары барабанов, здесь составлена из тонких дорожек же, но бегущих поперёк (смотрите схему).

Ленты, составляющие поверхность, схожи с теми, которые применяются в обычных беговых дорожках. Остаётся ещё система контроля над перемещением человека, которая не позволяет ему смещаться слишком сильно к краям устройства, подстраивая работу электромоторчиков. На вид несложно, но внешне — эффектно.

Общий принцип работы всенаправленной дорожки понятен из рисунка. Стрелкой показан, как называет его компания, "мини-сегмент" — миниатюрная беговая дорожка, идущая поперёк основной. Она обеспечивает изменение координаты Y. Из множества таких сегментов и состоит главная дорожка, бег которой обеспечивает перемену координаты X. Тонкости устройства компания, впрочем, не раскрывает (иллюстрация Virtual Space Devices).

ODT третьего поколения позиционируется уже как продукт для всех. Видимо, военные порядком наигрались с такой системой, так что пришло время подумать о её коммерциализации.

Зметим, Virtual Space Devices — не единственная компания или исследовательская организация, которая обратилась к теме всенаправленного свободного перемещения человека в виртуальном мире, что называется, на своих двоих. Можно вспомнить всю ту же "Виртусферу" (VirtuSphere), созданную несколько лет назад.

Разные её варианты одноимённая американская компания, созданная, кстати, выходцами из России, не раз показывала на выставках. И, судя по информации VirtuSphere, заинтересовались этим устройством, среди прочих, даже военные.

VirtuSphere показана без одной секции, которая снимается, чтобы образовать вход. Это изобретение сейчас применяется для тренировки морпехов США (фотографии с сайтов defensereview.com, virtusphere.com и virtusphere.net).

Хотя надо отметить, по информации американской компании, её "Виртусферу" можно увидеть Центральном музее связи им А. С. Попова, в Санкт-Петербурге.

Принцип работы этого устройства очевиден (смотрите фотографии), хотя над реализацией идеи и проработкой всех тонкостей компания VirtuSphere работала не один год. Зато теперь военные, гуляя внутри поворачивающегося под ногами сетчатого шара, отрабатывают тактику захвата зданий или высадки на обороняемый берег.

Ещё есть японский пол в виде самоходных "пятнашек", да недавнее экспериментальное струнное устройство, родом также из Японии.

Трудно сказать, почему ни один из этих продуктов не получил действительно широкого распространения, хотя все они не раз мелькали то тут, то там. Вероятно, военным следует красочивее расписать все прелести тренировок на виртуальной местности, а там, глядишь, и геймеры подтянутся.  Источник:

РОБОТОТЕХНИКА

Без конечностей: этажерка на шаре держит равновесие
Забудьте "Девочку на шаре". Смотрите: на шаре мобильный робот. Этот шар для него — и ноги, и колёса, и гусеницы. В общем, точка опоры, с помощью которой он переворачивает мир робототехники и, заодно, компьютерную мышь. Как так? А вот так.

Хирурги-роботы заползут в животы далёких пациентов
Крошечные роботы длиной 7,6 сантиметра и толщиной не больше тюбика губной помады в недалёком будущем смогут спасать жизни солдат на поле боя или астронавтов на борту космической станции. Для этого они будут пробираться внутрь пациентов через маленький разрез.

Стадо голодных дирижаблей ищет корм среди людей
Здесь у нас "действующая метафора новой экологии вещей". В ней два главных компонента: кормление и стадность. Причём питаются и сбиваются в кучу три летающих объекта — автономные воздушные суда. Вам не приходилось сталкиваться с проголодавшимся дирижаблем и кормить его?

Боевой медбрат поднимет раненого руками-клешнями и ногами-гусеницами
Идея о том, что раненых с поля боя должны выносить роботы (чтобы не рисковать жизнями медперсонала), давно витала в воздухе, однако, эта простая мысль – из тех технических задач, которые на практике реализовать очень непросто. И всё же есть компания, которая смело взялась за решение данной проблемы.

Беспокойная слизь загоняет робота в тёмный угол
Эх, вот если бы эта слизь уселась на шестиногого робота верхом и поскакала, тогда б слов вообще не было. Но это возможно! В будущем. Пока же грибообразный организм управляет механическим насекомым удалённо. Робот ходит, руководствуясь страхами слизевика. Что, на самом деле, тоже впечатляет.

Черепаха-робот Мадлен решает вопрос о числе плавников
Четыре плавника или два? Сколько нужно плавников, чтобы продвигать себя через толщу воды? Морские черепахи и львы, а также пингвины полагаются для толчка на одну пару, двумя другими они управляют движением. А вот древние гигантские черепахи времён Мезозоя использовали все четыре. Так сколько? Найти ответ должна помочь черепаха-робот.

Электрическая свинья помогает Солнцу сушить жидкую грязь
Около 100 "Электрических свиней" копается сегодня в грязи по всему миру. Почему их так мало? "Я думаю, главная проблема состоит в том, что о существовании этой новой техники знает пока немного людей", — говорит Тило Конрад (Tilo Conrad), основатель фирмы, "свиней" производящей. Что ж, не проблема, расскажем.

Роботы из принтера оживают после высыхания краски
Из принтера показался яркий рисунок, отливающий местами металлом, местами — матовой пластмассой. Взяв листок в руки, человек сложил его по ряду напечатанных линий, словно оригами. Получилась красивая бабочка. Ещё пара движений ножницами. Несколько капель воды — вот сюда, где распечаталась батарейка. Готово. Бабочка бодро замахала крыльями и полетела. На разведку.

