Цивилизация богов. Прогноз развития науки и техники в 21-м столетии

Андрей Капаций

Выделение из генетики новых наук и направлений. Рост частных инвестиций в генетику и медицину. Восстановление функций стареющего организма человека. Восстановление функционирования желез внутренней секреции. Применение сенсоров слежения и контроля в организме человека. Универсальные прививки. Увеличение средней продолжительности жизни человека на двадцать лет. Понимание в основном механизмов формообразования человеческого организма. Расшифровка множества маршрутных карт «ген – белок – биохимическая реакция». Создание базы данных строения и функций белков человеческого организма. Работа над созданием компьютерной модели метаболизма человеческого организма. Создание компьютерной модели эталонного генома человека. Компьютерная модель нейрона человека с элементами интерактивности. Генное конструирование. Достижения в сельском хозяйстве. Успехи генной инженерии в фармацевтике. Массовое применение технологий генной инженерии в мировом хозяйстве. Изучение генетических текстов редких, экзотических, исчезнувших видов микроорганизмов, животных и растений. Исследовательские работы по улучшению человеческого организма. Применение медицинских микромашин для оперативного и профилактического воздействия на человеческий организм. Средства доставки нормализаторов генов к большим массивам клеток. Способы извлечения из клеток ненужных веществ. Ликвидация рака как заболевания. Препараты, регулирующие температуру человеческого организма и скорость обмена веществ. Расшифровка маршрутных карт вида «ген – белок – биохимическая реакция» некоторых морских животных и рыб. Улучшение природных молекул белка путем компьютерного моделирования. Начало работ по созданию человека с эталонными генами. Тайные попытки создания улучшенного человека для военных целей. Трудности создания искусственных генов. Восстановление геномов вымерших животных и растений. Управление процессами роста растительных трансгенных организмов. Конструирование новых продуктов питания. Единая база данных компьютерных моделей химических соединений. Высокий уровень развития нанотехнологий. Получение сверхчистых химических элементов и соединений. Крупнотоннажное производство неорганических материалов методами молекулярной сборки. Эволюционирующие катализаторы. Катализаторы последовательного действия как основа безотходных технологий. Разработка саморазрушающихся после выполнения функций материалов. Отработка химических технологий в «едином пространстве виртуального моделирования». Искусственные фотокатализаторы для различных частот электромагнитного излучения. Создание новых классов химических соединений. Технологии сверхдавления и сверхплотные материалы. Конструкционные материалы, полученные под высоким давлением. Сверхпроводящие конструкционные материалы. Применение водорода в промышленности и в быту. Биологическое извлечение химических соединений. Применение систем компьютерной визуализации в быту. Изучение деятельности мозга при помощи молекулярных роботов. Медицинские препараты, улучшающие запоминание. Эксперименты по введению простых программ поведения, мышления и чувствования в мозг человека. Понимание механизмов возникновения психологических состояний у человека. Оперативный контроль над параметрами человеческого мозга. Первые эксперименты по корректировке психологических состояний человека. Настоящее и будущее ЕПВМ. Применение роботов-воспитателей для воспитания молодого поколения.

Ведущей наукой современности по-прежнему оставалась генетика. За последние годы из этой важнейшей для человека науки выделилось более десятка самостоятельных наук и множество новых направлений. Диапазон, охватываемый новыми науками и направлениями, был чрезвычайно широк и включал в себя изучение всех живущих ныне представителей земной биосферы, а также по возможности вымерших ее представителей. Огромную ценность для дальнейшего прогресса генетики представляла зачастую самая незначительная информация, наработанная естественными науками. Одинаково важной была информация как об устройстве генома человека, так и о метаболизме самого бесполезного вида микроорганизмов, как о причинах мутации вируса гриппа, так и о строении генома вымерших животных и растений. Интерес к генетическим и биологическим исследованиям со стороны общественности был велик как никогда. Причиной этого являлось то, что мировое общественное мнение приняло генетику как всесильную науку, способную обеспечить каждому человеку реальное долголетие, активную жизнь в старости, возможность обновления и улучшения собственного организма.

