Extinderea vieții umane: De la medicină la nanotehnologie - Ray Kurzweil

În anii 2020, am început a doua fază a extinderii vieții, care constă în fuziunea biotehnologiei cu inteligența artificială (IA). Anii 2030 vor aduce a treia fază a extinderii vieții, care va folosi nanotehnologia pentru a depăși limitările organelor noastre biologice. Odată cu intrarea în această fază, vom extinde considerabil durata vieții, permițând oamenilor să depășească limita normală de 120 de ani, scrie Ray Kurtzweil via Wired.

Doar o singură persoană, Jeanne Calment, o femeie franceză care a trăit până la vârsta de 122 de ani, este documentată că a trăit mai mult de 120 de ani. De ce este aceasta o limită atât de greu de depășit pentru longevitatea umană? Unii ar putea presupune că motivele pentru care oamenii nu depășesc această vârstă sunt statistice – că oamenii în vârstă se confruntă cu un anumit risc de Alzheimer, accident vascular cerebral, atac de cord sau cancer în fiecare an și, după suficient timp expus la aceste riscuri, toată lumea moare în cele din urmă de ceva. Dar aceasta nu este realitatea. Datele actuariale arată că de la vârsta de 90 la 110 ani, șansele unei persoane de a muri în anul următor cresc cu aproximativ 2 puncte procentuale anual. De exemplu, un bărbat american la vârsta de 97 de ani are aproximativ 30% șanse de a muri înainte de 98 de ani, iar dacă ajunge la acea vârstă, va avea 32% șanse de a muri înainte de 99 de ani. Dar de la vârsta de 110 ani încolo, riscul de deces crește cu aproximativ 3,5 puncte procentuale pe an.

Medicii au oferit o explicație: La aproximativ 110 ani, corpurile celor mai în vârstă oameni încep să se degradeze în moduri care sunt calitativ diferite de îmbătrânirea seniorilor mai tineri. Îmbătrânirea supercentenarilor (110+) nu este pur și simplu o continuare sau o agravare a acelorași riscuri statistice ale vârstei înaintate. În timp ce oamenii la acea vârstă au, de asemenea, un risc anual de boli obișnuite (deși agravarea acestor riscuri poate încetini la vârstnici), ei se confruntă în plus cu noi provocări, cum ar fi insuficiența renală și insuficiența respiratorie. Acestea par adesea să apară spontan – nu ca rezultat al factorilor de stil de viață sau al debutului oricărei boli. Corpul aparent începe pur și simplu să se degradeze.

În ultimul deceniu, oamenii de știință și investitorii au început să acorde mult mai multă atenție descoperirii cauzelor acestui fenomen. Unul dintre cercetătorii de frunte în acest domeniu este biogerontologul Aubrey de Grey, fondatorul fundației LEV (Longevity Escape Velocity). După cum explică de Grey, îmbătrânirea este ca uzura unui motor de automobil – este o deteriorare care se acumulează ca rezultat al funcționării normale a sistemului. În cazul corpului uman, acea deteriorare provine în mare parte dintr-o combinație de metabolism celular și reproducere celulară. Metabolismul creează deșeuri în și în jurul celulelor și dăunează structurilor prin oxidare (asemănătoare cu rugina unui automobil!). Când suntem tineri, corpurile noastre sunt capabile să elimine aceste deșeuri și să repare daunele eficient. Dar pe măsură ce îmbătrânim, majoritatea celulelor noastre se reproduc din nou și din nou, iar erorile se acumulează. În cele din urmă, daunele încep să se acumuleze mai repede decât le poate repara corpul.

Singura soluție, susțin cercetătorii în longevitate, este să vindecăm îmbătrânirea în sine. Pe scurt, avem nevoie de capacitatea de a repara daunele cauzate de îmbătrânire la nivelul celulelor individuale și al țesuturilor locale. Există mai multe posibilități care sunt explorate pentru a realiza acest lucru, dar cred că soluția finală cea mai promițătoare este nanoroboții.

