Cryonics Questions and Choices
Cryonics magazine beantwoordt de zoekende vraag
Waar zoekt een persoon naar als hij of zij cryonics overweegt? Het antwoord klinkt misschien simpel: meer tijd. Toch biedt cryonics geen belofte van terugkeer. Het biedt een zorgvuldig geplande kans op toekomstige reparatie, gebaseerd op methoden die nog steeds ernstige beperkingen hebben.
Dat verschil doet ertoe. Hoop kan alleen eerlijk zijn wanneer de onbekende delen zichtbaar blijven.
Waar cryonics probeert te beschermen
Cryonics begint na wettelijke dood. Het is geen behandeling voor een levend persoon. Het doel is om het lichaam, of de hersenen, zo goed mogelijk te behouden voor een toekomstige tijd waarin medische hulpmiddelen de schade kunnen herstellen en de functie kunnen terugbrengen. Geen enkele menselijke cryonics-patiënt is tot nu toe gereanimeerd.
Het werk begint met koelen, circulatie van cryoprotectief middel, transport en verder koelen. Een cryoprotectief middel is een chemisch mengsel dat helpt om ijsvorming te verminderen. Zonder dit middel kunnen ijskristallen cellen scheuren en delicate structuren beschadigen.
Het hoofddoel wordt vitrificatie genoemd. In gewone termen wordt het resterende water een glasachtig vast materiaal in plaats van gewoon ijs. De moleculen worden te stil voor normale chemische reacties. Dit is waarom zeer lage temperaturen de biologische tijd kunnen stoppen.
De temperatuur waarbij dit glas ontstaat, wordt de glasovergangstemperatuur, of Tg, genoemd. Voor veel mengsels van cryoprotectief middel ligt deze dicht bij -120°C. Vloeibare stikstof is veel kouder, ongeveer -196°C.
Die kou is al lang bruikbaar. Huidige systemen plaatsen patiënten in metalen pods binnen grote geïsoleerde containers die dewars worden genoemd. De dewar bevat vloeibare stikstof, die de patiënten koud houdt zonder constante elektrische koeling.
Aanvankelijk klinkt dit dicht bij een ideaal antwoord. Kou stopt verandering. Vloeibare stikstof blijft koud. De patiënt blijft omsloten.
De details zijn moeilijker.
Het probleem binnen de dewar
Een pod heeft niet overal van boven naar beneden één enkele temperatuur. Tests met een pod in een dewar toonden een buitentemperatuurverschil van ongeveer 80°C. De temperatuur binnen de pod varieerde met ongeveer 3°C.
Dat verschil komt door stratificatie. Koud vloeistofgas verspreidt zich niet gelijkmatig door de container. In een stapel pods kunnen de onderste colder worden dan de bovenste. De bovenste pods kunnen te maken krijgen met warmere omgevingen en extra warmte nodig hebben.
Het bewaardoel is veel strakker. Ideaal zou het binnenste van een pod minder dan 1°C verschillen. Een brede buitenste gradiënt kan dat moeilijk maken.
Er is nog een zorg. Meerdere patiënten kunnen één dewar delen. De externe pod-omgeving kan de gedeelde vloeibare stikstof blootstellen aan pathogenen uit een andere pod. Om die reden moet alle vloeibare stikstof in een dewar als besmet beschouwd worden. Dit beïnvloedt de veiligheid van patiënten en personeel.
Een eenvoudig voorbeeld laat zien waarom het probleem ertoe doet. Stel je tien pods voor die in één container gestapeld zijn. De bodem pods liggen dicht bij het koudste deel. De bovenste pods liggen in warmer gas. Een systeem dat de bovenste pod veilig houdt, kan te veel warmte naar de bodem duwen. Een systeem dat de bodem beschermt, kan de bovenste te warm laten.
De taak is niet simpelweg alles koud te maken. Het is om elk deel op de juiste manier koud te maken.
Een ander bewaaridee
Een voorgesteld antwoord is dampopslag. In dit ontwerp zitten de pods in koud stikstofgas boven een kleine plas vloeibare stikstof. De doeltemperatuur kan rond de -134°C liggen in plaats van -196°C.
Beide temperaturen liggen ver onder het punt waarop biologische activiteit normaal kan doorgaan. Vanuit dat oogpunt kunnen -130°C en -196°C op vergelijkbare manieren werken. De koudere temperatuur is niet altijd beter als deze barsten veroorzaakt of harde thermische spanningen creëert.
Vitrificeerd materiaal kan barsten als het ver onder zijn glasovergangspunt wordt afgekoeld. Glycerol-gebaseerde bescherming kan beginnen te barsten onder ongeveer -85°C. Een ander mengsel, bekend als B2C, kan barsten onder ongeveer -115°C. De patiënttemperatuurbereiken die verbonden zijn met deze mengsels kunnen verschillen.
Dit creëert een zorgvuldige balans. Opslag moet koud genoeg zijn om biologische verandering te stoppen. Het moet ook onnodige stress door verder koelen vermijden.