Так уж традиционно сложилось в нашем мире, что у подавляющего большинства людей значительные финансовые возможности появляются в пожилом и старческом возрасте. Иными словами, значительная часть мирового капитала находится в собственности, либо в управлении людей, давно миновавших пору зрелости. Выбор вариантов инвестирования капитала для этой части населения определяется в основном заботой о будущем собственных детей и родственников. По сути, инвестирование капитала пожилыми людьми носит вынужденный характер, поскольку им давно известно, что никакие денежные вливания в продление собственной жизни, а это для них есть приоритет первого порядка, в принципе не могут дать кардинальных результатов. В этих условиях человек ориентируется на приоритеты второго порядка, которыми являются благополучие и помощь близким людям. Однако бурное развитие генетики и сопутствующих наук пробило брешь в сложившемся стереотипе поведения и мышления относительно возможности продления собственной жизни. В последнее время все больше и больше богатых людей активно инвестировали средства в собственное долголетие и здоровье, вкладывая их в развитие наук и технологий. В недалекой перспективе уже маячила притягательная возможность личного бессмертия. И это не было самообманом или иллюзией. Каждый новый день приносил реальные достижения и открытия, не видеть которые мог только слепой.

Денежные средства частных лиц, которые инвестировались в развитие генетических наук, были колоссальными. Не существовало еще прецедентов в истории человечества столь массового и яркого интереса к какой-либо науке со стороны людей, владеющих практически неограниченным капиталом. Лучшие ученые, лучшее оборудование, все лучшее, лучшее… Наличие достаточного финансирования предопределило революционные прорывы в генетике. Перетекание финансов в науки смежные с генетикой стимулировало и там множество открытий. Импульс развития получили даже многие академические второстепенные исследования, финансирование которых сдвинулось с мертвой точки только благодаря небывалому всплеску интереса мировой общественности к естественным наукам. Несомненно, наиглавнейшим направлением денежного инвестирования в развитие генетики являлись аспекты практического ее использования для целей медицины.

Медицина, отзываясь на настрой и потребности общества, поставила перед собой, кроме иных важных задач, в качестве приоритетной задачу поддержания и восстановления функций стареющего человеческого организма. Именно в это направление частные инвестиции были максимальными. Именно это направление медицины более всего интересовало стареющую и уже постаревшую общность богатых людей всего мира. Для удовлетворения пожеланий инвесторов активно стали разрабатываться следующие направления медицинских исследований.

Одним из признаков старости является нарушение деятельности желез внутренней секреции человека, а также их несбалансированная работа. Нарушения эти являются отражением сложных процессов, происходящих в стареющем организме, и определяются низким качеством метаболических реакций, а также искажением сложившихся взаимосвязей между частями организма. Если смотреть в корень, то первопричиной являются одновременные массовые нарушения функционирования внутриклеточной деятельности. С точки зрения голой теории оптимальным вариантом обновления стареющего организма человека было бы одновременное обновление всех желез внутренней секреции, поскольку функции любой из них к этому возрасту являются нарушенными в той либо иной степени. Вариант же частичной замены наиболее поврежденных желез внутренней секреции являлся всего лишь полумерой. Операция полной замены органов была предпочтительна, как преследующая максимальные цели, но практическое ее воплощение требовало тяжелого хирургического вмешательства по имплантации желез внутренней секреции, что являлось нелегким испытанием для стареющего организма и несло в себе существенные элементы риска.

Сам по себе процесс выращивания новых органов человека, в том числе и желез внутренней секреции, был к этому времени достаточно изучен и неплохо отработан. Выращивание нового органа происходило максимально приближенно к этапам и срокам естественной программы роста, реализуемой в организме человека. Гены и группы генов, определяющие процессы роста и сроки дифференцирования клеток различной специализации, отрабатывали свои программы в строгой последовательности, той же, что и в растущем организме. Управление этими процессами было смешанным. Часть управленческих функций выполнялась принудительно, извне, путем единовременного воздействия на все количество растущих клеток, которое осуществлялось через механизмы активирования или ингибирования отдельных генов либо групп генов. Другая часть управленческих функций базировалась на использовании природных регуляторных механизмов, а именно на процессах активирования и ингибирования генов и их групп, осуществляемых тем же естественным образом, что при росте органа внутри живого развивающегося организма.