Nu trebuie să așteptăm până când aceste tehnologii sunt complet mature pentru a beneficia de ele. Dacă putem trăi suficient de mult pentru ca cercetările anti-îmbătrânire să înceapă să adauge cel puțin un an la speranța noastră de viață rămasă anual, aceasta ne va oferi suficient timp pentru ca nanomedicina să vindece orice fațetă rămasă a îmbătrânirii. Aceasta este viteza de evadare a longevității. De aceea, există o logică solidă în declarația senzațională a lui Aubrey de Grey că prima persoană care va trăi 1.000 de ani s-a născut probabil deja. Dacă nanotehnologia din 2050 rezolvă suficiente probleme ale îmbătrânirii pentru ca oamenii de 100 de ani să înceapă să trăiască până la 150 de ani, vom avea apoi până în 2100 pentru a rezolva orice noi probleme ar putea apărea la acea vârstă. Cu IA jucând un rol cheie în cercetare până atunci, progresul în acea perioadă va fi exponențial. Așadar, deși aceste proiecții sunt recunoscute ca fiind uimitoare și chiar absurde pentru gândirea noastră intuitivă liniară, avem motive solide să vedem acest lucru ca pe un viitor probabil.

Am avut multe conversații de-a lungul anilor despre extinderea vieții și ideea întâlnește adesea rezistență. Oamenii devin supărați când aud despre o persoană a cărei viață a fost scurtată de o boală, dar când sunt confruntați cu posibilitatea de a extinde în general viața umană, reacționează negativ. „Viața este prea dificilă pentru a fi contemplată să dureze la nesfârșit” este un răspuns comun. Dar oamenii în general nu doresc să își încheie viața la niciun moment decât dacă sunt în durere enormă – fizică, mentală sau spirituală. Și dacă ar absorbi îmbunătățirile continue ale vieții în toate dimensiunile sale, majoritatea acestor suferințe ar fi alinate. Adică, extinderea vieții umane ar însemna, de asemenea, îmbunătățirea vastă a acesteia.

Dar cum va face nanotehnologia acest lucru posibil? În opinia mea, scopul pe termen lung este nanoroboții medicali. Aceștia vor fi fabricați din părți de tip diamant cu senzori integrați, manipulatori, computere, comunicatori și, posibil, surse de alimentare. Este intuitiv să ne imaginăm nanoboții ca fiind mici submarine metalice robotizate care se deplasează prin sânge, dar fizica la scară nanometrică necesită o abordare substanțial diferită. La această scară, apa este un solvent puternic, iar moleculele oxidante sunt foarte reactive, așa că vor fi necesare materiale puternice precum diamantul.

Pe măsură ce macro-submarinele pot să se propulseze ușor prin lichide, pentru obiectele la scară nanometrică, dinamica fluidelor este dominată de forțele de frecare lipicioase. Imaginați-vă că încercați să înotați prin unt de arahide! Așadar, nanoboții vor trebui să folosească principii diferite de propulsie. De asemenea, nanoboții probabil nu vor putea stoca suficientă energie la bord sau putere de calcul pentru a-și îndeplini toate sarcinile în mod independent, așa că vor trebui să fie proiectați pentru a extrage energie din mediul înconjurător și fie să asculte semnale de control externe, fie să colaboreze între ei pentru a face calcule.

Pentru a ne menține corpurile și pentru a contracara problemele de sănătate, vom avea nevoie de un număr mare de nanoboți, fiecare de dimensiunea unei celule. Cele mai bune

 estimări disponibile spun că corpul uman este format din câteva zeci de trilioane de celule biologice. Dacă ne augmentăm cu doar un nanobot la fiecare 100 de celule, aceasta ar însemna câteva sute de miliarde de nanoboți. Rămâne de văzut ce raport este optim. S-ar putea ca nanoboții avansați să fie eficienți chiar și la un raport celule-nanoboți de câteva ordine de mărime mai mare.