MEMBRANA провела эксклюзивный тест-драйв андроида Robovie-M
"Сумочку, пожалуйста, откройте, — предложил на входе охранник. — Так, что это у вас?". "Э, ну это робот", — отвечаем. "Робот?!" – реакция охраны заставила опасаться по поводу судьбы маленького японца, тихонько лежащего в сумке. "Он не стреляет", — не слишком убедительно вступились мы за андроида. К счастью, нам поверили на слово, но мы и не соврали – робот и правда не стреляет. А что же он делает?

Складной стенолаз создаёт вакуум под потолком
Робот с присосками умеет ползать по стенам, но по гладким. Робот-паук легко цепляется за микровыступы, но у него разъезжаются лапы на стекле. Робот с клешнями – неплохой скалолаз, но беспомощно барахтается в траве. Однако недавно появился новый персонаж, и ему одинаково хорошо на любой поверхности

Дешёвый робот-ящер ведёт независимый образ жизни
Нет, это не просто игрушечный динозавр. Пусть вас не обманывает первое поверхностное впечатление. Да, это робот. Но вы видите новую форму жизни, пусть и сделанную человеческими руками. Перед вами полностью автономный динозавр-робот, который ведёт себя как живой.

Копия верна: профессор сделал робота-двойника
Инженер Хироси Исигуро, главный научный сотрудник известной японской лаборатории – очень занятой человек: две работы, бесконечные выставки и презентации – всё это совсем не оставляет свободного времени. Вот он и сделал себе помощника, который мог бы примерно половину дел взять на себя.

Чинук-программа побеждает человека в шашках
Шашки хакнули. Или, как ещё говорят, крякнули. Словом, "код шашек" взломан и ничего загадочного в этой игре не осталось. Все ходы не только записаны, но и заранее просчитаны. Поэтому сражения с компьютером больше не интересны: "железка" теперь знает, как действовать без проигрыша. Поэтому с ней сыграть можно только вничью (если очень постараться), либо проиграть ей. А третьего не дано.

Наименьший андроид поражает рынок умениями и ценой
"Я, робот. То есть, тьфу, — я, собот". Полное имя — Omnibot17? i-SOBOT. Модель интересна не только тем, что признана Книгой Гиннеса самым маленьким человекоподобным роботом, производящимся серийно. Подумаешь тоже. Преимущества — в целом спектре функций и, что немаловажно, — в цене. Она раз в десять ниже, чем у "собратьев". Впрочем, робот достоин описания уже хотя бы потому, что он — собот.

Роботы в зоопарке показывают будущее эволюции
Первый в мире зоопарк для искусственной жизни должен изменить наш взгляд на роботов, полагает его создатель. Мы так любим наблюдать за различными животными, но порой не очень-то задумываемся, каково им в клетках зоопарков. А вот роботам в такой клетке очень уютно — любуйтесь на здоровье. Но считать ли роботов живыми?

Хищные роботы должны запугать крылатых крыс
"Пернатыми волками" назвал ворон главный санитарный врач РФ Онищенко и предложил отстреливать. "Крысами с крыльями" обозвал голубей мэр Лондона Кен Ливингстоун (Ken Livingstone) и приобрёл ястребов для их уничтожения. "Настоящей неприятностью" окрестил голубей муниципалитет Ливерпуля и закупил десяток роботов. Нелетающих роботов-соколов.

Бот Halluc II ходит на колёсах и ездит на ногах
Предположим, некий абитуриент пытается понять, что милее его сердцу: букашки, зверушки или громыхающие железяки. Ясное дело, ситуация непростая. Как ни странно, но в этом случае ответ может дать только "Глюк два". И если верить ему, "Глюку", то абитуриенту надо срочно бежать изучать только робототехнику. Не раздумывая. Прямо сейчас.

Роботы плывут на Юпитер через Мексику и полюс
Прежде, чем робот сможет опуститься на поверхность Европы, спутника Юпитера, и, проникнув под лёд, приступить к исследованию местного океана, такой автономной машине следует изрядно потренироваться "на кошках". В качестве таковых выступят самые необычные земные озёра. И произойдёт это очень скоро.

Robosapien`а V2 придется ждать полтора месяца
По информации сайта www.Robotronic.ru прекратилась продажа самых популярных андроидных роботов Robosapien V2. Диллеры продают остатки со складов, и новое поступление ожидается лишь через 1,5 - 2 месяца. К тому моменту как раз в России появится новая версия Robosapien RS Media V3. Связано это с перебоями в работе поставщиков дройда. Так что, поторопитесь купить этого робота в ближайшие дни.

Робот-пылесос RoboNeat - мини-обзор
Мы представим несколько первых впечатлений от работы RoboNeat'а, в том числе проведем параллели с уже описанной здесь моделью RV-10. Это будет удобно и тем, кто читал тест-драйв RV-10 или даже владеет им, и тем, кто впервые читает о роботе-пылесосе. И поделим наше описание традиционно на плюсы и минусы.

Голливуд экранизирует приключения самого известного робота
Компания Wowwee Ltd. известный голливудский продюсер Ави Арад объединят усилия для перенесения на большой экран истории самого попуярного в мире робота Robosapien.

Робот-покемон глотает снег широким ртом
Зима в префектуре Ниигата приносит обильный, тяжёлый снег, который доставляет немало проблем жителям городов. Нельзя сказать, что уборка замёрзшей воды сваливается как снег на голову. Однако очистка тротуаров отнимает немало сил. Но японцы не были бы японцами, если б не приспособили для борьбы со снегом робота.

