Cryonics Questions and Choices
Kas cilvēks meklē, apsverot krioniku? Atbilde var likties vienkārša: vairāk laika. Tomēr krionika nesolīgu atgriešanos. Tā piedāvā rūpīgi plānotu iespēju nākotnes ārstēšanai, kas balstās uz metodēm ar nopietniem ierobežojumiem.
Šī atšķirība ir svarīga. Cerība var būt godīga tikai tad, ja nezināmās daļas paliek redzamas.
Ko krionika mēģina saglabāt
Krionika sākas pēc tiesiski noteiktas nāves. Tā nav dzīva cilvēka ārstēšana. Mērķis ir pēc iespējas labāk saglabāt ķermeni vai smadzenes laikam, kad medicīnas rīki varētu novērst bojājumus un atjaunot funkcijas. Neviens cilvēks, kurš ir bijis krionikā, vēl nav atdzīvots.
Darbs sākas ar dzesēšanu, krioprotektanta cirkulāciju, transportēšanu un tālāku dzesēšanu. Krioprotektants ir ķīmisku vielu maisījums, kas palīdz samazināt ledus veidošanos. Bez tā ledus kristāli var saplēst šūnas un sabojāt delikātas struktūras.
Galvenais mērķis saucas vitrifikācija. Vienkāršiem vārdiem, atlikušais ūdens pārvēršas stiklveida cietai vielai, nevis parastajam ledum. Molekulas kļūst pārāk nekustīgas normālai ķīmiskai reakcijai. Tieši tāpēc ļoti zemas temperatūras var apturēt bioloģisko laiku.
Temperatūra, pie kuras veidojas šis stikls, tiek saukta par stikla pārejas temperatūru jeb Tg. Daudziem krioprotektanta maisījumiem tā ir tuvu -120°C. Šķidrais slāpis ir daudz aukstāks, aptuveni -196°C.
Šī aukstuma dēļ jau ilgu laiku ir bijis lietderīgi. Pašreizējās sistēmas novieto pacientus metāla kapsulās lielos izolētos traukos, ko sauc par divarām. Divara satur šķidro slāpi, kas tur pacientus aukstus bez nepieciešamības pastāvīgi izmantot elektrisko dzesēšanu.
Sākotnēji tas skan tuvu ideālam risinājumam. Aukstums aptur izmaiņas. Šķidrais slāpis paliek auksts. Pacients paliek ierobežots telpā.
Detalizētāk situācija ir sarežģītāka.
Problēma divaras iekšienē
Kapsula nav vienādā temperatūrā no augšas līdz apakšai. Testi ar kapsulu divarā parādāja ārējās temperatūras starpību aptuveni 80°C. Temperatūra kapsulas iekšpusē svārstījās par aptuveni 3°C.
Šī atšķirība rodas stratifikācijas dēļ. Auksts šķidrums un gāze nevienmērīgi sadalās traukā. Kapsulu stakā zemākās var kļūt aukstākas nekā augšējās. Augšējās kapsulas var saskarties ar siltāku apkārtējo vidi un vajadzētu papildu siltumu.
Saglabāšanas mērķis ir daudz stingrāks. Ideālā gadījumā kapsulas iekšpusē temperatūrai būtu jāatšķiras mazāk par 1°C. Liela ārējā gradienta dēļ tas var būt grūti.
Ir arī cita bažas. Vairāki pacienti var dalīties vienā divarā. Ārējā kapsulas vide var pakļaut kopīgo šķidro slāpi patogēniem no citas kapsulas. Tāpēc visam šķidrajam slāpeim divarā jāuzskata par piesārņotu. Tas ietekmē pacientu un personāla drošību.
Vienkāršs piemārs rāda, kāpēc problēma ir svarīga. Iedomājieties desmit kapsulas, kas sakārtotas vienā konteinerā. Apakšējās kapsulas atrodas vistuvāk aukstākajai daļai. Augšējās kapsulas atrodas siltākā gāzē. Sistēma, kas nodrošina augšējās kapsulas drošību, var pārāk daudz siltuma virzīt uz leju. Sistēma, kas aizsargā apakšu, var atstāt augšpusi pārāk siltu.
Uzdevums nav vienkārši padarīt visu aukstu. Ir jāpadara katrs elements auksts pareizajā veidā.
Cita uzglabāšanas ideja
Viens no piedāvātajiem risinājumiem ir tvaika uzglabāšana. Šajā dizainā kapsulas atrodas aukstā slāpa gāzē virs neliela šķidrā slāpa baseina. Mērķa temperatūra varētu būt ap -134°C, nevis -196°C.
Abas temperatūras ir tālu zem punkta, kur bioloģiskā aktivitāte var turpināties normāli. No šīs perspektīvas -130°C un -196°C var darboties līdzīgi. Zemāka temperatūra ne vienmēr ir labāka, ja tā palielina plaisāšanu vai rada cietus termiskos spriegumus.
Vitrificēts materiāls var plaisāt, ja to atdzesē tālu zem tā stikla pārejas punkta. Glicerīna bāzes aizsardzība var sākt plaisāt zem aptuveni -85°C. Cits maisījums, ko sauc par B2C, var plaisāt zem aptuveni -115°C. Ar šiem maisījumiem saistītās pacientu temperatūras diapazoni var atšķirties.
Tas rada uzmanīgu līdzsvaru. Uzglabāšanai ir jābūt pietiekami aukstai, lai apturētu bioloģiskās izmaiņas. Tai arī jāizvairās no lieka spiediena no tālākas dzesēšanas.