Выращивание новых органов являлось трудным и сложным делом. Над отработкой процессов выращивания только одного органа трудились, как правило, несколько исследовательских институтов и множество лабораторий. Теоретически ясный процесс при практической реализации был сопряжен с преодолением множества трудностей, когда помимо выращивания основной для конкретного органа функциональной ткани, требовалось сопроводить этот рост пропорциональным ростом нервной, мышечной, соединительной ткани, кровеносными сосудами и капиллярами и т.п. Таким образом, выращивание новых желез внутренней секреции являлось делом реальным, но длительным и дорогостоящим. Тем не менее, устойчивый спрос стимулировал предложение. Технологии выращивания органов вне организма человека совершенствовались, стоимость выращивания желез внутренней секреции постоянно уменьшалась, от всего этого человечество только выигрывало.

Иной подход реализовывала технология ренессанса желез внутренней секреции. Понимание механизмов функционирования клеток желез внутренней секреции, а также расшифровка маршрутных карт «ген (группа генов) – биохимическая реакция – гормон», заложили теоретический фундамент целевого воздействия на определенные гены. Способствовало восстановлению на некоторый срок функций желез внутренней секреции также и введение дополнительных химических веществ непосредственно в цитоплазму клеток. Срок такого ренессанса мог быть достаточно длительным для одного организма, и непродолжительным для другого – слишком много индивидуальных факторов влияли на исход внутриклеточного вмешательства. Возраст человека, состояние тканей, сила иммунитета, наличие в клетках индивидуальных химических соединений – все это влияло на срок функционирования обновленных желез.

К этому времени были хорошо изучены гормональная и ферментная системы человеческого организма, поняты процессы взаимодействия этих систем между собой и их влияние на организм в целом. Расшифровка молекулярной и пространственной структуры всех гормонов и ферментов человека позволила наладить их массовое производство в достаточном количестве. Средства целевой доставки лекарственных препаратов с успехом применялись для адресной доставки необходимых гормонов или ферментов, непосредственно к нуждающемуся органу или ткани.

На практике восстановление функций желез внутренней секреции осуществлялась следующим образом. Имплантированные в организм больного сенсоры слежения осуществляли оперативный контроль над концентрацией гормонов в ключевых местах организма человека и передавали текущую информацию в медицинский компьютер. При нарушении гормонального баланса в организме человека, компьютер в режиме реального времени выдавал текущие рекомендации по доставке к тем либо иным участкам организма гормональных препаратов. Постоянный медицинский контроль над уровнем и балансом гормонов в организме человека делал чудеса, гормональная система пожилых людей постоянно корректировалась и поддерживалась на уровне, соответствующем юношескому и молодому возрастам. Такое воздействие на организм человека могло осуществляться на протяжении длительного периода без какого-либо ущерба для его здоровья. Положительным дополнительным эффектом являлось восстановление функционирования желез внутренней секреции, после получения ими серии корректирующих воздействий. Здесь играли свою роль тонкие механизмы автоматической регуляции, выработанные человеческим организмом в процессе эволюции.

В медицине активизировалась работа по разработке технологий улучшения, восстановления и оптимизации функций всех органов и тканей стареющего человека. Универсальным подходом являлась имплантация в человеческий организм сенсоров слежения, круглосуточно связанных с медицинским компьютером, которые контролировали те, либо иные параметры внутренней среды человека. Медицинский компьютер выдавал рекомендации больному либо команды непосредственно исполнительным механизмам для приведения параметров организма в норму путем введения необходимых препаратов. Как правило, в организме человека создавались многочисленные депо – места складирования и хранения (а в некоторых случаях и производства) гормонов, белков, ферментов, необходимых химических соединений и лекарственных препаратов. Это были как имплантированные искусственные устройства, так и ткани человеческого организма, выполняющие функции длительного хранения своего содержимого.

Комплексное применение разработанных технологий резко снижало для больного возможность летального исхода, связанного с отказом органов и желез внутренней секреции, нарушением обмена веществ, типичных причин гибели стареющего организма. Имплантация в организм больного систем слежения, контроля и некоторых исполнительных механизмов на практике носила крайне щадящий характер. Использование методов микрохирургии и последних достижений в области нанотехнологий позволяли осуществлять оперативное вмешательство без заметного дискомфорта для больного. Человек после имплантации не чувствовал присутствия инородных предметов в своем организме, как из-за малости их размеров, так и по причине биологической инертности применяемых материалов.

