НЕВИДИМАЯ МЕДИЦИНА

31 марта, 1995, 00:00 Распечатать Выпуск №13, 31 марта-7 апреля

Слово «нанос» в переводе с греческого значит «карлик». В науке им обозначают миллиардную долю единицы измерения: нанометр, нанограмм, наносекунда...

Слово «нанос» в переводе с греческого значит «карлик». В науке им обозначают миллиардную долю единицы измерения: нанометр, нанограмм, наносекунда. Сначала этими единицами дело и ограничивалось. Но потом «нано» (так же, как в свое время «микро») стали присоединять к самым разнообразным понятиям. И если «микро» обычно означает «маленький», «малый», «миниатюрный», то «нано» — «самый маленький», «мельчайший». Меньше не бывает и быть не может! Вот недавно появилось слово «нанотехнология». Оно еще не успело войти в словари, а его уже употребляют как ни в чем не бывало. А Эрик Дрекслер, известный ученый и популяризатор науки, уже вводит в обиход понятие «наномедицина». Такой медицины еще не существует, но лет через 30, считает Дрекслер, она станет обычным явлением.

Технической базой наномедицины будет нанотехнология. Маленькие машины, похожие на часовые механизмы, изготовят еще меньшие, еле видимые машины, а те, в свою очередь, создают наималейшие, различимые только в сильный микроскоп машинки, величиной с живую клетку или еще меньше — с несколько десятков молекул. Это и есть нанотехнология. Но возможна ли сборка на молекулярном уровне? Как доказали физики Дональд Эйглер и Эрхард Швейцер из исследовательского центра компании IBM в Сан-Хосе (Калифорния), возможна даже на атомном. Тридцатью пятью атомами они нарисовали буквы аббревиатуры IBM. А ученые из японской фирмы «Хитачи» «собрали» из атомов целую фразу, причем в отличие от своих американских коллег сделали это не при сверхнизкой, а при комнатной температуре. В Японии, кстати говоря, где идеи Эрика Дрекслера очень популярны, на развитие нанотехнологии тратят сотни миллионов долларов.

Идеи же Дрекслера заключаются в том, чтобы создать на основе нанотехнологии несколько типов молекулярных устройств, наладить их массовое производство и запускать их в человеческий организм, где они будут выполнять различные медицинские обязанности. О многих таких устройствах рассказывается в недавно вышедшей книге «Расковывая будущее», которую Дрекслер написал с тремя соавторами, такими же, как он, энтузиастами наномедицины. Некоторые устройства он изобрел уже после ее выхода.

Вот, например, медицинский датчик, исследующий состав крови, все до единого ее компоненты и их соотношения. Такой датчик способен чутко улавливать неблагоприятные тенденции в организме и притом задолго до того, как тенденция перерастет в угрозу. Тысячи датчиков можно запустить в организм и периодически извлекать их оттуда, посылая им особый ультразвуковой сигнал. Повинуясь сигналу, несколько датчиков пробирается в слюнные железы, лаборант берет у пациентов слюну, и вот уже информация, взятая от датчиков, в компьютере. Молекулярные датчики, путешествуя вместе с кровью по сосудам и даже проникая внутрь кровяных телец, сумеют вовремя заметить, не склонна ли кровь к образованию тромбов, и, сообщив об этом врачам, тем самым предотвратить инсульт. Точно так же они спасут человека от инфаркта миокарда, от цирроза печени и даже от рака: ведь они заметят раковые клетки задолго до того, как начнет развиваться опухоль, и врачи возьмут опасный участок под контроль.

А вот и другие наноустройства, посложнее датчиков, Дрекслер предпочитает называть их машинами — иммунными машинами. Действуют они так же, как наша иммунная система. Когда-нибудь, почувствовав недомогание, головную боль, боль в горле, температуру, вы зайдете в ближайшую аптеку и купите себе долларов за пять небольшую бутылочку с десятью миллиардами иммунных машинок или иммунных роботов. Каждый робот обучен узнавать и уничтожать свой вирус гриппа, а их около пятисот видов. Выпили бутылочку — и недомогание как рукой сняло.

Но не будет ли наша собственная иммунная система отторгать искусственную? Не встретит ли она молекулярных роботов как врагов? Дрекслер предусмотрел и это: роботов можно покрыть таким составом, на который наша иммунная система реагировать не будет. Не вызовут роботы и никаких побочных эффектов — и это предусмотрено в их природе. А как же организм избавится от них, когда они сделают свое дело? Помнится, такой вопрос задал Дрекслеру корреспондент одного медицинского журнала. «Ну, хотя бы так, как вы избавляетесь от содержимого своего носа при насморке, — последовал ответ. — Вообще же у организма есть немало способов избавляться от шлаков».

В проектах будущего использования наномашин не забыта и косметика. Вы прикладываете к коже нечто вроде пуховки для пудры. Но пропитана она, конечно, не пудрой, а невидимыми роботами, которые проникают сквозь поры и очищают вашу кожу от мертвых клеток и глубоко всосавшейся пыли. Попутно они стимулируют рост новых клеток. Прямо на глазах ваша кожа становится свежей и молодой. Тем временем более изощренные роботы ремонтируют клетки, получившие механические повреждения или пострадавшие от чрезмерного загара. Часть роботов трудится в волосяных мешочках-фолликулах, делая все необходимое, чтобы ваши волосы перестали выпадать, да еще и приобрели тот цвет, который был у вас в шестнадцать лет.