Новый робот-охранник стреляет в преступников дымом
Японская корпорация Secom представила опытный образец своей новой машины, названной Robot X. Главная задача этого 6-колёсного робота — обеспечение безопасности. Робот, созданием которого Secom занималась 2 года, может двигаться со скоростью 10 км/час. Аккумуляторов хватает на 8 часов работы или 24 км пробега.

Японская выставка шокировала высокими технологиями.  
В Японии, в префектуре Айчи (Aichi), в пригороде Нагойи, 2 года назад состоялась всемирная выставка EXPO 2005, на которой свои экспозиции представила 121 страна. Но, очевидно, именно от хозяев посетители ожидали самые интересные новинки техники.

Музыкальный интерьерный робот i-Cat - мини-обзор.  
Быстро показать котенка друзьям не интересно. Потому что они увидят лишь один из многих вариантов настроения i-Cat, и его танца. Ну, вертит головой, ну, мигает огоньками, - подумают они, - ну и что? Чтобы он проявил все свои возможности, нужно с ним провести какое-то время.

Робот, путешествующий по спинному каналу человека.  
Сегодняшняя разработка, возглавляемая сотрудниками Moshe Shoham Haifa's Technion, призвана выполнять намного более сложную и непредвиденную работу – путешествовать по спинному каналу человека.

Мисс Жун Чэн распознает около тысячи голосовых команд.
Группа китайских учёных, проводивших исследования под руководством Юэ Хунцяна, создала роботизированную девушку, способную реагировать на голосовые команды.

IV Международная выставка. Робототехника 2006.  
О выставке хочется написать что-нибудь хорошее. Ведь люди старались. Старались организаторы, участники. На выставке собрались истинные любители и профессионалы, те, кто несет флаг отечественного роботостроения, мехатроники, кибернетики и тд.
Но мы расскажем, как было.

Маленький RV-2: обзор и тест-драйв
Интересно, что часто тайваньская роботехника, будь это игрушки или пылесосы, не "умеет" ходить прямо. При попытке ехать или идти по прямой, её почему-то легко заносит влево. Это касается и I-Cybie и вот этого RV-2. Если для I-Cybie это явный минус, то эффективность работы маленького пылесоса от этого не страдает.

Ездовой робот
Корейская компания Robo 3 с 2003 года выпускает четвероногого робота R-7, который способен перевозить одного пассажира.

Роботизированный таракан поможет избавиться от настоящих
Европейские учёные разработали робота размером с коробок спичек, который способен внедриться в колонию тараканов и повлиять на их коллективное поведение, сообщает New Scientist. Устройство пахнет и ведёт себя как насекомое, благодаря чему тараканы принимают его за своего. Робот, например, может заставить их вылезти на освещённое место, хотя эти насекомые обычно живут в тёмных укрытиях.

Робот-геккон
Американские учёные из Стэнфордского университета, проводившие исследования под руководством профессора Марка Каткоски, создали робота Stickybot, способного самостоятельно передвигаться по гладким вертикальным поверхностям и даже стеклу.

Пауки-футболисты растянут в космосе японский платок
Что получится, если маленьких роботов-футболистов заставить "эволюционировать", снабдить их "сеткой от ворот" (правда, без мячика) и забросить подальше в космос? Может получиться вовсе не игра, а совершенно новая коcмическая технология.

 Япония: робота-охранника назначили шефом полиции…на день
Произведённый японской компанией Tmsuk женоподобный робот T63 Artemis 6 апреля был на один день назначен шефом отделения полиции в Фукуоке (Hakata police station).

Робот-пылесос за 85 тыс. долларов
Японский производитель роботов, компания Tmsuk, представила новую модель RIDC-01, одной из основных «специальностей» которой является уборка помещений с помощью встроенного пылесоса. Впрочем, на этом функции устройства далеко не исчерпываются...

Сделан еще один шаг к созданию робота с интеллектом
Китайский студент изобрел компьютер, диалог с которым можно вести без помощи традиционной "мышки", а простым движением… глазного яблока.

В Японии выйдет закон для роботов
Японское министерство экономики, торговли и промышленности работает над созданием инструкций для роботов следующего поколения.

Поединок в космосе: человекоподобные роботы сразятся на земной орбите
101010 — это не фраза робота в двоичном коде. Это дата — 10 октября 2010 года. Именно в этот день на земной орбите, в открытом космосе на высоте 400-600 км, должны сразиться между собой два человекоподобных робота. Да-да, речь идёт о космической битве роботов! На полном серьёзе.

Ученые разработают этический кодекс общения с роботами
Международная команда ученых выработает "кодекс этики" для роботов, которые с каждым днем становятся все более технически оснащенными, и по мнению ученых вскоре смогут обладать собственным R Daneel: робот, умеющий вставать
Робот по имени Р. Дэниил Оливо известен всем поклонникам творчества Айзека Азимова. В Японии классика фантастической литературы тоже чтят, а потому назвали в честь его фантастического персонажа свою гордость — первого в мире человекообразного робота, умеющего самостоятельно подниматься после падения.

Боевой баклан налетает на врага из-под воды
Новое воплощение давней идеи: американцы разрабатывают беспилотный разведывательный и ударный самолёт, который должен стартовать с борта субмарины, погружённой на 46 метров под воду. И там же на глубине заканчивать свой рейс.

Кибернетические штаны поднимают своего хозяина по лестнице
Команда учёных и инженеров из лаборатории Cybernics японского университета Цукубы (Tsukuba University) создала, пожалуй, первый в мире коммерческий роботизированный экзоскелет.