Еще одной точкой приложения усилий научных коллективов стали работы по улучшению иммунной системы человека. К этому времени были полностью изучены и поняты механизмы функционирования иммунной системы человека, взаимное влияние иммунных органов друг на друга, а также их воздействие на другие органы и ткани в процессе выработки иммунного ответа. Кроме этого были изучены и поняты молекулярные механизмы воздействия биологически активных веществ на иммунную систему в целом. Все это позволило начать практическое улучшение иммунной системы человека путем применения биологически активных препаратов с учетом особенностей организма. Для этих целей ученые разработали и синтезировали ряд универсальных биологически активных препаратов, а также множество препаратов индивидуального действия, направленных на активизацию и укрепление иммунной системы человека. Индивидуальный подход способствовал поддержанию иммунной системы человека в течение длительного времени на максимальном, определенном природой уровне, без вредных для организма последствий, таких как истощение либо переутомление.

Развитие компьютерных технологий и совершенствование программного обеспечения не обошли стороной иммунологию. Накопленная информация, характеризующая молекулярную структуру наиболее известных и опасных антигенов, постоянно обрабатывалась с помощью специализированных программ, что в конечном итоге позволило сделать обобщающие выводы и заключения, имеющие серьезное значение для здоровья человека. Была доказана возможность создания искусственных белков, которые одновременно несли бы на себе поверхностные признаки десятков опасных антигенов, но были бы лишены их болезнетворной силы. Такие синтетические соединения были похожи на опасные природные антигены своими мембранными специфическими белками. Для иммунной системы человеческого организма они представлялись типичными чужеродными белками (антигенами), на внедрение которых требовалось сформировать иммунный ответ, независимо от степени их опасности и болезнетворности. Подобные искусственные белки являлись универсальными прививками. После такой прививки организм человека вырабатывал стойкий иммунитет ко многим болезнетворным микробам и вирусам, имеющим в своем составе белки и белковые фрагменты, аналогичные имеющимся в универсальной белковой прививке. Применение универсальных прививок позволило на порядок сократить заболеваемость бактериальными и вирусными инфекциями. Также значительно уменьшилось число отравлений пищевыми и промышленными токсинами.

Параллельно были разработаны активные синтетические сорбенты нового поколения, которые успешно выполняли некоторые функции иммунной системы человека. Активные синтетические сорбенты избирательно связывали при введении в кровеносную систему человека чужеродные химические соединения, попавшие из окружающей среды в организм человека. Кроме этого они также обезвреживали и связывали продукты метаболизма человеческого организма, в первую очередь токсины, свободные радикалы, некоторые другие нежелательные химические соединения.

Уверенное продвижение вперед естественных наук, главными из которых являлись генетика и медицина, привели к увеличению средней продолжительности жизни в развитых странах на двадцать лет. На общем среднестатистическом фоне выделялись индивидуальные впечатляющие случаи продления срока насыщенной, активной жизни. Существующее состояние науки и техники позволяло для состоятельных людей уверенно прогнозировать срок их активной жизни в пределах ста лет. Конечно же, при условии реализации всего комплекса медицинских мероприятий, направленных на омоложение и оздоровление стареющего организма. Учитывая темпы прогресса в ключевых для человека направлениях генетики и медицины, можно было предположить увеличение продолжительности активной жизни всех жителей планеты, а не только небольшого количества богатых людей, уже в ближайшем будущем. Выражаясь простыми словами, все люди, родившиеся в шестом десятилетии двадцатого века и позже, имели шансы на долголетие и активную здоровую жизнь. Насколько реальным было эти шансы использовать каждому, зависело от воли человека, его значимости в обществе, финансового состояния и многого другого.

Планомерное изучение генома человека продолжалось во всех странах мира. Этот процесс перешел в организованную, упорядоченную стадию. Не было более революционных прорывов на этом направлении, просто сотни тысяч и миллионы ученых скрупулезно, шаг за шагом складывали все новые кусочки генетической мозаики, за которыми реально просматривалась стройная картина функционирования человеческого генома. В прошлом осталась эйфория первых успехов и открытий, теперь исследовательский процесс шел безостановочно в тиши лабораторий и институтов, ежечасно отображая новые достижения и наработки путем совершенствования компьютерных моделей клеток, органов, целостных организмов, пополняя, таким образом, общедоступные базы данных. Геном человека являлся достоянием всего человечества, и давно уже информация об устройстве и механизмах его функционирования стала открытой и общедоступной для ученых и любителей всего мира, за небольшим исключением по причине безопасности. Экспериментальной информации было накоплено и систематизировано чрезвычайно много.