По правде говоря, починка кожных клеток не так уж важна для организма. Эту косметическую работу Дрекслер рассматривает как первоначальный этап в обучении роботов ремонту жизненно важных структур, поломка которых вызывает такие серьезные болезни, как диабет, артрит, ишемия, остеопороз. Робот-хирург, исправляющий дефекты на молекулярном уровне, — вот что нужно наномедицине. Этот робот должен уметь многое — выращивать ткань сердечной мышцы и заменять ею участки, пораженные некрозом, восстанавливать костную ткань, латать кровеносные сосуды. Раз в пять лет или раз в три года в организм пациента будет запускаться бригада высококвалифицированных роботов-ремонтников. Бригада осмотрит все внутренние органы, все ткани и сочленения и проведет профилактический или капитальный ремонт — какой потребуется. «Получится парадоксальная ситуация, — говорит Дрекслер. — Человек будет стареть, а его органы будут молодеть. И ему не останется ничего другого, как жить до 125 или даже до 250 лет».

Эра наномедицины наступит скоро. Те, кому сегодня 35—40 лет, успеют испытать на себе все ее преимущества. Они же и примут самое деятельное участие в приближении этой эры, закладывая основы нанотехнологии. 40-летний Эрик Дрекслер занимается нанотехнологией более 15 лет. За это время он создал теорию молекулярных машин и способов их изготовления. Свои идеи он проверял на компьютерных моделях, рассматривая молекулы как объекты со стандартными физическими характеристиками. Абстрактные молекулярные машины работали в его «математических условиях» не хуже, чем естественные молекулярные машины, вроде антител или лейкоцитов, работают в условиях организма. Отчего потерпела крах и сошла со сцены бионика, столь модная сорок лет назад? Прежде всего оттого, что имитирующие природу модели не соответствовали природным образцам по размеру, материалу и по другим параметрам, считает Дрекслер. Это были на редкость неточные копии. В нанотехнологии этот изъян будет преодолен. Молекулярные машины будут узнавать антиген точно таким же способом, как узнают его антитела. Передвигаться внутри организма этим машинам помогут такие же механизмы, какие придумала природа, снабдив одни бактерии подобием гусениц, а другие подобием пропеллера. А источником энергии молекулярной машине послужит не какая-нибудь сверхминиатюрная батарейка, дальше которой воображение изобретателей медицинских приборов еще недавно не шло, а, как и у всего организма, — глюкоза.

Конечно, смоделировать все не удастся. Но дело не в слепом копировании, а в использовании природных средств где только можно. Каким способом наноробот уничтожит ДНК враждебного вируса? Разрежет ее на куски наноскальпелем? Да, но что это за скальпель? Это фермент, которым исследователи недавно научились разрезать ДНК на фрагменты. Не может ли, однако, молекулярная машина ошибиться и атаковать здоровые клетки? Все возможно, философски отвечает на такой вопрос Дрекслер. Любые медицинские методы сопряжены и с ошибками, и с побочными эффектами. Достаточно вспомнить химиотерапию, которая уничтожает в костном мозге раковые клетки, а с ними немало и здоровых, и от которой могут выпасть волосы. Риск всегда присутствует в медицине. Но этот риск можно свести к минимуму. Молекулярная машина работает по программе, а в программу можно заложить систему запретов, подобных тем, которые Айзек Азимов придумал на заре робототехники, и наноробот своих не тронет. Обыкновенные наблюдения покажут, к каким ошибкам склонен наноробот и как их можно избежать.

Однажды Дрекслера спросили, существуют ли какие-нибудь ограничения для нанотехнологии? Везде и всюду он повторяет, что она может всё. Но есть ли что-нибудь, чего она не может? Есть, ответил Дрекслер вполне самокритично. Нанотехнология не может нарушить законы физики, например, закон сохранения энергии. Она не может построить ни вечный двигатель, ни антигравитационную машину, ни звездолет, летящий со сверхсветовой скоростью. Она не в состоянии превратить химическим способом свинец в золото. Она даже не сможет создать наноробота размером меньше молекулы. Вот сколько ограничений! Такого же рода ограничения будут и у наномедицины, которая — уже сегодня можно предсказать — не даст, например, человеку бессмертия. Но она сделает так, что человек будет умирать от болезней намного реже, чем просто от старости или от несчастных случаев.

Оставайтесь в курсе последних событий! Подписывайтесь на наш канал в Telegram
Заметили ошибку?
Пожалуйста, выделите ее мышкой и нажмите Ctrl+Enter
Добавить комментарий
Осталось символов: 2000
Авторизуйтесь, чтобы иметь возможность комментировать материалы
Всего комментариев: 0
Выпуск №42-43, 10 ноября-16 ноября Архив номеров | Содержание номера < >
Вам также будет интересно