Южная Корея разрабатывает боевых роботов
Оборонные предприятия Южной Кореи приступают в следующем месяце к разработке военных роботов, которые могут быть использованы как для саперской работы на минных полях, так и для ведения боевых действий. Об этом сообщило в среду министерство обороны страны.

Летающий робот Peregrine убивает себе подобных

Разнообразие моделей беспилотных летательных аппаратов, их боевые возможности, их распространённость – так возросли, что пришёл черёд появления совершенно нового типа машин: "беспилотников", предназначенных для борьбы с другими "беспилотниками".

Во-первых, сидеть. Во-вторых, молча
Сбылась вековая мечта мужчин - иметь в доме послушную и молчаливую красавицу. Специально для них исследователи японской Intelligent Robotics Laboratory разработали самого женственного робота из всех созданных до сих пор. Зовут андроида Repliee Q1, а выглядит он как симпатичная японская девушка.

Робот, который узнает себя
Джуничи Такено (Junichi Takeno) и команда разработчиков в японском университете Meiji University разрабатывают робота, который способен смотреться в зеркало и узнавать там себя.

Робот MARU - официант
Корейский институт Науки и Технологии (KIST) в 2005 году привлек мировое внимания своим роботом MARU.

Papero – робот-диетолог
Скоро роботы будут уметь все. А пока они уже умеют многое. Малыш Papero – робот-диетолог, произведен компанией NEC. В основе его работы лежит технология инфракрасного спектроскопического анализа лаборатории Hasimoto.

Робот Aibo получает достойного конкурента
Корейские разработчики спроектировали нового робота «ARIN», который представляет собой более совершенного кибер-питомца, чем известная во всем мире собака Aibo.

В Токио начали продавать роботов с искусственным интеллектом
В Японии впервые в мире в продажу поступили роботы-гуманоиды, способные общаться с людьми.

Fujitsu продает роботов с Windows CE 3.0
Компания надеется, что робот Maron-1 станет платформой для создания более сложных роботов. Пока компания Fujitsu продает своих роботов только компаниям, которые разрабатывают для роботов дополнительные специализированные функции, такие как обеспечение безопасности дома или выполнение домашней работы.

Генибо - робо-пес из Кореи
Некоторое время назад Sony объявила о том, что прекращает выпуск своей электронной собаки – умницы Aibo. Но желающие обзавестись дорогой игрушкой остались. Для тех, кто очень хочет, чтобы в его доме поселился электронный друг, корейская компания Dasastech предлагает альтернативу – робо-пса по имени Genibo.

Роботы-гуманоиды шагнули на прилавки магазинов
Существующие роботы-гуманоиды — это, как правило, заоблачные по цене, почти «разумные» экспериментальные машины или копеечные игрушки, движимые парой моторчиков и способные на пару примитивных движений. Их и роботами можно назвать с большой натяжкой. А как насчет чего-то промежуточного? ...

В Новосибирске создан робот-двигатель
На заводе Сибирского технологического машиностроения в г. Новосибирск завершена отладка технологии производства первого в мире промышленного электронного двигателя, который отличаются от обычного электрического тем, что у него нет механического редуктора, но есть контроллер – электронный блок управления. Помимо возросшей надежности, новый двигатель в четыре раза меньше и легче аналогов.

Бундесвер собирается провести соревнования военных роботов
Немецкая армия проведет соревнования между военными роботами. Столь необычное состязание будет организовано с целью выбора наиболее подходящих боевых машин, которые Германия планирует взять на вооружение, сообщает сайт Hindustan Times.

Большой пёс носится с грузом без головы
"Механического пса заказывали? $1,5 миллиона на два года давали? Получите, распишитесь. Вот ваш "самый передовой четвероногий робот на Земле". Он такой ловкий и устойчивый, что вы можете отвесить ему хорошего пинка. Ничего-ничего, машина стерпит и удержится на ногах".

Космический лифт: обречен и опасен
Только недавно были начаты первые эксперименты и развернуты коммерческие программы по разработке космического лифта, а некоторые ученые уже предсказывают его быструю катастрофу. Согласно оценкам ряда специалистов, нанотрубочный канат может не выдержать нагрузки, несмотря на высокую расчетную прочность.

Метаматериалы скроют объекты от "глаз" радаров
Физики спроектировали «маскирующий прибор», который теоретически сможет делать предметы невидимыми, сообщает NewScientist. В нормальном состоянии свет отражается от поверхности предмета, делая его видимым для человеческого глаза. Доктор Джон Пендри (John Pendry) и его коллеги из Лондонского империал-колледжа рассчитали, что материалы с необычными оптическими свойствами, так называемые метаматериалы, могут заставлять свет огибать предмет так, что он будет казаться

Источник: http://roboter.ru.

КОГНИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ НЕЙРОСЕТИ

Искусственный интеллект

BCI - мозговой интерфейс управления

Guger Technologies выпустила первую систему управления компьютером при помощи сигналов головного мозга (Brain Computer Interface - BCI). Система позволит управлять компьютерными играми, создавать и отсылать сообщения e-mail,и по прогнозам аналитиков может стать основой для систем управления гаджетов будущего. К сожалению, пока система доступна только для PC и КПК под управлением Windows. Также существует версия, имплантирующая устройство считывания сигналов мозга (что может быть актуальным, например, для расширения возможностей коммуникации у парализованных людей), сейчас эта версия на стадии лабораторных исследований, в скором времени следует ожидать и её коммерциализации. Система считывает электроэнцефалограммы головного мозга с помощью электродов, усиливая и интерпретируя сигнал. Усилитель сигналов головного мозга подключается к компьютеру через порт USB.