Анализ накопленной информации позволил полностью понять механизмы формообразования человеческого организма, реализуемые через последовательную активизацию так называемых «архитектурных генов». Стали понятными процессы роста и развития человеческого организма от момента первого деления оплодотворенной яйцеклетки до стадии половой зрелости, включая механизмы пространственной организации клеток, тканей, органов, механизмы дифференциации клеток, а также механизмы последовательного включения тех либо иных генов и групп генов. Были составлены полные маршрутные карты общего вида «ген – белок – признак», которые содержали информацию разной степени сложности о подчиненности и взаимоотношениях генов, белков и признаков между собой.

Близилась к завершению гигантская работа по составлению полного списка маршрутных карт типа «ген – белок – биохимическая реакция». Итогом этой работы виделось создание единой карты всех метаболических реакций человеческого организма. Последовательности «белок – биохимическая реакция» после расшифровки состыковывались между собой, выстраивались в длинные ветвящиеся цепи. При этом наглядно отображались механизмы сложных процессов и функций, присущие живым клеткам и тканям человека. Такие сложные цепи, переплетаясь между собой, отображали в табличном либо виртуальном трехмерном виде пока еще не полную единую карту всех метаболических реакций человеческого организма.

Единая карта метаболических реакций с каждым днем становилась все более полной, точной и всеобъемлющей. К концу десятилетия в ней нашли свое отображение около двухсот пятидесяти тысяч биохимических реакций, присущих человеческому организму, как на протяжении всего срока существования, так и в определенные периоды его развития. В этом всеобъемлющем научном исследовании нашлось место и для полумиллиона различных видов белков, вырабатываемых в организме человека, чьи функции и устройство были определены к этому времени. Изучение сотен тысяч белков, которые остались пока неисследованными, успешно продолжалось учеными многих странах мира в рамках программы «Белок человека». Трудности при изучении белков, связанные с их малым количеством, кратковременностью существования внутри клетки, необходимостью изучать поведение белковых молекул непосредственно в живой клетке, а также неоднозначным взаимодействием с другими веществами, успешно преодолевались. Шаг за шагом ученые раскрывали тайны строения белковых молекул, нюансы их поведения в биохимических реакциях.

Систематизация полученных наукой знаний позволила приступить к созданию компьютерной модели метаболизма человеческого организма, отображающей полный перечень свойственных человеческому организму жизнеобеспечивающих реакций. Несмотря на недостаток знаний о строении и функциях полумиллиона различных белков человеческого организма было вполне реально и весьма заманчиво изложить их функции и строение в приближенном виде, чтобы получить готовый инструмент для дальнейших исследований. Однако ученые пошли по пути создания компьютерной модели, построенной исключительно на достоверных, проверенных и подтвержденных фактах. Подобные факты формировали фундамент, на котором строились, проверялись и оттачивались новые теории и гипотезы, а также уточнялись ранее полученные знания и представления.

Создаваемая компьютерная модель метаболизма человеческого организма стала наиболее полной и ежеминутно обновляемой базой данных, которая в режиме реального времени пополнялась информацией, полученной в ходе реализации программ «Белок человека» и «Геном человека». Данная модель, хотя и не была достаточно полной, поскольку не учитывала все присущие человеческому организму белки и биохимические реакции, все же давала достаточно подробное представление о тонкостях основных метаболических процессов в клетках, тканях и органах человека. Важной особенностью компьютерной модели стала ее способность представить метаболические процессы в человеческом организме и строение белковых молекул в виде объемного виртуального изображения. Если выражаться просто, многое в строении и функционировании человеческого организма было уже изучено и понято. Информация о функциях и структуре неизученных белков, о предназначении неисследованных метаболических реакций, имела для ученых второстепенное значение, поскольку затрагивала процессы, признаки и реакции, не угрожающие человеческому организму гибелью. Существующие белые пятна, конечно же, требовали самого тщательного изучения, но даже при отсутствии этих знаний уже сегодня можно было успешно использовать возможности компьютерной модели метаболизма человеческого организма для продвижения вперед в медицине, фармацевтике, геронтологии и других науках.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: профессиональные рефераты, антикризисное управление предприятием.





1  2  3  4  5  6 | Следующая страница реферата