Unul dintre principalele efecte ale îmbătrânirii este degradarea performanței organelor, așa că un rol cheie al acestor nanoboți va fi să le repare și să le îmbunătățească. În afară de extinderea neocortexului nostru, aceasta va implica în principal ajutarea organelor noastre non-senzoriale să plaseze eficient substanțele în sânge (sau în sistemul limfatic) sau să le elimine. Prin monitorizarea furnizării acestor substanțe vitale, ajustarea nivelurilor lor după cum este necesar și menținerea structurilor organelor, nanoboții pot menține corpul unei persoane în stare bună de sănătate la nesfârșit. În cele din urmă, nanoboții vor putea înlocui organele biologice complet, dacă este necesar sau dorit.

Nanoboții nu vor fi limitați doar la menținerea funcției normale a corpului. Ei ar putea fi folosiți și pentru a ajusta concentrațiile diferitelor substanțe din sângele nostru la niveluri mai optime decât cele care ar apărea în mod normal în corp. Hormonii ar putea fi ajustați pentru a ne oferi mai multă energie și concentrare sau pentru a accelera vindecarea și repararea naturală a corpului. Dacă optimizarea hormonilor ar putea face somnul nostru mai eficient, ar fi de fapt o „extindere a vieții prin spatele ușii.” Dacă doar treci de la a avea nevoie de opt ore de somn pe noapte la șapte ore, aceasta adaugă la fel de multă existență activă vieții medii cât cinci ani de viață în plus!

În cele din urmă, folosirea nanoboților pentru întreținerea și optimizarea corpului ar trebui să prevină apariția bolilor majore. Odată ce nanoboții pot repara sau distruge selectiv celulele individuale, vom stăpâni complet biologia noastră, iar medicina va deveni știința exactă la care a aspirat de mult timp.

Realizarea acestui lucru va implica și obținerea controlului complet asupra genelor noastre. În starea noastră naturală, celulele se reproduc copiind ADN-ul din fiecare nucleu. Dacă există o problemă cu secvența ADN-ului într-un grup de celule, nu există nicio modalitate de a o rezolva fără a o actualiza în fiecare celulă individuală. Aceasta este un avantaj în organismele biologice neenhanced, deoarece mutațiile aleatorii în cadrul celulelor individuale sunt puțin probabil să provoace daune fatale întregului corp. Dacă orice mutație din orice celulă din corpul nostru ar fi copiată instantaneu în fiecare altă celulă, nu am putea supraviețui. Dar robustețea descentralizată a biologiei este o provocare majoră pentru o specie (ca a noastră) care poate edita ADN-ul celulelor individuale destul de bine, dar nu a stăpânit încă nanotehnologia necesară pentru a edita eficient ADN-ul în întregul corp.

Dacă, în schimb, codul ADN al fiecărei celule ar fi controlat de un server central (așa cum sunt multe sisteme electronice), atunci am putea schimba codul ADN actualizându-l pur și simplu o dată de la acel „server central.” Pentru a face acest lucru, am augmenta nucleul fiecărei celule cu un contrapartie nano-ingeniate – un sistem care ar primi codul ADN de la serverul central și apoi ar produce o secvență de aminoacizi din acest cod. Folosesc „server central” aici ca pe un termen scurt pentru o arhitectură de difuzare mai centralizată, dar aceasta probabil nu înseamnă că fiecare nanobot primește instrucțiuni directe de la un singur computer. Provocările fizice ale ingineriei la scară nanometrică ar putea dicta în cele din urmă că un sistem de difuzare mai localizat este preferabil. Dar chiar dacă există sute sau mii de unități de control la scară micro (spre deosebire de scară nano) plasate în jurul corpului nostru (care ar fi suficient de mari pentru comunicări mai complexe cu un computer de control general), aceasta ar fi ordine de mărime mai centralizate decât status quo-ul: funcționarea independentă a zeci de trilioane de celule.