В 2007 году система номинирована на Европейскую премию за достижения в области информационных и коммуникационных технологий (European ICT Grand Prize).

Источник:

Сознание, мозг, искусственный интеллект

Разработка проблемы искусственного интеллекта (ИИ) необходимо связана с результатами исследования естественного интеллекта (ЕИ), который не ограничивается когнитивными функциями, представляет со-знательную деятельность в целом. Здесь мы имеем дело с тем, что обычно именуют проблемой сознания. Она – многопланова, ее анализ, помимо уточнения терминологии, предполагает теоретически корректное вычленение основных планов и последующее их соотнесение друг с другом. Не вдаваясь в эту задачу, мы выделим лишь один из основных планов этой проблемы – классический вопрос об отношении сознания к головному мозгу. Исследование этого вопроса способно расширить и углубить наше понимание специфики информационных процессов, протекающих в головном мозге, и тем самым стимулировать новые подходы в разработке ИИ.

Сознание обладает специфическим и неотъемлемым качеством субъективной реальности (СР). Именно это качество создает главные трудности для объяснения связи сознания с мозговыми процессами (и более широко – при попытках интегрировать его в научную картину мира). В западной аналитической философии (там эти вопросы занимают центральное место и им посвящена колоссальная по объему литература) преобладает редукционистский тип объяснения в двух его основных вариантах: физикалистском (когда явления СР редуцируются к физическим процессам) и функционалистском (когда они редуцируются к функциональным отношениям). Сравнительно немногочисленные противники редукционизма (Т. Нагель, Дж. Серл и др.), высказывая убедительные критические соображения, не предлагают, однако, концептуального решения проблемы «сознание и мозг» (см. 4, 5). Такое решение должно представлять собой теоретически корректный ответ, по крайней мере, на два следующих вопроса:

I. Как связаны явления СР с мозговыми процессами, если первым нельзя приписывать пространственные и другие физические свойства, а вторые ими по необходимости обладают?;

II. Каким образом явления СР, которым нельзя приписывать физические свойства (массу, энергию), способны служить причиной телесных изменений, управлять ими? С ними связан ряд других существенных вопросов (Ш), которые имеют более тесное отношение к проблематике ИИ (о них речь пойдет ниже).

Для ответа на указанные два основных вопроса мною предлагается информационный подход (см. подробнее:1, 2, 3).Его исходные посылки следующие:

1.                               Информация необходимо воплощена в своем физическом (материальном) носителе, она существует лишь в определенной кодовой форме;

2.                               Информация инвариантна по отношению к физическим свойствам своего носителя, т.е. одна и та же информация может кодироваться по-разному (сокращенно это именуется далее «принципом инвариантности» - ПИ);

3.                               В самоорганизующихся системах информация может выступать причиной изменений в ее субстрате и структуре, служить фактором управления;

4.                               Явления СР допустимо интерпретировать в качестве информации (например, мое восприятие дерева в данный момент, как явление моей СР, есть информация о соответствующем внешнем объекте). Если эти посылки (после критического анализа моими оппонентами) всё же принимаются, то из них могут быть выведены искомые объяснения.

I. Явление СР связано с соответствующим мозговым процессом как информация со своим носителем. Им является определенная мозговая нейродинамическая система. Явлениям СР действительно нельзя приписывать длины, ширины и т.п. Говорить о пространственной локализации явления СР можно лишь в том смысле, что оно воплощено в определенном нейродинамическом коде и вне его не существует, а последний имеет сложную структуру и определенное расположение в головном мозге.

I-a. Связь явления СР со своим нейродинамическим носителем является функциональной, она представляет сложившуюся кодовую зависимость. Рассмотрим сравнительно простой случай. Переживаемый мной в данном интервале образ дерева (обозначим это явление СР через О ) имеет своим носителем определенную нейродинамическую систему (обозначим ее Х). Связь между О и Х носит именно функциональный характер – это явления одновременные и однопричинные: Х есть кодовая представленность О или, короче, – код О. Основательное исследование подобных связей предполагает расшифровку кода. Задача расшифровки мозговых кодов психических явлений уже поставлена на повестку дня (вслед за расшифровкой генетического кода и генома человека).

I-б. Но что означает расшифровка кода, если информация всегда существует только в кодовой форме и от нее невозможно избавиться? Она может означать лишь одно: перевод неизвестного кода в известный. Для каждой самоорганизующейся системы существует два типа кодов. Назовем их «естественными» и «чуждыми». Первые непосредственно «понятны» той системе, которой они адресованы, «прозрачны» для нее, не требуют операции декодирования (частотно-импульсный код на выходе сетчатки сразу «понятен» соответствующим мозговым структурам, слово «дерево» сразу понятно человеку хорошо знающему русский язык, ему не нужно специально анализировать физические и структурные свойства этого кодового объекта и т.п.). Декодирование требуется, когда система имеет дело с «чуждым» кодом, но оно означает лишь преобразование его в «естественный» код. После того как найден и закреплен способ такого преобразования «чуждый» код становится для самоорганизующейся системы «естественным», что знаменует акт ее развития.

I-в. Важно учитывать, что и «естественные» и «чуждые» коды могут быть для самоорганизующейся системы как внешними (например, сообщаемые человеку непонятные слова), так и внутренними (скажем, мозговые коды типа Х), что обусловливает специфику задач, связанных с их декодированием и перекодированием. Можно выделить два вида задач расшифровки кода: 1) «прямую», когда дан кодовый объект и требуется выяснить информацию, которая в нем содержится (здесь мы имеем дело с «чуждым» кодом), и 2) «обратную», когда нам дана определенная информация и требуется установить ее носитель и его кодовую организацию; здесь перед нами «естественный» код и такая задача является, как правило, более трудной (см. подробнее: 2, гл. 5, с. 233 – 250).