Tvaika uzglabāšanai nepieciešama kontrole. Sīki sildītāji var paaugstināt temperatūru, kad nepieciešams. Sensori un kontrolieri var vērot kapsulas. Tomēr sistēmai ir jāstrādā arī elektrotīkla traucējumu laikā.
Spēcīgākais dizains var apvienot aktīvās un pasīvās daļas. Sildītāji un kontrolieri nodrošina precīzu regulēšanu. Izolācija, metāla rāmji, gāzes kustība un šķidrā baseina forma nodrošina pamat stabilitāti bez pastāvīgas barošanas.
Ventilatori nav viegls risinājums. Parasto ventilatoru gultņi izmanto lubrikantus, kas var sasalt kriogēnās temperatūrās. Nepieciešamas citas gāzes pārvietošanas metodes.
Kapsulas dizains arī ir svarīgs. Alumīnijs labi vada siltumu. Rāmja biezums, forma un materiāls var mainīt to, kā aukstums pārvietojas cauri kapsulai. Izolācijas daudzums un tips var atkal mainīt līdzsvaru.
Gāze, kas ieplūst divarā, rada citu kontroles problēmu. Gāzes un šķidruma maisījums var radīt pēkšņu aukstumu sistēmā. Viens iespējamais risinājums ir atdalīt šķidrumu no gāzes pirms gāzes ienākšanas. Atkritumu gāzes līnija varētu palīdzēt. Šī ideja vēl ir jātestē.
Uzticamība ir saglabāšanas daļa
Uzglabāšanas sistēma ir lietderīga tikai tad, ja tā darbojas gadu ilgi. Tas nozīmē vairāk nekā zemu temperatūru vienā displejā.
Uzticams dizains var izmantot divus neatkarīgus kontrolierus. Katrs uzraudzītu nedaudz atšķirīgu diapazonu, taču abi centītos uz to pašu mērķi. Ja viena sistēma konstatē problēmu, brīdinājumi informētu otru.
Sistēmai arī ir jāspēj tikt galā ar vienu neveiksmi. Temperatūras sensori, sildītāji, kontrolieri un kustīgās daļas var sabojāties. Drošākā kļūmes virziena ir aukstāks, nevis siltāks. Tomēr aukstāka kļūme joprojām var būt grūti pamanāma un novēršama.
Enerģijas patēriņš var būt neliels. Tvaika sistēmai ir aprēķināts aptuveni 15 vati uz pacientu. Desmit pacientiem būtu nepieciešams tikpat daudz enerģijas kā vienai spuldzei. Objekta ģeneratori var atbalstīt lielākas kļūmes, bet atkarība no aprīkojuma joprojām pievieno izmaksas un sarežģītību.
Tvaika uzglabāšana var maksāt divas vai trīs reizes vairāk nekā šķidrā slāpa uzglabāšana. Tā var prasīt vairāk izolācijas, vairāk slāpa un vairāk sildītāju. Tas var padarīt to grūtāk sasniedzamu dažiem cilvēkiem.
Cits plānotais solis ir atgrūšana (annealing). Tas nozīmē lēnu saglabātā materiāla uzsildīšanu nedēļu vai mēnešu garumā. Mērķis ir mazināt termisko spriegumu un samazināt plaisāšanas iespēju. Testēšana joprojām notiek.
Šie detaļas var šķirties tālas no cilvēka jautājuma. Tās nav. Kāds, kas meklē krioniku, novieto cerību tehnisko sistēmu ķēdē. Katrs posms ir svarīgs: tiesiskais laiks, rezerves režīms, dzesēšana, transportēšana, krioprotektanta cirkulācija, uzglabāšana, uzraudzība un nākotnes ārstēšana.
Ne viens posms šajā ķēdē nes garantiju.
Tomēr nenoteiktība nenozīmē, ka visi centieni ir bezjēdzīgi. Tā maina iesaistītās cerības veidu. Šī nav cerība kā prognoze. Tā ir cerība kā iemesls saglabāt iespēju, kas citādi būtu zaudēta.
Kāds var kļūt meklējošais jautājums
Pirmais jautājums bieži ir: „Vai es varētu kādreiz atgriezties?” Pašreizējā zinātne nevar atbildēt ar “jā”. Neviens cilvēks, kurš ir bijis krionikā, nav atgriezies, un nākotnes ārstēšanai būtu jārisina problēmas, kas tālu pārsniedz pašreizējo medicīnu.
Rūpīgāks jautājums ir: „Vai šodienas saglabāšana var noturēt pietiekami daudz informācijas, lai rītdienas medicīna varētu strādāt?” Pat šim jautājumam nav pierādītas atbildes. To tomēr var izpētīt, izmantojot dzesēšanas metodes, temperatūras kontroli, plaisāšanas risku, piesārņojuma kontroli, dubultumu un izmaksas.
Tur meklēšana kļūst praktiska. Tā attālinās no solījuma un tuvojas ierobežojumu kopumam. Cilvēks var saprast, ko sistēma mēģina aizsargāt, kur tā var neizdoties, un kāpēc inženieri turpina testēt citas uzglabāšanas metodes.
Es uzskatu šo cerības formu par godīgāku. Tā neprasa nevienam ignorēt nāvi vai apgalvot, ka tehnoloģija to jau ir atrisinājusi. Tā atstāj vietu šaubām, rūpīgai spriešanai un iespējai, ka nākotnes zināšanas var būt labsirdīgākas nekā pašreizējās zināšanas.
The Longer Horizon turas pie viena skaidra jautājuma par krioniku, nākotnes saglabāšanu un to, ko cerība var godīgi nozīmēt. Man šis jautājums paliek atverts, jo fakti ir grūti, nevis tāpēc, ka tie ir viegli.
Article by Lea Varga ·