Celelalte părți ale sistemului de sinteză a proteinelor, cum ar fi ribozomul, ar putea fi augmentate în același mod. În acest fel, am putea pur și simplu opri activitatea ADN-ului defect, fie că este responsabil de cancer sau de tulburări genetice. Nanocomputerul care menține acest proces ar implementa, de asemenea, algoritmii biologici care guvernează epigenetica – cum sunt exprimate și activate genele. De la începutul anilor 2020, mai avem multe de învățat despre exprimarea genelor, dar IA ne va permite să o simulăm în detaliu suficient de mare până când nanotehnologia va fi matură, astfel încât nanoboții vor putea să o regleze cu precizie. Cu această tehnologie vom putea preveni și inversa acumularea de erori de transcriere a ADN-ului, care sunt o cauză majoră a îmbătrânirii.

Nanoboții vor fi, de asemenea, utili pentru neutralizarea amenințărilor urgente la adresa corpului – distrugerea bacteriilor și a virușilor, oprirea reacțiilor autoimune sau perforarea arterelor înfundate. De fapt, cercetările recente de la Universitatea Stanford și Universitatea de Stat din Michigan au creat deja o nanoparticulă care găsește monocitele și macrofagele care cauzează placa aterosclerotică și elimină acele celule. Nanoboții inteligenți vor fi mult mai eficienți. Inițial, astfel de tratamente ar fi inițiate de oameni, dar în cele din urmă vor fi efectuate autonom; nanoboții vor îndeplini sarcini pe cont propriu și vor raporta activitățile lor (prin intermediul unei interfețe AI de control) oamenilor care îi monitorizează.

Pe măsură ce IA câștigă o abilitate mai mare de a înțelege biologia umană, va fi posibil să trimitem nanoboți pentru a aborda problemele la nivel celular cu mult înainte ca acestea să fie detectabile de medicii de astăzi. În multe cazuri, aceasta va permite prevenirea unor condiții care rămân inexplicabile în 2023. Astăzi, de exemplu, aproximativ 25% dintre accidentele vasculare cerebrale ischemice sunt „criptogenice” – nu au o cauză detectabilă. Dar știm că trebuie să se întâmple dintr-un motiv. Nanoboții care patrulează în fluxul sanguin ar putea detecta plăci mici sau defecte structurale care prezintă riscul de a crea cheaguri care provoacă accidente vasculare cerebrale, să descompună cheagurile care se formează sau să ridice alarma dacă un accident vascular cerebral se desfășoară în liniște.

La fel ca în cazul optimizării hormonilor, nanomaterialele ne vor permite nu doar să restabilim funcția normală a corpului, ci și să o augmentăm dincolo de ceea ce biologia noastră permite în mod normal. Sistemele biologice sunt limitate în putere și viteză deoarece trebuie construite din proteine. Deși aceste proteine sunt tridimensionale, ele trebuie să fie pliate dintr-un șir unidimensional de aminoacizi. Materialele nanoinovate nu vor avea această limitare. Nanoboții construiți din roți dințate și rotoare din diamante ar fi de mii de ori mai rapizi și mai puternici decât materialele biologice și ar fi proiectați de la zero pentru a funcționa optim.

Datorită acestor avantaje, chiar și sângele nostru ar putea fi înlocuit de nanoboți. Un design al co-președintelui de nanotehnologie de la Universitatea Singularity, Robert A. Freitas, numit respirocyte, este o celulă roșie artificială. Conform calculelor lui Freitas, cineva cu respirocyte în sânge ar putea să-și țină respirația timp de aproximativ patru ore. Pe lângă celulele sanguine artificiale, vom putea eventual să proiectăm plămâni artificiali pentru a le

 oxigena mai eficient decât sistemul respirator pe care biologia ni l-a dat. În cele din urmă, chiar și inimile fabricate din nanomateriale vor face ca oamenii să fie imuni la atacurile de cord și vor face ca stopul cardiac din cauza traumei să fie mult mai rar.