I-г. Мозговые коды типа Х являются внутренними «естественными» кодами. Воплощенная в них информация дана индивиду непосредственно в форме явлений его СР (чувственных образов, мыслей и т.п.). Причем, не только устройство такого кода, но даже наличие его в нашем мозгу нами совершенно не ощущается, не отображается. В явлениях СР нам дана информация как бы в «чистом» виде и способность оперировать ею. Таков кардинальный факт нашей психической организации, сложившейся в процессе биологической эволюции и антропогенеза, ибо живой системе для эффективного функционирования нужна информация как результат адекватного отображения внешних объектов, ситуаций, собственных действий и т.д. и в большинстве случаев не нужно отображение носителя информации ( в силу принципа инвариантности – (2)). У человека же на нынешнем этапе развития общества такая потребность возникает. Расшифровка мозговых кодов явлений СР– реальная научная задача. Ее решение способно вызвать судьбоносные для земной цивилизации последствия как позитивного, так и негативного характера (что особенно важно иметь в виду). Эти вопросы требуют специального рассмотрения.

II. Явления СР способны служить причиной телесных изменений, управлять ими в качестве информационной причины. Психическая причинность есть вид информационной причинности.

II-a. Отличие информационной причины от физической причины определяется принципом инвариантности (причинный эффект вызывается тут именно информацией, на основе сложившейся кодовой зависимости, а не самими по себе физическими свойствами носителя этой информации, которые, в принципе, могут быть разными). Всякое психическое причинение осуществляется в сознательно-бессознательном контуре информационных процессов, который представляет собой исключительно сложный объект для анализа. Трудности усугубляются еще и тем, что даже в случае ясно сознаваемого действия, необходимо учитывать в нем не только рефлексивное и актуальное, но также уровни арефлексивного и диспозиционального. К тому же возникает проблема речевого оформления явлений СР, языкового кода. Однако в первом приближении правомерно все же выделить такую разновидность психической причинности как произвольное действие. Здесь можно сравнительно четко обозначить комплекс явлений СР, выражающих мое намерение совершить определенное действие и управляющих его реализацией. Возьмем простой пример. Я хочу включить свет настольной лампы и делаю это, нажимая кнопку. В данном случае мое желание, побуждение формирует программу действий и запускает цепь кодовых преобразований, хорошо отработанных в филогенезе и онтогенезе (имеется в виду последовательное и параллельное включение кодовых программ движения руки и сопутствующих ему других телесных изменений, а также кодовых программ энергетического обеспечения всего комплекса этих изменений, приводящих к достижению цели). Разумеется, произвольное действие требует более полного описания, мы ограничились лишь общими принципиальными моментами в его объяснении.

II-б. Явления СР могут служить причиной не только телесных изменений, но и причиной изменения других явлений СР, когда, например, одна мысль влияет на другую, влечет другую и т.п. Это повсеместный факт нашего опыта. Однако задача дискретизации континуума СР и вычленения отдельного явления СР вызывает серьезные теоретические трудности. Тем не менее в ряде простых случаев такая операция может быть корректно проведена. Тогда, если одна мысль (А) вызывает другую мысль (Б), то это равносильно преобразованию нейродинамического кода первой в нейродинамический код второй. Здесь также имеет место психическая причинность. Ведь внутренний «механизм» следования Б из А принципиально не отличается от тех процессов, когда явление СР вызывает определенное телесное изменение. Различны лишь контуры кодовых преобразований, те подсистемы головного мозга в которых они совершаются.

II-в. Когда мы говорим об отдельном явлении СР, то важно учитывать, что оно всегда принадлежит данному уникальному «Я» и несет на себе его печать, оно есть момент целостной СР, существующей только в конкретной личностной форме. Эта целостность, определяемая нашим «Я», представлена тем, что может быть названо эго-системой головного мозга. Будучи структурно и функционально подсистемой головного мозга, эта эго-система образует высший уровень мозговой самоорганизации и управления; именно на этом уровне функционируют кодовые структуры типа Х. Она охватывает не только сферу сознательных, но и сферу бессознательных психических процессов, регулирует их взаимодействие. Только в контурах эго-системы информационные процессы приобретают качество СР, что связано со специфическими кодовыми преобразованиями. Эти кодовые преобразования отображают, в частности, и уникальные особенности эго-системы (и, значит, личностные особенности индивида), в том числе и такой личностный параметр как волеизъявление. И тут возникает традиционный вопрос о свободе воли, который всегда стоял в центре дискуссий по проблеме сознания и мозга.

II-г. Совместим ли феномен свободы воли с детерминированностью мозговых процесов? На этот вопрос можно дать положительный ответ. Здесь нет нужды вдаваться в подробный анализ феномена свободы воли. Для наших целей достаточно признать, что по крайней мере в некоторых случаях человек может сам совершать выбор действий, управлять движением своей мысли, переключать внимание, оперировать по своей воле теми или иными явлениями собственной СР ( представлениями, интенциональными векторами), хотя в составе СР есть такие классы явлений, которые либо вообще неподвластны произвольному оперированию, либо поддаются ему с большим трудом. Но признание пусть частичной способности «Я» оперировать явлениями собственной СР (т.е. информацией в «чистом» виде), например способности переводить А в Б, равносильно признанию того, что я могу по своей воле оперировать их нейродинамическими кодами. Следовательно, как бы это странно ни звучало на первый взгляд, я могу по своей воле оперировать некоторым классом своих мозговых нейродинамических систем, т.е. управлять ими (хотя и совершенно не чувствуя этого; не ведая, что творю!). Более того, это означает, что я могу оперировать не только некоторым наличным множеством собственных мозговых нейродинамических систем, активировать и дезактивировать их определенную последовательность, но и формировать направленность кодовых преобразований (в тех или иных пределах) и, наконец, создавать новые кодовые паттерны типа Х. Нельзя же отрицать, что человек своим творческим усилием продуцирует оригинальные мысли, уникальные художественные образы. Эти новообразования в сфере его СР имеют свое необходимое кодовое воплощение в его мозговой нейродинамике.