Dampopslag vereist controle. Kleine verwarmingselementen kunnen de temperatuur verhogen wanneer dat nodig is. Sensoren en controllers kunnen de pods in de gaten houden. Maar het systeem moet ook door stroomuitval heen werken.
Het sterkste ontwerp kan actieve en passieve delen combineren. Verwarmingselementen en controllers zorgen voor fijne afstelling. Isolatie, metalen frames, gasbeweging en de vorm van de vloeistofplas bieden basisstabiliteit zonder constante stroom.
Ventilatoren zijn geen makkelijk antwoord. Gewone ventilatorlagers gebruiken smeermiddelen die kunnen bevriezen bij cryogene temperaturen. Andere manieren om gas te verplaatsen zijn nodig.
Het ontwerp van de pod maakt ook uit. Aluminium geleidt warmte goed. De dikte, vorm en materiaal van het frame kunnen veranderen hoe kou door de pod beweegt. De hoeveelheid en soort isolatie kunnen de balans opnieuw veranderen.
Het gas dat de dewar binnenkomt, creëert nog een controlprobleem. Een gas- en vloeistofmengsel kan plotselinge kou in het systeem brengen. Een mogelijke oplossing is om de vloeistof van het gas te scheiden voordat het gas binnenkomt. Een afvoerlijn voor gas zou kunnen helpen. Dat idee moet nog getest worden.
Betrouwbaarheid is onderdeel van behoud
Een opslagsysteem is alleen nuttig als het jarenlang blijft werken. Dat betekent meer dan een lage temperatuur op één display hebben.
Een betrouwbaar ontwerp kan twee onafhankelijke controllers gebruiken. Elke zou een iets anders bereik bewaken, maar beide zouden naar hetzelfde doel streven. Als één systeem een probleem ziet, zouden alarmen het andere systeem waarschuwen.
Het systeem moet ook een enkel falen kunnen verwerken. Temperatuursensoren, verwarmingselementen, controllers en bewegende delen kunnen allemaal falen. De veiligere richting bij falen is kouder in plaats van warmer. Maar een koudere storing kan nog steeds moeilijk te detecteren en corrigeren zijn.
Stroomverbruik kan bescheiden zijn. Een dampsysteem werd geschat op ongeveer 15 watt per patiënt. Tien patiënten zouden evenveel stroom verbruiken als één lampje. Installatiegeneratoren kunnen grotere uitval ondersteunen, maar afhankelijkheid van apparatuur voegt nog steeds kosten en complexiteit toe.
Dampopslag kan twee tot drie keer zoveel kosten als opslag met vloeibare stikstof. Het kan meer isolatie, meer stikstof en meer verwarmingselementen nodig hebben. Dat kan het voor sommige mensen moeilijker maken om het te betalen.
Een andere geplande stap is annealing. Dit betekent het langzaam opwarmen van het bewaarde materiaal gedurende weken of maanden. Het doel is om thermische stress te verminderen en de kans op barsten te verkleinen. Testen is nog gaande.
Deze details lijken misschien veraf van de menselijke vraag. Ze zijn dat niet. Iemand die cryonics zoekt, plaatst hoop binnenin een keten van technische systemen. Elke schakel telt mee: juridische timing, standby, koelen, transport, circulatie van cryoprotectief middel, opslag, monitoring en toekomstige reparatie.
Geen enkel deel van die keten geeft zekerheid.
Toch maakt onzekerheid niet elke inspanning zinloos. Het verandert het type hoop dat erbij betrokken is. Dit is geen hoop als prognose. Het is hoop als reden om een mogelijkheid te behouden die anders verloren zou gaan.
Waar de zoekende vraag naartoe kan gaan
De eerste vraag is vaak: “Kun ik ooit terugkomen?” De huidige wetenschap kan dit niet met ja beantwoorden. Geen enkele menselijke cryonics-patiënt is teruggekomen, en toekomstige reparatie zou problemen moeten oplossen die veel verder gaan dan de huidige geneeskunde.
Een zorgvuldiger vraag is: “Kan het behoud van vandaag genoeg informatie bewaren zodat de geneeskunde van morgen ermee kan werken?” Zelfs die vraag heeft geen bewezen antwoord. Het kan echter onderzocht worden via koelmethode, temperatuurregeling, breukrisico, besmettingscontrole, redundantie en kosten.
Daar wordt zoeken praktisch. Het beweegt weg van een belofte en naar een reeks grenzen. Een persoon kan begrijpen wat het systeem probeert te beschermen, waar het kan falen, en waarom ingenieurs blijven testen andere opslagmethoden.
Ik vind deze vorm van hoop respectvoller. Het vraagt niemand om de dood te negeren of alsof technologie het al opgelost heeft. Het laat ruimte voor twijfel, zorgvuldig oordelen en de mogelijkheid dat toekomstige kennis vriendelijker kan zijn dan huidige kennis.
The Longer Horizon houdt vast aan één duidelijke vraag over cryonics, toekomstig behoud en wat hoop eerlijk kan betekenen. Voor mij blijft die vraag open omdat de feiten moeilijk zijn, niet omdat ze gemakkelijk zijn.
Article by Lea Varga ·