Totuși, cel mai important rol al nanotehnologiei în corpurile noastre va fi augmentarea creierului – care în cele din urmă va deveni mai mult de 99,9% nebiologic. Există două căi distincte prin care acest lucru se va întâmpla. Una este introducerea treptată a nanoboților în țesutul cerebral. Aceștia pot fi folosiți pentru a repara daunele sau pentru a înlocui neuronii care nu mai funcționează. Cealaltă este conectarea creierului la computere, ceea ce ne va oferi atât abilitatea de a controla mașinile direct cu gândurile noastre, cât și de a integra straturi digitale de neocortex în cloud. Aceasta va depăși cu mult doar o memorie mai bună sau o gândire mai rapidă.

Un neocortex virtual mai profund ne va oferi capacitatea de a gândi gânduri mai complexe și mai abstracte decât putem înțelege în prezent. Ca exemplu vag sugestiv, imaginați-vă că puteți vizualiza clar și intuitiv și raționa despre forme tridimensionale. Acest tip de facilitate va fi posibil în multe domenii ale cogniției. Pentru comparație, cortexul cerebral (care este format în principal din neocortex) are în medie 16 miliarde de neuroni, într-un volum de aproximativ jumătate de litru. Designul lui Ralph Merkle pentru un sistem de calcul mecanic la scară nanometrică ar putea teoretic să încorporeze mai mult de 80 de cvintilioane de porți logice în același volum. Și avantajul de viteză ar fi enorm: viteza de comutare electrochimică a declanșării neuronilor mamiferelor probabil are o medie de ordinul magnitudinii de o dată pe secundă, comparativ cu probabil în jur de 100 de milioane până la 1 miliard de cicluri pe secundă pentru calculul nanoinovator. Chiar dacă doar o fracțiune minusculă din aceste valori este realizabilă în practică, este clar că o astfel de tehnologie va permite părților digitale ale creierului nostru (stocate pe substraturi de calcul nebiologice) să depășească și să performeze vast părțile biologice.

Estimarea mea este că computațiile din interiorul creierului uman (la nivel de neuroni) sunt de ordinul a 10^14 pe secundă. De la începutul anului 2023, 1.000 de dolari de putere de calcul ar putea efectua până la 48 de trilioane de computații pe secundă. Pe baza trendului din 2000–2022, până în 2053 aproximativ 1.000 de dolari de putere de calcul (în dolari din 2023) vor fi suficienți pentru a efectua de peste 1 milion de ori mai multe computații pe secundă decât creierul uman neîmbunătățit. Dacă se dovedește, așa cum suspectez, că doar o fracțiune din neuronii creierului sunt necesari pentru a digitaliza mintea conștientă (de exemplu, dacă nu trebuie să simulăm acțiunile multor celule care guvernează acțiunile celorlalte organe ale corpului), acest punct ar putea fi atins cu câțiva ani mai devreme. Și chiar dacă se dovedește că digitalizarea minților noastre conștiente necesită simularea fiecărei proteine din fiecare neuron (ceea ce cred că este puțin probabil), ar putea dura câteva decenii suplimentare pentru a ajunge la acel nivel de accesibilitate – dar este încă ceva ce s-ar întâmpla în cadrul vieților multor oameni care trăiesc astăzi. Cu alte cuvinte, deoarece acest viitor depinde de trenduri exponențiale fundamentale, chiar dacă ne schimbăm radical presupunerile despre cât de ușor va fi să ne digitalizăm în mod accesibil, aceasta nu va schimba drastic data la care acest punct de referință va fi atins.

În anii 2040 și 2050, ne vom reconstrui corpurile și creierele pentru a depăși cu mult ceea ce corpurile noastre biologice sunt capabile, inclusiv backup-ul și supraviețuirea lor. Pe măsură ce nanotehnologia ia amploare, vom putea produce un corp optimizat la voință: Vom putea alerga mult mai repede și mai mult timp, înota și respira sub ocean ca peștii și chiar ne vom putea da aripi funcționale dacă dorim. Vom gândi de milioane de ori mai repede, dar cel mai important, nu vom fi dependenți de supraviețuirea niciunui corp al nostru pentru ca sinele nostru să supraviețuiască.