II-д. Поскольку способность создавать новообразования в сфере СР равнозначна способности порождать новообразования на определенном уровне мозговой нейродинамики (кодовой организации типа Х), то это дает основание говорить о постоянной возможности расширения диапазона возможностей саморегуляции, самосовершенствования, творчества. И это относится, конечно, не только к управлению своими психическими процессами, но и к управлению телесными процессами, к психосоматическим контурам саморегуляции. Когда человек, как иногда говорят, силой воли подавляет боль (или когда йог вызывает у себя замедление сердечного ритма), то это означает, что он формирует у себя такие паттерны мозговой нейродинамики, такую цепь кодовых преобразований, которые «пробивают» новый эффекторный путь и «захватывают» вегетативные и другие нижележащие уровни регуляции, обычно закрытые для произвольного управления.

II-е. Но способность управлять собственной мозговой нейродинамикой может быть истолкована только в том смысле, что нейродинамические системы типа Х, взятые в их актуальной и диспозициональной взаимосвязи, являются самоорганизующимися, образуют в мозгу человеческого индивида личностный уровень мозговой самоорганизации (эго-систему). Следовательно, акт свободы воли (как в плане производимого выбора, так и в плане генерации внутреннего усилия для достижения цели) есть акт самодетерминации. Тем самым устраняется тезис о несовместимости понятий свободы воли и детерминизма, но последнее должно браться в смысле не только внешней, но и внутренней детерминации (задаваемой программами самоорганизующейся системы).

III. Изложенное выше дает ряд существенных оснований для сопоставления мозга и компьютера, прежде всего в плане осмысления различия информационных процессов, осуществляемых каждым из них, понимания той весьма большой дистанции, которая существует между ними. У компьютера нет субъективной реальности. Информационный процесс, лишенный качества СР, отличается по своей организации, по своим структурным, оперативным и целевым характеристикам от того информационного процесса, который специфичен для эго-системы головного мозга. Разумеется, многие информационные процессы и в головном мозгу и тем более в других подсистемах нашего организма идут «в темноте» (как выражаются некоторые западные философы), не дают о себе знать в виде субъективных проявлений. С чисто функциональной точки зрения добавка в виде явления СР кажется излишней. Но это именно кажимость. На самом деле возникновение в ходе эволюции СР ознаменовало новый этап и новый тип самоорганизации. Здесь возникает ряд вопросов, которые должны стать предметом тщательного анализа.

III-a. Пока нам известны два вида СР – животный и человеческий. Весьма вероятно, что в других звездных мирах есть существа, обладающие СР совершенно иного типа (предмет для фантазирования, но и для теоретических размышлений). Хотя некоторые выдающиеся ученые и философы (Дж. Экклз, К. Поппер и др.) отрицали возможность создания таких систем ИИ, которые способны обладать СР, такая возможность теоретически обоснована (тем более в отношении различных симбиозов ИИ с ЕИ). Это вытекает из принципов функционализма (которые, по моему убеждению, сохраняют рациональный смысл, могут служить не только редукционистским целям, но и нередукционистским объяснениям СР, что я пытался продемонстрировать выше). Функциональное описание и объяснение логически независимо от физического описания и объяснения, что, как известно, убедительно было показано Тьюрингом, Патнэмом и др. Это обязывает принять тезис об изофункционализме систем, развитый А. Тьюрингом (один и тот же набор функций может быть воспроизведен системами, различными по своим субстратным, физическим свойствам). Для обоснования тезисов об изофункционализме систем и о возможности обретения искусственным интеллектом качества СР важное теоретическое значение имеет принцип инвариантности информации по отношению к физическим свойствам ее носителя (ПИ). Из него следует возможность возникновения различных вариантов кодовой самоорганизации. Тот вариант, который возник в ходе эволюции был не единственно возможным. Разумеется, ПИ не означает безразличия физических свойств носителя информации, но лишь то, что одна и та же информация может иметь носители с разными физическими свойствами. В ходе эволюции отбирались коды наиболее экономичные в энергетическом отношении, наиболее компактные по своей организации и т.п. (так сформировались фундаментальные коды земных самоорганизующихся систем – код ДНК, частотно-импульсный код в нервной системе, язык). Да, теоретически, были возможны иные варианты, но в доступном нам мире существует лишь тот вариант самоорганизующейся системы, наделенной СР, который был изобретен, создан биологической эволюцией. И он так или иначе указывает пути сближения ИИ с ЕИ.

III-б. Вопрос о возникновении СР – это прежде всего вопрос о способе представленности информации для сложной самоорганизующейся системы и способе использования ее для управления своим целостным функционированием (поведением). Этот новый способ представленности информации и оперирования ею в целях управления возник в связи с чрезвычайным усложнением живой системы (включающей множество самоорганизующихся подсистем) и потребностью нахождения оптимальных средств поддержания ее целостности, централизации самоотображения и управления (как условия реализации адекватного поведения и, в конечном итоге, выживания). В силу множества уровней и структур самоорганизации в развитом организме (клетки, органы, системы дыхания, кровообращения и др.) эволюция постоянно решала проблему соотношения иерархических, кооперативных и конкурентных контуров управления в структуре целостного организма, соотношения централизации и относительной автономности в функционировании его подсистем. Возникновение психики, способности отображения и управления в форме СР явилось ответом на эти проблемы. Представленность информационных процессов в форме явлений СР – чрезвычайно удобный, экономичный, высоко оперативный способ получения, переработки и использования информации в целях эффективного управления многосложным организмом, централизации его действий, которая (централизация) интегрирует нижележащие уровни управления (в клетках, органах и т.п.), сохраняя их определенную автономию. Представленность информации в форме СР позволила резко расширить не только «содержательный» («когнитивный») диапазон информации, но в еще большей степени ее ценностные измерения – посредством различных эмоциональных состояний, таких мощных субъективных регуляторов и стимуляторов поведения как боль, оргазм, чувство голода. У высших животных СР достигает значительной степени индивидуализации и разнообразия психических модальностей.

III-в. В процессе антропогенеза произошло качественное развитие психического отображения и управления – возникло сознание, отличительная черта которого в том, что СР сама становится объектом отображения и управления в форме СР. Другими словами, создается возможность по существу неограниченного производства информации об информации и способность наряду с информационным управлением телесными изменениями так же и управления информационными процессами на уровне СР. Для этого формируется специальная кодовая система – язык. Развивается способность абстрагирования, возникает высокая степень свободы оперирования информацией в «чистом» виде – типа мысленных действий, предваряющих реальные действия, мысленного моделирования вероятных ситуаций, прогнозирования, проектирования, фантазирования, творческих решений, самополагания и волеизъявления. Все эти функции ЕИ заведомо отсутствуют у компьютера.

III-г. Феноменологические характеристики ЕИ (см. 6), посредством которых обычно указывают на качественное отличие ЕИ от ИИ, выражают существенные структурно-функциональные особенности информационных процессов в головном мозге. Как свидетельствуют данные нейроморфологии и нейрофизиологии, в головном мозге переработка информации совершается одновременно, параллельно во многих различных по своим функциям структурах, результаты которой анализируются и выборочно интегрируются в зависимости от актуализованной цели, от хода решения задачи. Переработка информации в головном мозгу, выражающая текущую мыслительную деятельность, совершается отнюдь не по жесткой двоичной логической схеме. Скорее эта логика представляет собой многозначную логику, в которой число значений истинности есть величина переменная; при этом число значений истинности меняется в зависимости от характера решаемой задачи и, возможно, от разных этапов ее решения. В этой многомерной динамической структуре двоичная логическая схема лишь один из существенных моментов процесса переработки информации. Головному мозгу присущи развитые функции вероятностного прогнозирования, весьма оригинальные, эффективные способы сжатия информации и выборки нужных элементов из памяти, эвристического синтеза и другие операции, которые вряд ли допустимо приписывать современным компьютерам.

III-д. Сказанное, конечно, не умаляет роли и возможностей ИИ. Выдающиеся достижения компьютерных наук и информационных технологий положили начало новому этапу цивилизации – информационному обществу. Проблемы дальнейшего развития ИИ будут в существенной мере определять судьбы человечества. Но это обязывает нас к тщательному анализу и реалистическим оценкам широковещательных проектов. Среди ряда ведущих специалистов в области ИИ бытует убеждение, что быстро нарастающая вычислительная мощь компьютеров скоро приведет к появлению у них сознания (проф. А. Болонкин и др.). К сожалению, это вовсе не тот случай, когда огромное количественное накопление приводит к новому качеству. Существенное сближение ИИ с ЕИ предполагает более глубокое исследование ЕИ. На прошедшей недавно конференции по философии ИИ многие докладчики справедливо подчеркивали, что наиболее узким местом компьютерного моделирования является недостаточная исследованность ЕИ. Наиболее основательно и многопланово это было выражено в докладе А.П. Огурцова «Достижения и трудности моделирования интеллектуальных актов». В нем убедительно показано, что «перспективы компьютерного моделирования и нейрокомпьютеринга – это перспективы философии и психологии сознания. Именно ими будет создан новый язык анализа сознания, в том числе интеллекта, который найдет свою амплификацию в компьютерных моделях» («Философия искусственного интеллекта». М.,2005, с. 59). С этим нельзя не согласиться. А.П. Огурцов справедливо утверждает: «Все компьютерные модели далеки от биологической основы работы интеллекта» (там же, с. 57). В этой связи важно использовать такой источник развития ИИ как современные нейрофизиологические исследования психической деятельности. В последнее время достигнуты существенные результаты в изучении тех мозговых процессов, которые лежат в основе субъективных переживаний, обусловливают возникновение ряда явлений СР, в том числе относящихся к процессу мышления. Здесь прежде всего должны быть отмечены исследования А.. М. Иваницкого и ряда других авторов, получивших близкие результаты (Дж. Эделмен, В.Я. Сергин и др.). Эти работы преследуют стратегическую цель: выяснение существенных и необходимых свойств того типа самоорганизации, который создает представленность для системы информации в форме СР и способность оперировать ею (в «чистом» виде), что имеет первостепенное значение для создания новых направлений разработки ИИ.

 д.ф.н., проф. Д.И. ДУБРОВСКИЙ (Институт философии РАН)

Источник: rtd-info@mail.ru.